Сегодня пост посвящен вводной лекции по горным карьерам.
Основные понятия и определения
Карьер – горное предприятие , осуществляющее добычу полезного ископаемого открытым способом (открытыми горными работами).
Карьер – выемка в земной коре
, ограниченная искусственно созданной поверхностью, являющаяся результатом работ по добыче полезного ископаемого открытым способом.
В практике открытой разработки угольных и россыпных месторождений термин карьер принято заменять соответственно терминами разрез и прииск.
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.
Уступ
– часть боковой поверхности карьера, имеющая форму ступени.
Рисунок 1 – основные элементы уступа:
1 – верхняя площадка уступа.
2 – нижняя площадка уступа.
3 – откос уступа.
4 – верхняя бровка уступа.
5 – нижняя бровка уступа.
6 – забой уступа.
h – высота уступа.
& — угол откоса 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.
Особенности открытого способа:
необходимость удаления из карьера значительных объемов вкрышных пород, затраты на разработку которых составляют основную часть общих затрат на добычу полезного ископаемого;
необходимость соблюдения определенного порядка отработки слоев – выемку нижних слоев можно начинать только после отработки (выемки) вышележащих слоев;
неограниченная возможность использования крупногабаритного высокопроизводитель-ного специального горного оборудования, обеспечивающего комплексную механизацию и автоматизацию всех производственных процессов.
Преимущества открытого способа:
возможность обеспечения высокого уровня автоматизации и механизации горных работ;
высокая производительность труда;
низкая себестоимость полезного ископаемого;
более безопасные условия труда;
более полное извлечение полезного ископаемого;
меньшие капитальные затраты.
Недостатки открытого способа:
зависимость некоторых параметров технологии от климатических условий;
значительный экологический ущерб при ведении горных работ.
Основные показатели открытых горных работ:
годовая производительность карьера по полезному ископаемому и вскрыше;
коэффициент вскрыши;
месячная производительность труда рабочего по полезному ископаемому;
затраты на 1 м3 вскрыши;
производственная и полная себестоимость полезного ископаемого;
капитальные затраты на 1т (1 м3) полезного ископаемого;
годовая прибыль и рентабельность карьера.
Для сравнения различных вариантов проектирования карьера используются приведенные затраты
Зп=(С+Ен К)Q, руб
где С – себестоимость 1 т полезного ископаемого, руб/т;
Ен – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений = 0,1 – 0,2;
к – капитальные затраты на 1 т полезного ископаемого, руб;
Q – годовой объем добычи полезного ископаемого, т.
Понятие о коэффициенте вскрыши
Коэффициент вскрыши определяется отношением объемного или весового количества вскрыши к количеству добытого или подлежащего добыче полезного ископаемого. В зависимости от размерности коэффициент вскрыши называется весовым (т/т), объемным (м3/м3) и смешанным (вскрыша/полезное ископаемое м3/т).
Различают средний, текущий, контурный, граничный и плановый коэффициенты вскры-ши.
Средний коэффициент Кср определяется отношением объема Vв вскрыши к объему Vи полезного ископаемого в конечных контурах карьера
Кср = Vв/ Vи
Текущий коэффициент вскрыши Кт определяется отношением объема Vв.т вскрыши, пе-ремещенного из карьера или в пределах его границ за определенный промежуток времени (год, квартал, месяц) к объему Vи.т полезного ископаемого, добытого за тот же про-межуток времени
Кт = Vв.т/ Vи.т
Контурный коэффициент вскрыши Кк определяется отношением объема вскрыши к объ-ему полезного ископаемого, извлекаемому при изменении конечных контуров карьера.
Граничный коэффициент вскрыши Кгр характеризует удельный максимальный объем перемещаемых пород, при котором затраты 
на добычу единицы полезного ископаемого открытым способом не превышают аналогичных затрат Сп при подземном способе, т.е.
Значения коэффициентов вскрыши являются важными показателями открытых горных работ. Они служат для определения экономически целесообразных границ открытых горных работ и глубины карьеров при разработке наклонных и крутых залежей, зале-гающих на значительной глубине, а также для планирования и регулирования производ-ства карьера и себестоимости добываемого угля.
Карьер и его элементы. Определение параметров элементов карьера
Карьерное поле
– месторождение или его часть, предназначенная для отработки одним карьером. Под этим термином следует понимать геометрическое тело сложной конфигу-рации, заключенное в конечных контурах карьера.
Борт карьера – боковая поверхность, ограничивающая карьер.
Подошва карьера – поверхность, ограничивающая карьер снизу.
Верхний и нижний контуры карьера – линии пересечения борта карьера соответственно с дневной поверхностью и подошвой.
Угол откоса борта карьера – угол, образуемый бортом карьера и горизонтальной плоско-стью, проходящей через его подошву.
Рабочий борт карьера – борт, на котором в настоящий момент ведутся горные работы.
Глубина карьера – усредненное расстояние между подошвой и усредненной отметкой дневной поверхности.
Конечные контуры карьера – контуры, соответствующие моменту окончания открытых горных работ. Им соответствуют конечная глубина карьера и конечные размеры в плане. Конечный контур на дневной поверхности называется также технической границей карьера.
