Практика по приобретению профессиональных навыков
2.1 Ознакомление с разрезами (карьерами) как технологическими комплексами по добыче полезных ископаемых
Открытые горные работы (ОГР) — это горные работы, производимые непосредственно с земной поверхности, с целью добывания горных пород и создания различных выемок и котлованов. Способ разработки месторождений полезных ископаемых с применением ОГР называется открытым способом.
Горное предприятие, ведущее разработку открытым способом называется карьером. В практике открытой разработки рудных месторождений, вместо термина карьер применяют названия разрез.
При открытой разработке горные работы разделяются на вскрышные (выемка, перемещение и размещение вскрышных горных пород) и добычные (выемка, перемещение и складирование или разгрузка полезного ископаемого).
К преимуществам ОГР по сравнению с подземным способом разработки относятся:
- возможность обеспечения более высокого уровня комплексной механизации и автоматизации горных работ;
- более высокая (в 3- 5 раз) производительность труда;
- меньшая стоимость продукции;
- более безопасные и гигиеничные условия труда;
- более полное извлечение полезного ископаемого;
- меньшие капитальные удельные затраты.
Недостатками его являются:
- зависимость от климатических условий;
- необходимость отчуждения значительных площадей земель;
- нарушение водного баланса недр.
Из общей мировой добычи полезных ископаемых на долю открытого способа приходится почти 75%.
В карьере горные работы включают выемку, перемещение и разгрузку горных пород: полезных ископаемых и вскрышных пород, покрывающих и вмещающих залежи. Цель горных работ — выполнение плановых заданий по добыче полезных ископаемых и создание подготовленных к выемке их запасов. Отличительная особенность карьера — постоянное перемещение в нём рабочих мест. Строительство карьера ведётся на основе проекта в соответствии с сетевыми графиками, которые отражают во взаимообусловленной сети событий и работ последовательность выполнения отдельных видов работ и технологические связи между ними.
Комплексный укрупнённый сетевой график определяет продолжительность основных этапов строительства (организационно-технических мероприятий по подготовке к строительству, подготовительный период, основной период строительства), очерёдность строительства отдельных объектов, срок поставки технологического оборудования, срок освоения карьером проектной мощности.
В подготовительный период в пределах карьерного поля ведутся работы по подготовке территории (вырубка леса, корчёвка пней, отвод рек, осушение болот, перенос автомобильных и железнодорожных трасс, возведение специальных складов, административно-бытовых и коммунальных сооружений, механических мастерских, депо, гаражей, прокладывание транспортных коммуникаций, сети водоснабжения и канализации).
В период основного строительства ведутся горно-капитальные работы по сооружению разрезных, внешних и внутренних капитальных траншей, возводятся промышленные здания, обогатительные сооружения и др., проводятся дренажные и осушительные выработки, ведётся монтаж основного горного, транспортного и технологического оборудования, сооружаются склады для готовой продукции.
Наиболее продолжительный этап открытых разработок месторождений — эксплуатация месторождения. Планомерная выемка и перемещение горной породы обеспечиваются комплексом горного, транспортного и вспомогательного оборудования.
Выбор средств комплексной механизации зависит от природных (крепость горной породы, форма залегания полезных ископаемых, горно-геологические условия, климат, рельеф и т.п.), технологических (система разработки, схема вскрытия, режим горных работ и др.), технических (выемочно-погрузочное оборудование, транспорт, элементы систем разработки), организационных (годовой и суточный режим работ, сроки строительства и др.), экономических (размер капитальных затрат, себестоимость продукции, производительность труда, размер прибыли и др.) факторов.
Комплексная механизация горных разработок обеспечивает неразрывность транспортных коммуникаций от забоев до пунктов разгрузки, а отдельные машины и механизмы (буровые, выемочно-погрузочные, транспортные, отвальные, вспомогательные), входящие в комплект оборудования, должны соответствовать друг другу по мощности, производительности и другим основным параметрам.
Отличительная особенность комплексной механизации добычных работ наличие разгрузочно-приёмных пунктов, располагаемых в определённых местах, как правило, на весь срок отработки месторождения. Эти пункты включают в себя дробильно-сортировочные установки, размещаемые непосредственно в карьере и на его бортах.
Основное требование, предъявляемое к комплексной механизации добычных работ, — обеспечение равномерной и бесперебойной подачи полезных ископаемых на переработку.
Комплексы для механизации добычных работ различают по виду входящего в них оборудования. В связи с этим выделяют комплексы цикличного, циклично-поточного, непрерывного действия.
В соответствии с этим различаются и виды технологии горных работ (классификация предложена М. В. Васильевым). Цикличная технология горная базируется на использовании комплексов оборудования цикличного действия, при которых все основные процессы осуществляются оборудованием цикличного действия. Циклично-поточная технология (поточно-цикличная) предусматривает применение комплексов с оборудованием цикличного и непрерывного действия.
Поточная технология осуществляется с помощью комплексов, в которых в качестве основного горнотранспортного оборудования используются машины непрерывного действия.
Современные карьер являются высокомеханизированными предприятиями, оснащёнными производительными машинами и механизмами для разрушения, выемки, транспортирования и складирования любых горных пород.
Помимо этого, карьер включает цехи и участки вспомогательного и подсобного производства. В горнорудной промышленности часто сам карьер является цехом горно-обогатительного или металлургического комбината.
Совокупность выемок в карьере образуется при разработке горных пород уступами. Выемка пород в пределах уступов производится последовательными полосами — за ходками при подвигании в них забоев выемочно-погрузочных машин. Верхние уступы опережают нижние.
При разработке горизонтальных залежей глубина карьера постоянна, а подвигание уступов ведёт к увеличению в плане выработанного пространства карьера, в котором обычно размещаются вскрышные породы. На рисунке 1 показаны основные элементы уступа.
| 1 – верхняя площадка уступа. 2 – верхняя бровка уступа. 3 – нижняя площадка уступа. 4 – забой уступа. 5 – нижняя бровка уступа. 6 – откос уступа. h – высота уступа. a - угол откоса уступа. |
Рисунок 1 – основные элементы уступа
Рабочая площадка уступа – площадка уступа, на которой размещается основное оборудование для его отработки.
Ширина рабочей площадки уступа превышает его высоту в 2 –4 раза.
Берма – площадка, на которой работа не производится. Различают предохранительные и транспортные (соединительные) бермы.
Откос уступа - наклонная поверхность, ограничивающая уступ со стороны выработанного пространства.
Угол откоса – угол, образуемый плоскостью уступа и горизонтальной плоскостью.
Забой уступа – часть уступа, служащая объектом воздействия горного оборудования.
Вскрыша – выемка пород, покрывающих полезное ископаемое, для обеспечения к нему полного доступа. Вскрыша осуществляется горизонтальными или слабонаклонными слоями, при этом боковая поверхность карьера приобретает уступную форму. Для вскрыши чаще всего применяются экскаваторный или гидравлический способы.
Горные работы на наклонных и крутопадающих залежах обусловливают углубление карьера и создание новых уступов путём проходки разрезных траншей; при этом необходима опережающая отработка вышележащих уступов.
Для обеспечения транспортной связи между поверхностью и забоями в карьере проводятся наклонные капитальные траншеи.