Что такое открытые горные работы
Открытые горные работы
Содержание
Классификация
В зависимости от формы и положения залежи полезного ископаемого относительно земной поверхности по классификации академика Ржевского В. В. выделяют пять основных видов открытой разработки месторождений [1] :
Основные технологические процессы открытых горных работ
Подготовка горных пород к выемке
Включает отделение горных пород от массива и их рыхление. При скальных породах производится с помощью буро-взрывных работ.
Погрузка горной массы в транспортные средства
Осуществляется с помощью различных подъёмно-транспортных механизмов: экскаваторов, погрузчиков, роторных комплексов и др.
Транспортировка горной массы
Для транспортировки горной массы используются различные транспортные средства:
Отвалообразование
Размещение пустых пород в отвалах, планирование отвалов, их рекультивация.
Примечания
Литература
Полезное
Смотреть что такое «Открытые горные работы» в других словарях:
Горные работы — работы по проведению и поддержанию в рабочем состоянии горных выработок, производимые для разведки или добычи полезных ископаемых из недр Земли. По расположению различают: открытые Г. р. проводимые под открытым небом, подземные в недрах… … Большая советская энциклопедия
ГОРНЫЕ РАБОТЫ — применение в определ, последовательности орудий и средств труда для отделения горных пород от массива, перемещения их в пределах горного пр тия и поддержания горных выработок в рабочем состоянии. Г. р. ведут с целью разведки или разработки… … Большой энциклопедический политехнический словарь
работы горные — Комплекс работ по проведению, креплению и поддержанию в рабочем состоянии горных выработок при строительстве подземных сооружений или разработке полезных ископаемых; различают горные работы подземные и открытые [Терминологический словарь по… … Справочник технического переводчика
РАБОТЫ ГОРНЫЕ — комплекс работ по проведению, креплению и поддержанию в рабочем состоянии горных выработок при строительстве подземных сооружений или разработке полезных ископаемых; различают горные работы подземные и открытые (Болгарский язык; Български) минни… … Строительный словарь
Горные породы — твердая кора земного шара и весь твердый его остов сложены из минеральных агрегатов. Г. породами называются те из этих агрегатов, которые играют существенную роль в составе литосферы, обнаруживая в основных чертах постоянство состава и строения в … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Работы горные открытые — комплекс основных технологических операций по разработке месторождений непосредственно с дневной поверхности карьера открытым способом. Источник: Справочник дорожных терминов … Строительный словарь
Буровзрывные работы — совокупность производственных процессов по отделению скальных горных пород от массива с помощью взрыва. Термин буровзрывные работы возник с целью подчёркивания неразрывности, взаимосвязи и взаимозависимости процессов бурения, заряжания взрывчатых … Википедия
Вскрышные работы — Вскрышные работы один из технологических процессов открытых горных работ по выемке и перемещению пород (вскрыши), покрывающих и вмещающих полезное ископаемое, с целью подготовки запасов полезного ископаемого к выемке. При скальных и… … Википедия
Земляные работы — Земляные работы, переработка грунта работы, включающие в себя: разработку грунта перемещение укладку и уплотнение При этом различают открытые земляные работы, подводные и подземные. Открытые работы подразумевают работу на поверхности земли … Википедия
відкриті гірничі роботи — открытые горные работы open working, open pit working Tagebau комплекс робітроботи|праць, що здійснюються з метою видобуткудобування|видобування корисних копалин безпосередньо зіз поверхні … Гірничий енциклопедичний словник
Общие понятия об открытых горных работах
Чтобы добыть уголь открытым способом, требуется производство следующих работ:
Подготовка поверхности: удаление естественных и искусственных препятствий – вырубка деревьев; отвод рек, ручьев; снос зданий и сооружений и т.д. Строительство дорог, ЛЭП, связь, ОФ, склады, погрузка, АБК, жилые дома и пр.
Осушение месторождения осуществляется: поверхностным, подземным или комбинированным способами.
Вскрытие месторождения – проведение горно – капитальных работ по строительству капитальных траншей, которые создают доступ транспорту с поверхности к месторождению.
Эксплуатация месторождения – это производство вскрышных и добычных работ. В результате вскрышных работ удаляются пустые породы, покрывающие полезное ископаемое, вследствие чего обеспечивается доступ к нему. Вскрышные работы по своему назначению являются горноподготовительными.
Добычные работы – это извлечение полезного ископаемого. Возможна комплексная разработка месторождения – когда наряду с добычей основного полезного ископаемого предусматривается и добыча попутных полезных ископаемых. (Это песок, глина, щебень, балласт, различные сопутствующие п.и. – например редкие металлы).