К главным параметрам карьера
относятся объем горной массы в контурах, конечная глубина, размеры по подошве, углы откосов бортов, запасы полезного ископаемого в конту-рах и размеры на уровне дневной поверхности.
Объем Vг.м горой массы в контурах карьера, характеризующий масштаб горных работ. срок существования и производительность карьера можно определить по формуле чл.-кор. АН СССР В.В. Ржевского:
и решив квадратное уравнение относительно Hк получим формулу для определения промежуточной глубины карьера, при которой текущий коэффициент вскрыши будет равен граничному коэффициенту
Аналитические методы расчета конечной глубины карьеров являются достаточно при-ближенными, так как они не могут учесть всех горно-геологических, топографических и других особенностей месторождения. Для более точного решения этой задачи применя-ются другие методы – графические, графо-аналитические и метод вариантов. Технико-экономические расчеты показывают, что ряд месторождений страны целесообразно разрабатывать до глубины 700 – 800 м.
Балансовые запасы – запасы, отвечающие требованиям кондиций, разработка которых экономически целесообразна при современном уровне развития техники и технологии.
Забалансовые запасы – запасы, разработка которых экономически нецелесообразна при современном уровне развития техники и технологии.
Промышленные запасы – часть балансовых запасов, подлежащая извлечению из недр.
Проектные потери – часть балансовых запасов, проектируемая к безвозвратному оставлению в недрах. На карьерах потери составляют 3 – 10 %.
Зависимость открытых горных работ от природных факторов
Обоснование экономической целесообразности использования открытого способа горных работ и выбор их технологии и механизации зависит от:
рельефа топографической поверхности месторождения;
положения залежи относительно поверхности;
угла падения, мощности и формы залежи;
климатических и гидрогеологических условий.
Рельеф поверхности может представлять равнину, склон, возвышенность, холмистую поверхность, водную поверхность.
В зависимости от положения залежи относительно поверхности она может быть:
поверхностной – мощность покрывающих пород 25 –30 м;
глубинной — мощность покрывающих пород более 30 м;
высотной – выше господствующего уровня топографической поверхности;
глубинно-высотной.
По углу падения различают следующие залежи:
горизонтальные;
пологие – угол падения 0 – 12о;
наклонные — угол падения 13 – 30о;
крутые – угол падения более30о.
По мощности различают залежи:
пологие по вертикальной мощности
весьма малой мощности – 3-5 м;
малой мощности – 6 –20 м;
средней мощности – 20-40 м;
мощные более 40 м.
наклонные и крутые – по горизонтальной мощности
весьма малой – 15 –20 м;
малой – 25-75 м;
средней – 75 – 100 м;
большой мощности более 100 м.
По строению различают простые, сложные и рассредоточенные залежи.
Простые залежи имеют однородное строение.
Сложные залежи содержат прослойки пустых пород и некондиционного полезного ископаемого.
Рассредоточенные залежи содержат прослойки полезного ископаемого в виде тел, распределенных в массиве вмещающих пород.
Хотите узнать больше и получать новый статьи прямо на свое e-mail, тогда
Дополнительная обработка сеянием или намыванием осуществляется непосредственно на месте или на специальных предприятиях. Данная разновидность нерудного материала остается наиболее распространенной. Она востребована в строительстве, производстве стройматериалов и изготовлении стекла. На территории Московской области официально функционирует свыше 30 предприятий, ведущих карьерную добычу песка. Каждое из них обладает месторождениями разного размера.
Песчаные карьеры Московской области
- ЗАО «ГЕОДОР»
141895, область Московская, район Дмитровский, село Озерецкое, - ЗАО «БОГАЕВСКИЙ КАРЬЕР»
143122, Московская область, Рузский район, пос.Орешки - ООО «ОБЛНЕРУДПРОМ»
- ООО «СЫЧЕВСКИЙ ПТК»
143611, область МОСКОВСКАЯ, район ВОЛОКОЛАМСКИЙ, СЫЧЕВО, улица ПЕСОЧНАЯ, 1, - ООО «РУЗСКИЙ КНМ»
143121, область МОСКОВСКАЯ, район РУЗСКИЙ, СЕЛО ПОКРОВСКОЕ, улица МИРА, 3, - ООО «Богаевский карьер»
