Определение главных параметров карьера, параметров отвала.

Определение

Карьер – это искусственно образованная выемка в поверхности земной коры для добычи залегающего слоя природных ископаемых методом открытой выборки. Как правило, имеет воронкообразную форму, сужающуюся книзу. Территория ограничена образованными плоскостями. На начальной стадии разработки происходит снятие верхнего слоя грунта и перемещение его за пределы зоны добычи. Понятие «карьер» возникло от заимствованного из французского языка слова carriere, которое использовалось для обозначения мест добывания и обработки природного камня. Может также применятся для выделения специализации предприятия, деятельность которого связана с добычей природных ископаемых открытым способом.

Главные параметры карьера

Конечная глубина, которая при разработке наклонных и крутых залежей определяет возможную производственную мощность карьера, размеры его по поверхности, общий объём извлекаемой горной массы. Для горизонтальных и пологих залежей конечная глубина определяется природными условиями и изменяется незначительно за весь период разработки. Конечная глубина устанавливается при проектировании карьера. Проектами предусматривается возможность открытой разработки до глубины 700-900 м.

Размеры карьера на поверхности по простиранию и вкрест простирания определяются размерами залежи, дна карьера, глубины и углов откосов его бортов. Они устанавливаются графически или аналитически. Форма дна карьера в плане обычно близка к овальной. Длинна карьера изменяется от сотен метров до 8 километров, а ширина до 4 километров.

Размеры дна карьера устанавливаются оконтуриванием разрабатываемой части залежи на отметке конечной глубины карьера. Минимальные размеры дна карьера определяются условиями безопасной выемки и погрузки пород на нижнем уступе (ширина не менее 20 м., длинна не менее 50-100 м.)

Углы откосов бортов карьера определяются условиями устойчивости пород прибортового массива и размещения транспортных коммуникаций. Их принимают более крутыми для уменьшения объёма вскрышных работ.

Общий обьём горной массы в контурах карьера является важнейшим показателем , определяющим производственную мощность предприятия, срок его существования и др.

При равнинном рельефе поверхности достаточно точно общий обьём горной массы можно определить по выражению

Где SД – площащь дна карьера, м2; НК – глубина карьера, м; РД – периметр дна карьера, м;

gср – усреднённый угол откоса бортов, градус.

Площадь, форма контура и периметр дна карьера в первую очередь зависят от размеров и конфигурации залежи. Дну карьера придается по возможности округленная форма с целью повышения устойчивости бортов и уменьшения объема извлекаемых вскрышных горных пород.

Запасы полезного ископаемого в контурах карьера - важнейший показатель, определяющий возможный масштаб добычи, срок существования карьера и экономические результаты разработки. Запасы в пределах каждого уступа (горизонта) и карьерного поля в целом устанавливаются при разведке месторождения, а затем уточняются и пересчитываются в контурах карьера при проектировании и эксплуатации его в соответствии с установленными и периодически изменяющимися кондициями на полезное ископаемое.

Отва́л — размещение на поверхности пустых (вскрышных) пород или некондиционного минерального сырья, а также хвостовобогатительных фабрик, отходов или шлаков от различных производств и сжигания твёрдого топлива. Отвалообразование является завершающим этапом вскрышных работ на карьерах.

Классификации отвалов :

В зависимости от способа укладки материала отвалы делятся на следующие типы: конические (терриконы) — наиболее часто создаются при откатывании породы опрокидывающимися вагонетками или скипами, хребтовые — создаются при вывозе породы вагонетками подвесной канатной дороги или конвейерами; плоские — создаются при вывозе отходов (породы) в самосвалах и формировании штабеля при помощи бульдозеров; такие отвалы часто создаются в ближайшем от предприятия понижении рельефа.

При открытых горных работах в зависимости от места расположения отвалы разделяют на следующие виды: * внутренние — создаваемые в отработанном пространстве карьера;

* внешние, расположенные за границами карьера;

* комбинированные.

В зависимости от способа механизации работ, отвалы разделяют на:

* бульдозерные;

* экскаваторные;

* конвейерные; * гидравлические.

Предотвал — насыпь, устраиваемая перед основным отвалом, и меньшая по высоте чем последняя. Предотвал предназначен для повышения устойчивости основного отвала и других целей.

Отвалы являются экологически неблагоприятным сооружением. В частности, если на поверхность поднята порода с кислой реакцией, то такие отвалы очень долго не покрываются растительностью.

Внутренее отвалообразование. При разработке горизонтальных залежей всегда стремятся размещать отвалы в выбранном пространстве карьера. При этом обязательна выемка залежи полезного ископаемого на полную мощность. Применение внутренних отвалов желательно и при разработке пологих залежей. В этом случае возможно проведение по отвалам наклонных внутренних траншей, вскрывающих рабочие горизонты по полезному ископаемому.

Для размещения породы во внутреннем отвале необходим определенный объём выработанного пространства. Поэтому в первый период разработки карьера породу перемещают на внешние отвалы, и только после создания требуемой ёмкости выработанного пространства переходят на внутреннее отвалообразование.

Применение в эксплуатационный период мощной техники с большими линейными параметрами, особенно при поперечном перемещении вскрышных пород во внутренние отвалы, сопряжено с выполнением большого объёма горно-подготовительных работ. Они ещё часто выполняются одноковшовыми экскаваторами карьерного типа в сочетании с автомобильным или железнодорожным транспортом. Вместе с тем строительство крупных карьеров целесообразно осуществлять посредством технических средств, предусмотренных проектом на эксплуатационный период. Применение высокопроизводительных экскаваторов на горно-капитальных работах позволяет резко сократить срок строительства карьера при большой мощности покрывающих залежь мягких вскрышных пород и повысить эффективность открытой разработки глубоко залегающих месторождений.