Доработка месторождения – характеризуется снижением добычи в результате уменьшения запасов, а также с увеличением глубины разработки (с уменьшением запасов, годных для открытой добычи).
Открытые горные работы – такие работы, при которых добыча полезного ископаемого производится непосредственно с дневной поверхности. Образующаяся в результате этих работ на поверхности земли выемка называется карьером.
Карьером называется также горное предприятие, ведущее разработку месторождения открытым способом.
Карьер, как горное предприятие – это совокупность горных выработок и поверхностных сооружений, оборудованных для добычи полезного ископаемого открытым способом. В угольной промышленности карьеры принято называть разрезами.
Карьерное поле – месторождение полезного ископаемого или его часть с массивом покрывающих и вмещающих пустых пород, отведенная для разработки одним карьером.
В процессе работ по извлечению полезного ископаемого образуется открытое выработанное пространство.
На поверхности земли выработанное пространство ограничивается границами карьерного поля, по глубине – дном карьера.
Разработка горных пород внутри карьерного поля производится, как правило, горизонтальными слоями, вследствие чего профиль карьера имеет ступенчатую форму.
Отдельный слой, который разрабатывается самостоятельными средствами рыхления, выемки и перемещения, называется уступом. Его высота устанавливается с учетом безопасности работ и зависит от рабочих параметров выемочного оборудования и свойств массива.
Часть уступа (по его высоте ), разрабатываемая самостоятельными средствами выемки (отбойки и погрузки), но обслуживаемая транспортом, общим для всего уступа, называется подступом. Два подступа, обслуживаемых общим транспортом, составляют один уступ
Элементы уступа: площадка, откос, бровка.
Нижняя горизонтальная поверхность рабочего уступа а) называется нижней площадкой уступа или почвой уступа.
Верхняя горизонтальная поверхность рабочего уступа б) называется верхней площадкой уступа или кровлей уступа.
Кратчайшее расстояние между почвой и кровлей уступа называется высотой уступа.
Высота уступа для одноковшовых экскаваторов составляет от 10 30-40м. Для многоковшовых 40-50 и более метров.
Рабочие площадки уступов служат для размещения выемочно – погрузочного и транспортного оборудования.
Минимальная ширина для отработки одноковшовыми экскаваторами с погрузкой в ж.д. транспорт составляет 30-40м, для многоковшовых – 60-100м.
Предохранительные площадки – служат для повышения устойчивости бортов карьера и обеспечения безопасности работы. Они создаются в результате недоработки нижнего уступа относительно верхнего.
Ширина предохранительной площадки зависит от высоты уступа и свойств слагающих его пород. Её минимальная ширина должна составлять не менее 0,2 высоты уступа через каждые 15 м по вертикали в мягких породах и через3 0м в крепких породах.
Транспортные (соединительные) площадки – служат для расположения на них ж.д. или автомобильных дорог, соединяющих забойные пути с путями капитальной траншеи. Также могут быть оборудованы конвейерами.
Ширина транспортной площадки устанавливается в зависимости от применяемого транспортного оборудования.
Рабочим горизонтом – наз. площадка уступа, на которой расположено горное и транспортное оборудование. Число рабочих горизонтов равно числу действующих уступов.
Наклонная плоскость в) ограничивающая уступ со стороны выработанного пространства наз. откосом уступа.
Углом откоса уступа – наз. угол, образованный откосом уступа с горизонтальной плоскостью.
Бровка уступа – линия пересечения откоса уступа в с его верхней площадкой б и нижней площадкой а соответственно – верхняя д и нижняя е бровки.
Часть заходки по длине, разрабатываемая самостоятельными средствами отбойки и погрузки, наз. блоком.
Блоки, подготовленные для разработки, составляют рабочий фронт уступа, а не подготовленные – запасной фронт.
Фронтом работ карьера – является суммарная протяженность фронтов всех уступов карьера. Подвигание фронта вскрышных и добычных работ может быть параллельным, веерным и смешанным.
Б). Параллельное подвигание фронта работ применяют при отработке уступов заходками постоянной ширины, отрабатываемых одноковшовыми экскаваторами.
В). Смешанное подвигание фронта работ представляет собой сочетание двух первых способов.
В результате разработки месторождения или его части образуется выработанное пространство – пространство, освобожденное от пород или полезного ископаемого. Оно может быть использовано для размещения в нем пород вскрыши.