, Богаевский Карьер - ООО «ПОЛИГОН»
141801, область МОСКОВСКАЯ, ДМИТРОВ, ШОССЕ КОВРИГИНСКОЕ, 7 - ЗАО «КВАРЦИТ»
140241, Московская обл., Воскресенский р-н, п. Хорлово - ООО «СТРОЙИНДУСТРИЯ-В»
140478, область Московская, район Коломенский, деревня Игнатьево, д. ЗДАНИЕ АДМИНИСТРАТИВНОЕ - ЗАО «ОБЪЕМ»
143122, область Московская, район Рузский, деревня Орешки - ЗАО «Торговый дом «Козловский карьер»
141340, область Московская, район Сергиево-Посадский, деревня Козлово, - ООО » Карьер Душеново»
141135, область Московская, район Щелковский, деревня Огуднево, д. 25/1, оф. ПОМЕЩЕНИЕ 1 - ООО «КОРСАР»
143103, область Московская, Руза, улица Социалистическая, д. 78 - ООО «Стройконтракт»
142304, область Московская, Чехов, улица Комсомольская, 11, 2, - ООО «СЕРПУХОВСКАЯ НЕРУДНАЯ КОМПАНИЯ»
142210, область Московская, Серпухов, переулок Краснофлотский, д. - ООО «ПОИСК-2»
141100, область Московская, район Щелковский, Щелково, переулок Советский 1-й, д. 25, оф. 317 - ЗАО «НЕДРЫ»
142300, область Московская, Чехов, улица Молодежная, 1, - ООО «ПСК «ЭКОСТРОМ»
141305, область Московская, Сергиев Посад, шоссе Скобяное, д. 13 - ООО «ВИШЕНКОВСКИЙ ГОК»
143122, область Московская, район Рузский, деревня Орешки - ООО «ГПК «ГОРСКИЙ»
140560, область Московская, Озеры, улица Юрия Сергеева, д. 1 - ООО «Серебряно-Прудский Кварцит»
142970, область Московская, Серебряные Пруды, площадь Советская, д. 6 - ЗАО «МОСОБЛСТРОЙЭКОЛОГИЯ»
141052, область Московская, район Мытищинский, село Марфино, д. - ООО «КИМОВСКИЙ КАРЬЕР»
140209, область Московская, Воскресенск, улица Цесиса, д. 11, оф. ПОМЕЩЕНИЕ 11 - ЩУРОВСКИЙ КАРЬЕР ООО
140413, область Московская, Коломна, улица Димитрова, д. - ОАО «ХОТЬКОВСКОЕ КАРЬЕРОУПРАВЛЕНИЕ»
141354, Московская область, Сергиево-Посадский район, поселок Мостовик - ООО «НЕРУДРЕСУРС»
141505, область Московская, Солнечногорск, улица Революции, д. 3А - Общество с ограниченной ответственностью «СОЛНЕЧНОГОРСКАЯ НЕРУДНАЯ КОМПАНИЯ».
141580, область Московская, район Солнечногорский, поселок Лунево - ООО «КАРЬЕРОУПРАВЛЕНИЕ №1»
141650, область Московская, район Клинский, деревня Раздолье, д. 12 - Общество с ограниченной ответственностью «ВЕСТА-1».
141801, область Московская, Дмитров, шоссе Ковригинское, д. 7 - ЗАО «ИКША-СТРОЙДЕТАЛЬ»
141860, область Московская, район Дмитровский, Икша, улица Рабочая, д. 30 - ОАО «ВИТА»
142155, область Московская, район Подольский, рабочий поселок Львовский - ООО «РЕМИКС»
142400, область Московская, Ногинск, шоссе Электростальское, д. 29 А - ООО «ОКА РЕСУРС»
142800, область Московская, Ступино, улица Жданова, д. 4А - ООО «КВАРЦ»
142918, область Московская, район Каширский, поселок Зендиково, улица Октябрьская, д. 4, оф. 65 - ООО «ПОЛИГОН»
143121, область Московская, район Рузский, село Покровское, улица Комсомольская, д. 10, оф. 7 - ОАО «ТУЧКОВСКИЙ КСМ»
- ОАО «ТУЧКОВСКИЙ КСМ»
143130, Московская область, Рузский район, пос. Тучково, ул. Кирова, д. 2 - ОАО «ВОЛОКОЛАМСКОЕ»
143400, Московская обл.,Красногорск, ул. Почтовая, д. 39 - ЗАО «Мансуровское карьероуправление»
143523, Московская обл., Истринский р-н, д. Мансурово - ООО «СЫЧЕВСКИЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ»
143611, область Московская, район Волоколамский, поселок городского типа Сычево, улица Нерудная, д. 15, оф. 18 - МУНИЦИПАЛЬНОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ «КАРЬЕР».
141601, область Московская, Клин, улица Красная, д. 48 - Общество с ограниченной ответственностью «ТРАНСПОРТНАЯ НЕРУДНАЯ КОМПАНИЯ».
143131, область Московская, район Рузский, Тучково, улица Восточная, д. 1 - Общество с ограниченной ответственностью «ОКСКОЕ КАРЬЕРОУПРАВЛЕНИЕ».
142200, область Московская, район Серпуховский, станция Ока - Общество с ограниченной ответственностью «РОСНЕДРА».
143406, МОСКОВСКАЯ ОБЛАСТЬ, Г КРАСНОГОРСК, ТУП ИЛЬИНСКИЙ, Д 9 - Общество с ограниченной ответственностью «НЕВЕРОВСКИЙ КОМБИНАТ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ».
143103, область Московская, район Рузский, город Руза, территория микрорайон, д. 4Б - Общество с ограниченной ответственностью «МОСОБЛНЕДРА».
