Открытые горные работы

Комплекс горных работ, осуществляемых для добычи полезных ископаемых непосредственно с поверхности земли, называется открытые горные работы

Карьер - горное предприятие, производящее добычу полезных ископаемых открытым способом и отгрузку его потребителям.

Разрез - карьер по добыче угля и россыпных месторождений.

Элементы карьера - совокупность геометрических параметров, ограничивающих карьерное пространство:

а) рабочий и нерабочий борта

б) подошва или дно карьера

в) предельная глубина разработки

г) границы карьера.

Рабочий борт - боковая поверхность карьера, перемещающаяся в процессе ведения горных работ. Делится на уступы

Нерабочий борт - боковая поверхность, от которой начаты работы;

Подошва или дно карьера - нижняя граница карьера;

Предельная глубина разработки - расстояние по вертикали между уровнем поверхности и дном карьера.

Различают : проектную, конечную (фактическая) и предельная, то есть экономически целесообразная - соответствует равенству затрат на добычу полезных ископаемых открытым и подземным способами выемки. В данных условиях предельную глубину характеризует коэффициент вскрыши - количество вскрышных (пустых) пород на единицу полезных ископаемых. Для угля 10-15. С развитием техники растет. Может быть весовым, т/т; объемным м³/м³ или комбинированным м³/т (для угля).

Борта, дно, глубина определяют границы карьера.

Уступ - часть борта карьера в форме ступени, это слой породы или полезных ископаемых разрабатываемый самостоятельными средствами добычного и транспортного оборудования.

Горизонтальные поверхности, ограничивают уступ по высоте.

Основные элементы уступа:

а) верхняя рабочая площадка

б) нижняя рабочая площадка

в) откос уступа - наклонная поверхность между верхней и нижней площадками;

г) угол откоса - a- предельный угол, при котором сохраняется устойчивость уступа с площадками.

е) высота уступа - расстояние по вертикали между верхней и нижней площадками. Определяется мощностью полезных ископаемых; свойствами пород, применяемым оборудованием и обычно не превышает высоту черпания.

Уступы бывают вскрышные (удаление покрывающих пород) и добычные (выемка полезных ископаемых). Делятся на подуступы (см ниже).

Разработка уступов осуществляется экскаваторами иногда с предварительным рыхлением пород БВР.

Экскаватор - самоходная землеройная машина, предназначенная для выемки породы из массива (или отвала) и погрузки в транспортные средства или в отвал.

Делятся:

а) по принципу действия и типу рабочего оборудования -

цикличного действия (одноковшовые)

непрерывного действия (многоковшовые)

б) по типу ходового оборудования - гусеничные, пневмоколесные, шагающие, рельсовые.

в) бывают с жесткой связью и гибкой связью (драглайн).

г) по силовой установке - с верхним черпанием (прямая лопата), располагаются на нижней рабочей площадке; с нижним черпанием - (обратная лопата) - на верхней площадке; комбинированные.

Если уступ разрабатывается разными средствами выемки, но единым транспортом, то он делится на подуступы.

Многоковшовые - машина непрерывного действия с цепным или роторным органом с небольшими ковшами (от 50 до 1500л).

Драглайн - экскаватор с ковшом на гибкой связи (канатах), забрасывающий ковш и подтягивающий его. Обычно на шагающем ходу.

ЭКГ - 8. ЭВГ - 15; ЭШ - 65/100; ЭР - 3000 и т.д;

ходовая часть, кабина управления, стрела рукоять, ковш.

Основные этапы открытых горных работ

1. Подготовка поверхности

2. Вскрытие карьерного поля

.   Вскрышные работы

.   Добычные работы

.   Транспортировка и складирование

.   Отвалообразование

.   Рекультивация поверхности

Подготовка поверхности, отведенной для работы карьера, заключается в вырубке лесных насаждений, отвода рек, переноса поверхностных сооружений, осушения грунтовых вод или понижения их уровня в пределах карьерного поля.

Вскрытие карьерного поля - проведение (проходка) системы капитальных горных выработок для установления транспортной связи между пунктами погрузки горной массы в карьере и пунктами ее разгрузки на поверхность (складами, отвалами, обогатительными фабриками).

Вскрытие осуществляется открытыми горными выработками (с незамкнутым верхним контуром) - траншеями:

Общая траншея - обслуживает все уступы карьера

Групповая траншея - обслуживает группу уступов (обычно вскрышные и добычные).

Отдельная траншея - обслуживает один уступ.

Вскрышные работы (вскрыша) - снятие и перемещение покрывающих и вмещающих полезные ископаемые пустых пород.

Начинается от нерабочего борта карьера и, как правило, осуществляется одним или несколькими уступами.

В сравнительно мягких породах вскрышные работы могут производиться бульдозерами, стругами, гидромониторами или (чаще всего) прямой экскавацией.

Применяются одноковшовые экскаваторы (прямые и обратные механические лопаты) с емкостью ковша до 35м³ или драглайны - до 80м³. Лопаты имеют небольшой фронт работы, но большую точность погрузки - в вагоны, автосамосвалы, конвейер, драглайны редко перемещаются, но грузят неточно - чаще всего прямо в отвалы. Многоковшовые экскаваторы применяются реже.

В крепких породах приходится прибегать к предварительному рыхлению при помощи БВР - бурятся скважины, глубиной немного больше высоты уступа или (реже) минные заряды.