Линия пересечения бортов карьера с земной поверхностью называется верхним контуром, а линия пересечения бортов карьера с его подошвой – нижним контуром карьера.
Границы карьера – это положение его верхнего и нижнего контуров.
Производственная мощность карьера – количество полезного ископаемого, добываемого в единицу времени. (Обычно за год, за сутки)
Коэффициент вскрыши – объем пустых пород, приходящихся на единицу полезного ископаемого.(т\т; м3\т; м3\ м3).
При коэффициенте вскрыш 15 и более – рассматривается целесообразность перехода на подземную добычу. ( Себестоимость открытых работ может превысить себестоимость добычи подземным способом). Зависит от многих факторов.
Открытые горные работы
СОДЕРЖАНИЕ
Типы [ править ]
Ниже описаны пять основных форм открытых горных работ.
Полоса добычи [ править ]
Есть две формы открытой добычи. Более распространенным методом является «зачистка территории», который используется на довольно ровной местности для извлечения отложений на большой площади. При выемке каждой длинной полосы вскрышные породы помещаются в выемку, образованную предыдущей полосой.
«Контурная разработка» включает удаление покрывающих пород над пластом полезных ископаемых вблизи обнажения на холмистой местности, где обнажения полезных ископаемых обычно повторяют контур земли. За выемкой контура часто следует бурение на склоне холма для удаления большего количества минерала. Этот метод обычно оставляет за собой террасы на склонах гор.
Открытая разработка [ править ]
Удаление вершины горы [ править ]
Сторонники удаления горных вершин указывают на то, что после рекультивации территорий в соответствии с требованиями закона эта технология обеспечивает первоклассную плоскую землю, подходящую для многих целей в регионе, где плоская земля встречается редко. Они также утверждают, что новый рост на освоенных горных выработках лучше поддерживает популяции охотничьих животных. [8]
При взрыве на шахте по удалению горных пород в воздух поднимается пыль и мухи, которые затем могут мешать или оседать на частной собственности поблизости. Эта пыль может содержать соединения серы, которые, как утверждают некоторые, разъедают конструкции и надгробия и представляют опасность для здоровья. [10]
Дноуглубительные работы [ править ]
Майнинг хайволл [ править ]
Добыча с использованием приводов туннельной формы намного лучше, чем при использовании круглых шнековых отверстий, но картирование областей, разработанных горняком Highwall, не отображается так строго, как участки глубокой разработки. Смещается очень мало почвы по сравнению с удалением вершины горы; однако для эксплуатации и владения майнером Highwall требуется большой капитал. Но тогда эта система добычи полезных ископаемых Highwall представляет собой инновационную дорожную карту будущего потенциала и сохранения или повышения конкурентоспособности в области экологически безопасного удаления негорных (вскрышных) пород, которым управляет всего 4 члена экипажа.
Транспорт [ править ]
На ранних этапах вывоза материалов из открытых шахт материалы перемещались ручным трудом, конными повозками и горными железными дорогами.
В настоящее время существует тенденция использования самосвалов на подъездных дорогах, спроектированных в соответствии с особенностями рудника.
Проблемы окружающей среды и здоровья [ править ]
Чтобы правильно очистить и восстановить когда-то действовавший карьерный рудник, требуются большие деньги и обширные планы реабилитации. [16] Некоторые горнодобывающие компании не имеют средств для надлежащей очистки окружающей среды, поэтому негативное воздействие на окружающую среду. Федеральные правительства приняли множество законов и постановлений, которым горнодобывающие компании должны строго следовать. В США Закон 1977 года о контроле и рекультивации открытых горных работ требует рекультивации угольных шахт. [17] Рекультивация неугольных шахт регулируется государственными и местными законами, которые могут сильно различаться. Закон о национальной экологической политике (NEPA), Закон о сохранении и восстановлении ресурсов (RCRA),Закон о всеобъемлющих экологических мерах, компенсациях и ответственности (CERCLA) и многое другое. [17] Даже при наличии надлежащего законодательства в отношении открытых горных работ, все еще существуют последствия для здоровья человека и окружающей среды, которые имеют негативные последствия.