142450, область МОСКОВСКАЯ, район НОГИНСКИЙ, СТАРАЯ КУПАВНА, УЛИЦА ОКТЯБРЬСКАЯ - ОАО «Вяземское карьероуправление»
215110, Россия, Смоленская область, Вяземский район, Степаниковское сельское поселение, Промышленная база ГОКа, квартал 5 - ОАО «Сильницкий карьер»
152131, Россия, Ярославская область, Ростовский район, п. Хмельники - 171133, Тверская область, Вышневолоцкий район, д. Кожино, д.34
ООО «Инерт». ОАО «Национальная нерудная компания» - ООО «Литвиновский карьер»
Россия, Московская область, Солнечногорский район, с. Литвиново - ООО «Верхневолжские карьеры»
152916, Ярославская область, г. Рыбинск, ул. Гайдара, д.3, офис 7 - ОАО «Пятовское карьероуправление»
Калужская область, Дзержинский район, п. Пятовский - Карьер «Хомяковский». ООО «464 Комбинат нерудоископаемых»
Россия, Тульская область, Ленинский район, п. Восточный - Карьер «Дертники». ООО «Вита»
152137, Ярославская область, Ростовский район, п/о Любилки, д. Дертники - (ЗАО «РЕМИКС»)
142410, Московская область, Ногинск г., Электростальское шоссе, 29А - ООО «ИСТРИНСКИЙ КАРЬЕР»
143514, МОСКОВСКАЯ ОБЛАСТЬ, ИСТРИНСКИЙ РАЙОН, Д БУЖАРОВО, УЛ ЦЕНТРАЛЬНАЯ, Д 1 А - ОАО «РАМЕНСКИЙ ГОК»
140125, МОСКОВСКАЯ ОБЛАСТЬ, РАМЕНСКИЙ РАЙОН, П/О ЧУЛКОВО, С ЕГАНОВО - ЗАО «НЕДРЫ»
142300, МОСКОВСКАЯ ОБЛАСТЬ, Г ЧЕХОВ, УЛ МОЛОДЕЖНАЯ, Д 1 - ООО «СТРОЙКОНТРАКТ»
142304, МОСКОВСКАЯ ОБЛАСТЬ, Г ЧЕХОВ, УЛ КОМСОМОЛЬСКАЯ, ВЛАДЕНИЕ 11, СТР 2 - Люберецкие песчаные карьеры
Московская область, Люберецкий район, г.Котельники, ул.Малая Колхозная - ЗАО «КВАРЦИТ»
140241, МОСКОВСКАЯ ОБЛАСТЬ, ВОСКРЕСЕНСКИЙ РАЙОН, РП ХОРЛОВО, ПРОМПЛОЩАДКА - ООО «КАРЬЕР-М ГОРА»
141892, МОСКОВСКАЯ ОБЛАСТЬ, ДМИТРОВСКИЙ РАЙОН, С ХРАБРОВО, УЛ КАРЬЕРНАЯ, Д 3 - ООО «Квазар»
Калужская обл., Малоярославецкий район, 0.4 км западнее д. Потресово - ООО «Полигон ПГС»
Калужская обл., Боровский район, д. Кириллово - Карьер Купрово
Московская область, Можайский район, д. Купрово
Объем добытого материала измеряется миллионами кубометров в год. Большая его часть используется в крупном и частном строительстве. Изъятие материала осуществляется на протяжении 12 месяцев с разной интенсивностью. Это обусловлено спадом спроса в зимнее время. Часть изъятого минерала транспортируют в другие области, где его добыча менее рациональна, чем закупка в соседних регионах.
Песок используется на большинстве этапов строительства. Поэтому карьерные разработки – стабильный, постоянно расширяющийся бизнес. Совершенствование технологий повышает результативность добычи и оптимизирует расходы. Это предоставляет возможность устанавливать доступные цены для оптовых и розничных покупателей.
Основной тип песка, добываемый на территории Московской области, – строительный. Он может быть сеяным , мытым и поставляться без дополнительной очистки. В больших объемах добывается песчано-гравийная смесь , которая активно используется в строительстве.
Производство силикатного и стекольного песка на территории столичного региона наладило несколько предприятий. Первый тип востребован в ходе изготовления кирпича и других изделий. Второй предназначен для стеклянной продукции. Малое количество производителей обусловлено меньшим спросом и высокими требованиям государственных стандартов к нерудным материалам. Большинство компаний предпочитает добывать строительную разновидность, поставляя ее застройщикам и розничным реализаторам.
Существующая инфраструктура обеспечивает оперативную транспортировку материалов к месту хранения и продажи. Ее наличие обусловлено стремлением сократить затраты в рамках производства.
На территории Московской области работают официальные и нелегальные карьеры. Они наносят ущерб бюджету и экологии. Результатом отсутствия элементарных норм, которых необходимо придерживаться при добыче нерудных материалов, становится появление стихийных мест изъятия, не подвергающихся последующей рекультивации.
Закрытые карьеры
С начала прошлого века на территории столичного региона ведется активная добыча песка. Ее объемы постоянно растут. При современных темпах разработки одного месторождения среднего или крупного размера хватает на 4-6 лет. Это позволяет понять, почему на территории Московской области находится множество иссякших карьеров.
