Практика по приобретению профессиональных навыков
2.7 Система открытой разработки месторождений полезных ископаемых
Под системой открытой разработки месторождения понимается определенный порядок выполнения во времени и в пространстве горно-подготовительных, вскрышных и добычных работ. В условиях данного карьера принятая система разработки должна обеспечивать безопасную, экономичную и наиболее полную выемку кондиционных запасов полезного ископаемого при соблюдении мер по охране окружающей среды.
При разработке горизонтальных и пологих залежей горно-подготовительные работы заканчиваются в период строительства карьера. В этом случае в процессе эксплуатации месторождения отпадает необходимость вскрытия новых горизонтов, и система разработки характеризует порядок выполнения вскрышных и добычных работ. В случае добычи полезных ископаемых, выходящих непосредственно на поверхность, вскрышные работы отсутствуют или не имеют существенного значения. Тогда система разработки характеризует порядок выполнения добычных и горно-подготовительных работ по вскрытию новых горизонтов.
Для выполнения вскрышных, добычных и горно-подготовительных работ в определенном объеме и порядке применяется различное горное и транспортное оборудование. На карьерах необходимо стремиться обеспечить такую технологию, при которой все основные и вспомогательные процессы и операции полностью механизированы, а применяемые машины и механизмы по своей мощности и производительности взаимоувязаны и обеспечивают заданный темп горных работ, что соответствует принципам комплексной механизации. Комплексная механизация открытых горных разработок имеет своей целью не только замену тяжелого ручного труда механизированным, но и получение наилучших технико-экономических показателей. Поэтому для выполнения основных и сопутствующих им вспомогательных процессов и операций изыскиваются по возможности наилучшие технические решения, которые позволяют получить высокие экономические результаты.
Комплекс горного, транспортного, дробильно-сортировочного и вспомогательного оборудования на карьере, обеспечивающий планомерную выемку горной массы в забоях и перемещение вскрыши на отвалы, а полезного ископаемого к складам и потребителям, составляет структуру комплексной механизации карьера. Система разработки месторождения и структура комплексной механизации данного карьера взаимосвязаны.
Открытый способ разработки по сравнению с подземными характеризуется следующими особенностями:
Необходимостью удаления от карьера (перемещение в контурах) значительных объемов вскрышных пород, разработку которых затраты на угольных и рудных карьерах составляют основную часть общих затрат на добычу полезного ископаемого.
Необходимостью соблюдения определенной последовательностью отработки слоев (выемку лежащего ниже слоя горных пород можно начинать только с некоторым отставанием во времени от начала выемки, лежащего выше слоя).
Практически неограниченной возможностью создания использования высокопроизводительного горного крупногабаритного оборудования, способного обеспечить наиболее высоким технико-экономическим показателем.
К преимуществу открытого способа разработки по сравнению с подземным относится:
Возможность обеспечения более высокого уровня комплексной механизации и автоматизации горных работ, более высокая (3-5 раз) производительность труда и меньшая стоимость продукции, более безопасное и гигиенические условия труда, более полное извлечение полезного ископаемого, меньшие кап. затраты.
Недостатком открытого способа является:
Некоторая зависимость от климатических условий; необходимость отделения значительных площадей земель и нарушение водного баланса недр.
Уровень экономической эффективности открытых горных работ определяются годовой производительностью карьера по полезному ископаемому и вскрытию, условиями залегания полезного ископаемого, физико-механическими характеристиками разрабатываемых пород, климатическими условиями района разработки.
Наиболее распространенным добычным оборудованием является мехлопаты и драглайны. Реже применяются земснаряды, фронтальные погрузчики и бульдозеры, колесные скреперы. Широко внедряются плавучие машины с экскавационным рабочим органом, среди которых преобладающее распространение получают грейферные снаряды. На зарубежных карьерах применяется также канатные скреперы и башенные экскаваторы.
Наиболее распространенным видом транспорта на добычных работах является автомобильный и конвейерный. В ряде случаев применяется рельсовый транспорт широкой и узкой колеи. На некоторых карьерах эксплуатируются два вида транспорта (обычно автомобильный и железнодорожный).
Вследствие малой мощности покрывающих пород на вскрышных работах широкое применение получили колесные скреперы и бульдозеры (более 50% карьеров). Примерно треть карьеров использует автомобильный транспорт. Несмотря на исключительно благоприятные условия схемы комплексной механизации с поперечным перемещением вскрыши во внутренние отвалы внедрены на небольшом числе предприятий. На отдельных карьерах работы ведутся по схеме «экскаватор-карьер» с применением драглайнов, мехлопат и башенных экскаваторов.
В последние годы наметилась тенденция к изготовлению машин, выполняющих несколько операций. Сюда относятся цепные экскаваторы двойного действия. Которые снабжены двумя черпаковыми цепями, что позволяет одновременно производить вскрышные и добычные работы.