Здоровье человека [ править ]
Исследования здоровья были проведены на людях, которые работают или живут вблизи наземных шахт, и обнаружили множество негативных последствий для здоровья. [18] Одним из конкретных факторов воздействия на здоровье человека является то, что твердые частицы, такие как частицы пыли, металлов, кислоты и почвы, взвешенные в воздухе, могут вдыхаться и приводить к серьезным последствиям. [18] При вдыхании они могут снизить функцию легких, объем легких, могут возникнуть сердечно-сосудистые желания и, что еще хуже, рак. [19] Большие открытые участки поверхности, такие как вскрытие, карьеры, выемки на вершинах гор и шахты с высокими забоями, способствуют обширному загрязнению воздуха и взвешенным твердым частицам. Горняки, работающие в открытых шахтах, подвергаются высокому прямому риску осложнений для здоровья, в то время как местные сообщества испытывают другие последствия. Люди, живущие рядом с шахтой, могут испытывать такие последствия для здоровья, как сердечно-сосудистые проблемы, загрязнение воды, когда металлы или кислоты вымываются в грунтовые воды и загрязняют сельское хозяйство. [20] В Западной Вирджинии есть крупные горнодобывающие предприятия, такие как удаление горных вершин, что может привести к загрязнению качества и количества подземных вод, что сказывается на стажёрах в общинах у подножия гор Аппалачи. [21]
Федеральные правительства, такие как Канада, имеют специальное законодательство для обеспечения безопасности горняков, сообществ и окружающей среды. В целях защиты здоровья людей были приняты Экологический кодекс норм для металлургических шахт (ECPMM), Положения о сбросах горнодобывающих предприятий (MMER), Канадский закон об оценке состояния окружающей среды и многие другие законы и законодательные акты. [22]
Воздействие на окружающую среду [ править ]
Открытые горные работы могут иметь как отрицательное, так и положительное влияние на окружающую среду. Негативные последствия могут быть чрезвычайно разрушительными для качества почвы, загрязнения воды, загрязнения воздуха и шума, изменения ландшафта и многих других негативных факторов. [23] Обратной стороной является положительное ответвление: с новыми технологиями стало легче правильно обрабатывать местное водоснабжение и восстанавливать местную экологию, что помогает восстановить окружающую среду. [23]
Каждый тип открытых горных работ оказывает влияние на окружающую среду, о чем говорится ниже.
Основные понятия и терминология открытых горных работ
Выемка полезного ископаемого, покрывающих и вмещающих пород производится слоями, с опережением верхними нижних. В результате разрабатываемый массив горных пород приобретает форму уступов и в земной коре образуется выработанное пространство. Размеры выработанного пространства при разработке горизонтальных залежей увеличиваются в плане (рис. 1.2, а), а при разработке наклонных и крутых залежей – одновременно и в плане и по глубине (рис. 1.2, б) вследствие постепенной нарезки новых уступов.
Обычно разрабатываемые слои горизонтальны (рис. 1.3, а); иногда при разработке пологих залежей слои бывают наклонными (рис. 1.3,6), а при разработке крутых залежей — крутыми (рис. 1.3, в).
Каждый уступ характеризуется высотной отметкой горизонта расположения на нем транспортных коммуникаций. Отметки уступов могут быть абсолютные (относительно уровня моря) или условные.
Поверхности, ограничивающие уступ по высоте, называют нижней и верхней площадками (рис. 1.4). Наклонная поверхность, ограничивающая уступ со стороны выработанного пространства, называется откосом уступа, а угол наклона уступа к горизонтальной плоскости – углом откоса уступа (см. рис. 1.4). Линии пересечения откоса уступа с нижней и верхней площадками называются соответственно нижней иверхней бровками (см. рис. 1.4).
Различают рабочие и нерабочиеуступы и борта карьера. На рабочих уступах производится выемка горных пород, поэтому нижняя площадка этого уступа называется рабочей площадкой (см. рис. 1.4). Здесь располагают выемочное оборудование и транспортные коммуникации, необходимые для разработки уступа.
По условию технологии выемки уступы могут разделяться на подуступы (рис. 1.5), разработка которых ведется одним и тем же или разным выемочным оборудованием последовательно или одновременно, но обязательно на единый для уступа транспортный путь.
Подготовленная для разработки часть уступа по длине называется фронтом работ уступа (см. рис. 1.4). Он может быть в плане прямолинейным или криволинейным.
Поверхность горных пород в пределах уступа или развала, являющаяся объектом выемки, называется забоем.
Месторождение или часть его, разрабатываемую одним карьером, называют карьерным полем.
В состав земельного отвода карьера входит карьерное поле, внешние отвалы, промышленная площадка и другие производственные сооружения.
Ступенчатые боковые поверхности, образованные откосами и площадками уступов и ограничивающие выработанное пространство, называются бортами карьера (см. рис. 1.1).
Представленный рабочими уступами борт называют рабочим бортом карьера.