Судьба закрытых месторождений существенно различается. Согласно требованиям государства, они должны подвергаться рекультивации. Изъятый песок надлежит заменять промышленными отходами и неподдающимися вторичной переработке материалами. Необходимо проводить процедуры экранирования, предотвращающие попадание загрязняющих веществ в грунтовые воды. После заполнения карьера должна осуществляться засыпка грунта, в том числе плодородного.
Лучший способ рекультивации – высадка зеленых насаждений и сельскохозяйственная деятельность. Но количество прошедших данную процедуру карьеров существенно ниже числа закрытых объектов.
Помимо нарушений норм действующего законодательства и отсутствия средств на проведение, следует учесть одну из самых главных проблем Москвы – ежегодное производство более 7 млн. тонн мусора. Вследствие этого карьеры переопределяют под полигоны захоронения ТБО.
Самые крупные и опасные для окружающей среды объекты:
- «Дмитровский». Один из крупнейших полигонов. Находится на территории бывшего Марфино-Дьяковского карьера;
- «Щербинка». Выработанные в 50-х стихийные песчаные карьеры в 3 км от Подольска без экранирования и других средств противодействия загрязнению;
- «Алексинский карьер». Расположен в выработанной части данного месторождения.
Аналогичная ситуация с глиняными карьерами. Многие стихийные песчаные выработки и официальные месторождения используются для несанкционированного сброса мусора. Это становится существенным препятствием для рекультивации и несет значительную угрозу для экологической обстановки столичного региона.
Зоны отдыха и проекты на выработанных карьерах
По стечению обстоятельств или вследствие удачного расположения, некоторые выработанные песчаные месторождения обретают новую, относительно безопасную для окружающей среды жизнь. Наиболее значимый пример – Люберецкие карьеры. Они заполнились водой вследствие воздействия природных факторов. На данный момент здесь отдыхают москвичи.
Каскад карьеров между Люберцами и Дзержинским с песчаным пляжем и чистой водой окружен смешанными лесами. На территории присутствует инфраструктура, которая находится в зачаточном состоянии. Это позволяет насладиться отдыхом на природе.
Еще один карьер, превратившийся в туристический пляж, находится Лыткарино. Расположенный вблизи Томилинский лесопарк станет хорошим местом для прогулок. Здесь присутствует платная стоянка, кафе и волейбольная площадка. В Волкушинском карьере чистый белый песок, свежий воздух и пригодная для купания вода.
Крупные строительные компании хотят подарить новую жизнь песчаному карьеру в Котельниках. Они планируют открыть многофункциональный жилой комплекс «Новые Котельники». Бизнес-кластер будет располагать парком, школой, несколькими детскими садами и развитой инфраструктурой. По предварительным оценкам, строительство начнется в 2024 году. Правительство поддержало этот проект, так как он обеспечит 6 тысяч рабочих мест.
Так карьеру выделяют горный отвод . Принцип открытой разработки заключается в том, что расположенные сверху более мощные слои пустых пород, покрывающих полезное ископаемое, в пределах горного отвода разделяется на горизонтальные слои - уступы , которые вынимают последовательно в направлении сверху вниз с опережением нижних слоев верхними. Высота уступа зависит от прочности пород и применяемой техники и колеблется от нескольких метров до нескольких десятков метров.
История
Открытые горные работы известны из эпохи палеолита. Первые большие карьеры появились в связи со стройками в Древнем Египте пирамид. Позже в античном мире в карьерах в больших масштабах добывался мрамор. Расширение области применения открытого способа разработки с помощью карьеров держалось вплоть до нач. ХХ века, за отсутствием высокопродуктивных машин для вынимания и перемещения больших объемов вскрышных пород. На конец ХХ века в карьерах добывалось 95 % строительных горных пород, более 70 % руд, 90 % бурого и 20 % каменного угля.
Основными взрывчатыми веществами, применяемыми при разработке карьеров в Советском союзе, в 1920-е годы были аммонал и аммониты , в 1930-е - динамоны , в годы Великой отечественной войны - оксиликвиты и аммониты, а с 1956 года по 1960-е - игданит .
Элементы карьера
Дно карьера
Дном карьера является площадка нижнего уступа карьера (что называется также подошвой карьера). В условиях разработки крутых и наклонных тел полезных ископаемых минимальные размеры дна карьера определяются с учетом условий безопасного вынимания и нагрузки горных пород из последнего уступа: по ширине - не меньше 20 м, по длине - не меньше 50-100 м.
В условиях разработки морфологически сложных залежей значительного протягивания дно карьера может иметь ступенчатую форму.
Глубина карьера
Глубина карьера - это расстояние по вертикали между уровнем земной поверхности и дном карьера или расстояние от верхнего контура карьера до нижнего. Различают проектную, конечную и предельную глубину карьера. (См. глубокий карьер).
Самые глубокие карьеры в мире достигают глубины почти 1 км. Самым глубоким карьером является Бингем-Каньон (штат Юта , США), карьер Чукикамата (Чили) имеет глубину более 850 м.
Предельный контур карьера
Предельный контур карьера - контур карьера на период его погашения, то есть прекращения работ по выемке полезного ископаемого и вскрыши.
Технология и организация работ в карьере
Карьер представляет собой систему уступов (как правило, верхние - породные или вскрышные, нижние - добычные), которые постоянно подвигаются, обеспечивая выемку горной массы в контурах карьерного поля.
Перемещение горной массы осуществляется различными видами транспорта. Транспортные связи в карьере обеспечиваются постоянными или скользящими съездами, а с поверхностью - траншеями. В процессе эксплуатации происходит перемещение рабочих уступов, в результате чего увеличивается выработанное пространство. Во время вскрышных работ покрывающие породы перемещают в отвалы, которые иногда размещают в выработанном пространстве. При глубине карьера до 100 м с крепкими содержащими породами в себестоимости 1 м³ вскрыши до 25-30 % занимают буровзрывные работы , 12-16 % - экскавация , 35-40 % - транспорт и 10-15 % - строительство самого карьера. С увеличением глубины карьера часть расходов на транспорт увеличивается до 60-70 %.
Рабочая зона карьера
Рабочая зона карьера - это зона, в которой осуществляются вскрышные и добычные работы. Она характеризуется совокупностью вскрышных и добычных уступов , одновременно находящихся в работе. Положение рабочей зоны определяется высотными отметками рабочих уступов и длиной их фронта работ. Рабочая зона представляет собой перемещающуюся и изменяющуюся во времени поверхность, в пределах которой осуществляются работы по подготовке и выемке горной массы. Она может охватывать один, два или все борта карьера. При строительстве карьера рабочая зона, как правило, включает только вскрышные уступы, а к окончанию горно-капитальных работ - и добычные. Число вскрышных, добычных и горно-подготовительных забоев в рабочей зоне не может устанавливаться произвольно, так как от этого зависит выполнение планов по отдельным видам работ. В рабочей зоне карьера каждый экскаватор в процессе работы занимает определенную горизонтальную площадь, которая характеризуется шириной рабочей площадки и длиной экскаваторного блока.
При разработке горизонтальных и пологих месторождений малой и средней мощности высотное положение рабочей зоны карьера остается неизменным. При разработке наклонных и крутых месторождений, а также мощных изометрических залежей рабочая зона постепенно понижается вместе с увеличением глубины карьера.
Подвигание фронта работ в карьере
Подвигание фронта работ в карьере - один из показателей интенсивности разработки месторождения. Подвигание фронта работ в карьере характеризуется скоростью, то есть расстоянием перемещения фронта горных работ, выраженным в метрах за единицу времени (по большей части - за год). Скорость зависит от масштаба работ, вида и конструкции погрузочного и транспортного оборудования, которое применяется, способа перемещения фронта горных работ и высоты уступов, которые отрабатываются. Различают веерное, равнобежное и смешанное подвигание фронта работ в карьере.
Подвигание веерное - перемещение фронта горных работ при разработке карьерного поля (его части ли) округлой формы, что характеризуется большей скоростью подвигания отделенных от поворотного пункта участков фронта (перемещение фронта в плане «веером», «по вееру»).
Подвигание фронта равнобежное - перемещение фронта горных работ параллельно одной из осей карьерного поля от одной его границы к другой или с промежуточного положения до контуров.
Подвигание фронта смешанное - комбинация разных схем подвигания фронта горных работ, например, равнобежного и веерного.
Глубина развития деформаций в карьере
Глубина развития деформаций в карьере - горизонтальное расстояние от начального положения верхней бровки откоса (верхней бровки контуру карьера) к последней трещине, которая визуально прослеживается в направлении, противоположному направлению движения смещенных масс укоса.
См. также
Напишите отзыв о статье "Карьер"
Примечания
Литература
- Мельников Н. В. Справочник инженера и техника по открытым горным работам, 4 изд.. - М ., 1961.
- Ржевский В. В. Технология, механизация и автоматизация процессов открытых горных разработок. - М ., 1966.
- Ржевский В. В. Технология и комплексная механизация открытых горных работ. - М ., 1968.
- Кулешов Н. А., Анистратов Ю. И. Технология открытых горных работ. - М ., 1968.
Ссылки
|
||||||||||||||||||||||
Отрывок, характеризующий Карьер
Болховитинов рассказал все и замолчал, ожидая приказания. Толь начал было говорить что то, но Кутузов перебил его. Он хотел сказать что то, но вдруг лицо его сщурилось, сморщилось; он, махнув рукой на Толя, повернулся в противную сторону, к красному углу избы, черневшему от образов.– Господи, создатель мой! Внял ты молитве нашей… – дрожащим голосом сказал он, сложив руки. – Спасена Россия. Благодарю тебя, господи! – И он заплакал.
Со времени этого известия и до конца кампании вся деятельность Кутузова заключается только в том, чтобы властью, хитростью, просьбами удерживать свои войска от бесполезных наступлений, маневров и столкновений с гибнущим врагом. Дохтуров идет к Малоярославцу, но Кутузов медлит со всей армией и отдает приказания об очищении Калуги, отступление за которую представляется ему весьма возможным.
Кутузов везде отступает, но неприятель, не дожидаясь его отступления, бежит назад, в противную сторону.