Линия, ограничивающая карьер на уровне земной поверхности, является верхним контуром карьера, а линия, ограничивающая дно (подошву карьера), – его нижним контуром.
Положения рабочего борта, верхнего и нижнего контуров карьера меняются в пространстве. Постепенно отдельные уступы, начиная сверху, достигают конечных контуров (границ) карьера. К моменту окончания (погашения) открытых работ им соответствует конечная глубина и конечные размеры карьера в плане (см. рис. 1.2).
На нерабочих бортах карьера горные работы не производятся, и откосы уступов разделяются площадками (бермами). Различают транспортные и предохранительные бермы и бермы очистки (рис. 1.6). Они формируются при подходе рабочих уступов к конечным контурам карьера за счет уменьшения ширины рабочих площадок.
На транспортных (соединительных) бермах шириной 10 – 15 м расположены транспортные коммуникации, соединяющие пути на рабочих площадках уступов и в специальных наклонных (крутых) выработках, через которые осуществляется грузотранспортная связь с поверхностью и другими горизонтами.
Предохранительные бермы шириной от 3 – 5 до 8 – 10 м служат для повышения устойчивости прибортового массива горных пород, а также для задержания осыпающихся с верхних уступов кусков породы.
Площадки очистки представляют собой предохранительные бермы увеличенной ширины, позволяющие разместить необходимое оборудование (бульдозеры, небольшие экскаваторы, погрузчики, автосамосвалы) для периодической очистки бортов карьера от осыпей и навалов. Их оставляют через три – четыре уступа по высоте.
Угол между линией, нормальной к простиранию борта и соединяющей верхний и нижний контуры, и горизонталью называется углом откоса рабочего (нерабочего) борта карьера (см. рис. 1.4 и рис. 1.6). Величина его зависит от состояния массива, высоты уступов и ширины площадок. Угол откоса рабочего борта карьера γр изменяется от 7 до 17° (иногда до 23 – 27°); а нерабочего борта γн – от 25 до 35°.
Совокупность уступов, находящихся в одновременной разработке, называется рабочей зоной карьера. Положение ее определяется отметками нижних площадок верхнего и нижнего (на данный момент времени) рабочих уступов карьера.
Длина фронта горных работ карьера представляет суммарную протяженность фронтов горных работ всех рабочих уступов.
Для введения в работу нового уступа необходимо создать транспортный доступ к нему и первоначальный фронт работ с соответствующей рабочей площадкой.
Для расположения транспортных коммуникаций, по которым будет перемещаться горная масса нового уступа на поверхность или на вышележащие уступы, необходимо вскрыть уступ (нарезать горизонт), т. е. провести с поверхности или с вышележащего уступа специальные (вскрывающие) горные выработки. Эти выработки соединяют с разными высотными отметками и поэтому имеют определенный угол наклона. При сооружении вскрывающие выработки обычно имеют близкое к трапециевидному или треугольному (на косогоре) поперечное сечение (рис. 1.7, а, б), и называются соответственно капитальными траншеями и полутраншеями. Проведение траншей и полутраншей называется вскрытием уступа.
Для создания начального фронта работ на вскрытом уступе необходимо провести от вскрывающей выработки горизонтальную (реже с небольшим уклоном для стока воды) горную выработку – разрезную траншею (полутраншею).
Все горные работы на карьере состоят из горно-подготовительных (проведение траншей) (рис. 1.7, в, г), вскрышных (выемка, перемещение и размещение вскрышных пород) и добычных (выемка, перемещение и складирование полезного ископаемого) работ.
Эти работы необходимо проводить в определенном порядке, соблюдая между ними, элементами и параметрами горных выработок, в которых они выполняются, определенные соотношения и зависимости, позволяющие по техническим условиям обеспечить в каждый момент времени необходимый фронт горных работ на добычных и вскрышных уступах, производительную и безопасную работу применяемого оборудования.
Принятый порядок выполнения горно-подготовительных, вскрышных и добычных работ, обеспечивающий для данного месторождения безопасную, экономичную и полную выемку балансовых запасов полезного ископаемого, называется системой разработки.
При разработке месторождений полезных ископаемых вскрышные породы размещаются либо в выработанном пространстве карьера, либо на специально отведенных площадях за пределами карьерного поля.
Насыпи пустых пород и некондиционных полезных ископаемых называются отвалами. Отвалы, размещаемые в выработанном пространстве карьера, называются внутренними, а вне его конечных контуров – внешними.
В административно-хозяйственном понимании карьером называют горное предприятие, осуществляющее открытую, разработку месторождения. В угольной промышленности это предприятие называют разрезом.