Историки Наполеона описывают нам искусный маневр его на Тарутино и Малоярославец и делают предположения о том, что бы было, если бы Наполеон успел проникнуть в богатые полуденные губернии.
Но не говоря о том, что ничто не мешало Наполеону идти в эти полуденные губернии (так как русская армия давала ему дорогу), историки забывают то, что армия Наполеона не могла быть спасена ничем, потому что она в самой себе несла уже тогда неизбежные условия гибели. Почему эта армия, нашедшая обильное продовольствие в Москве и не могшая удержать его, а стоптавшая его под ногами, эта армия, которая, придя в Смоленск, не разбирала продовольствия, а грабила его, почему эта армия могла бы поправиться в Калужской губернии, населенной теми же русскими, как и в Москве, и с тем же свойством огня сжигать то, что зажигают?
Армия не могла нигде поправиться. Она, с Бородинского сражения и грабежа Москвы, несла в себе уже как бы химические условия разложения.
Люди этой бывшей армии бежали с своими предводителями сами не зная куда, желая (Наполеон и каждый солдат) только одного: выпутаться лично как можно скорее из того безвыходного положения, которое, хотя и неясно, они все сознавали.
Только поэтому, на совете в Малоярославце, когда, притворяясь, что они, генералы, совещаются, подавая разные мнения, последнее мнение простодушного солдата Мутона, сказавшего то, что все думали, что надо только уйти как можно скорее, закрыло все рты, и никто, даже Наполеон, не мог сказать ничего против этой всеми сознаваемой истины.
Но хотя все и знали, что надо было уйти, оставался еще стыд сознания того, что надо бежать. И нужен был внешний толчок, который победил бы этот стыд. И толчок этот явился в нужное время. Это было так называемое у французов le Hourra de l"Empereur [императорское ура].
На другой день после совета Наполеон, рано утром, притворяясь, что хочет осматривать войска и поле прошедшего и будущего сражения, с свитой маршалов и конвоя ехал по середине линии расположения войск. Казаки, шнырявшие около добычи, наткнулись на самого императора и чуть чуть не поймали его. Ежели казаки не поймали в этот раз Наполеона, то спасло его то же, что губило французов: добыча, на которую и в Тарутине и здесь, оставляя людей, бросались казаки. Они, не обращая внимания на Наполеона, бросились на добычу, и Наполеон успел уйти.
Когда вот вот les enfants du Don [сыны Дона] могли поймать самого императора в середине его армии, ясно было, что нечего больше делать, как только бежать как можно скорее по ближайшей знакомой дороге. Наполеон, с своим сорокалетним брюшком, не чувствуя в себе уже прежней поворотливости и смелости, понял этот намек. И под влиянием страха, которого он набрался от казаков, тотчас же согласился с Мутоном и отдал, как говорят историки, приказание об отступлении назад на Смоленскую дорогу.
То, что Наполеон согласился с Мутоном и что войска пошли назад, не доказывает того, что он приказал это, но что силы, действовавшие на всю армию, в смысле направления ее по Можайской дороге, одновременно действовали и на Наполеона.
Когда человек находится в движении, он всегда придумывает себе цель этого движения. Для того чтобы идти тысячу верст, человеку необходимо думать, что что то хорошее есть за этими тысячью верст. Нужно представление об обетованной земле для того, чтобы иметь силы двигаться.
Обетованная земля при наступлении французов была Москва, при отступлении была родина. Но родина была слишком далеко, и для человека, идущего тысячу верст, непременно нужно сказать себе, забыв о конечной цели: «Нынче я приду за сорок верст на место отдыха и ночлега», и в первый переход это место отдыха заслоняет конечную цель и сосредоточивает на себе все желанья и надежды. Те стремления, которые выражаются в отдельном человеке, всегда увеличиваются в толпе.
Для французов, пошедших назад по старой Смоленской дороге, конечная цель родины была слишком отдалена, и ближайшая цель, та, к которой, в огромной пропорции усиливаясь в толпе, стремились все желанья и надежды, – была Смоленск. Не потому, чтобы люди знала, что в Смоленске было много провианту и свежих войск, не потому, чтобы им говорили это (напротив, высшие чины армии и сам Наполеон знали, что там мало провианта), но потому, что это одно могло им дать силу двигаться и переносить настоящие лишения. Они, и те, которые знали, и те, которые не знали, одинаково обманывая себя, как к обетованной земле, стремились к Смоленску.
Выйдя на большую дорогу, французы с поразительной энергией, с быстротою неслыханной побежали к своей выдуманной цели. Кроме этой причины общего стремления, связывавшей в одно целое толпы французов и придававшей им некоторую энергию, была еще другая причина, связывавшая их. Причина эта состояла в их количестве. Сама огромная масса их, как в физическом законе притяжения, притягивала к себе отдельные атомы людей. Они двигались своей стотысячной массой как целым государством.
Каждый человек из них желал только одного – отдаться в плен, избавиться от всех ужасов и несчастий. Но, с одной стороны, сила общего стремления к цели Смоленска увлекала каждою в одном и том же направлении; с другой стороны – нельзя было корпусу отдаться в плен роте, и, несмотря на то, что французы пользовались всяким удобным случаем для того, чтобы отделаться друг от друга и при малейшем приличном предлоге отдаваться в плен, предлоги эти не всегда случались. Самое число их и тесное, быстрое движение лишало их этой возможности и делало для русских не только трудным, но невозможным остановить это движение, на которое направлена была вся энергия массы французов. Механическое разрывание тела не могло ускорить дальше известного предела совершавшийся процесс разложения.
Ком снега невозможно растопить мгновенно. Существует известный предел времени, ранее которого никакие усилия тепла не могут растопить снега. Напротив, чем больше тепла, тем более крепнет остающийся снег.
Из русских военачальников никто, кроме Кутузова, не понимал этого. Когда определилось направление бегства французской армии по Смоленской дороге, тогда то, что предвидел Коновницын в ночь 11 го октября, начало сбываться. Все высшие чины армии хотели отличиться, отрезать, перехватить, полонить, опрокинуть французов, и все требовали наступления.
Кутузов один все силы свои (силы эти очень невелики у каждого главнокомандующего) употреблял на то, чтобы противодействовать наступлению.
Он не мог им сказать то, что мы говорим теперь: зачем сраженье, и загораживанье дороги, и потеря своих людей, и бесчеловечное добиванье несчастных? Зачем все это, когда от Москвы до Вязьмы без сражения растаяла одна треть этого войска? Но он говорил им, выводя из своей старческой мудрости то, что они могли бы понять, – он говорил им про золотой мост, и они смеялись над ним, клеветали его, и рвали, и метали, и куражились над убитым зверем.
Под Вязьмой Ермолов, Милорадович, Платов и другие, находясь в близости от французов, не могли воздержаться от желания отрезать и опрокинуть два французские корпуса. Кутузову, извещая его о своем намерении, они прислали в конверте, вместо донесения, лист белой бумаги.
И сколько ни старался Кутузов удержать войска, войска наши атаковали, стараясь загородить дорогу. Пехотные полки, как рассказывают, с музыкой и барабанным боем ходили в атаку и побили и потеряли тысячи людей.
Но отрезать – никого не отрезали и не опрокинули. И французское войско, стянувшись крепче от опасности, продолжало, равномерно тая, все тот же свой гибельный путь к Смоленску.
Бородинское сражение с последовавшими за ним занятием Москвы и бегством французов, без новых сражений, – есть одно из самых поучительных явлений истории.
Все историки согласны в том, что внешняя деятельность государств и народов, в их столкновениях между собой, выражается войнами; что непосредственно, вследствие больших или меньших успехов военных, увеличивается или уменьшается политическая сила государств и народов.
Как ни странны исторические описания того, как какой нибудь король или император, поссорившись с другим императором или королем, собрал войско, сразился с войском врага, одержал победу, убил три, пять, десять тысяч человек и вследствие того покорил государство и целый народ в несколько миллионов; как ни непонятно, почему поражение одной армии, одной сотой всех сил народа, заставило покориться народ, – все факты истории (насколько она нам известна) подтверждают справедливость того, что большие или меньшие успехи войска одного народа против войска другого народа суть причины или, по крайней мере, существенные признаки увеличения или уменьшения силы народов. Войско одержало победу, и тотчас же увеличились права победившего народа в ущерб побежденному. Войско понесло поражение, и тотчас же по степени поражения народ лишается прав, а при совершенном поражении своего войска совершенно покоряется.
Так было (по истории) с древнейших времен и до настоящего времени. Все войны Наполеона служат подтверждением этого правила. По степени поражения австрийских войск – Австрия лишается своих прав, и увеличиваются права и силы Франции. Победа французов под Иеной и Ауерштетом уничтожает самостоятельное существование Пруссии.
При использовании таких понятий как "шахта", "рудник" и "прииск", обычно не возникает затруднений в определении принадлежности объекта к добыче вида природных ископаемых. А что такое карьер? Это также искусственный промышленный объект или все-таки природное углубление?
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.
Разновидности
Выработку закрытым способом без снятия верхнего слоя принято называть шахтой. При открытой добыче угля пользуются термином разрез. При разработке ископаемых для извлечения руд металлов и кристаллов чаще встречается понятие рудник (прииск).
Для всех случаев можно сказать, что карьер – это открытая разработка для промышленной выборки породы, залегающей на глубине. В зависимости от месторождения это может быть песок, глина, гравий, известняк. Добыча горючих ископаемых производится в торфяных, сланцевых, угольных карьерах. Для химической промышленности производят выборки для извлечения из недр планеты фосфитов, апатитов, серы, мышьяка и прочих солей. Из нерудных материалов можно выделить карьеры по добыче алебастра, талька, слюды.
Металлы добывают из руды. Добыча ее чаще всего также производится карьерным методом. Так добывают сырье для производства черных металлов (железо, марганец, хром) и цветных (медь, цинк, олово). По такому же принципу происходит выборка руд благородных, радиоактивных и редкоземельных металлов. Рядом с такими месторождениями обычно строится горно-обогатительный комбинат.
Добыча гранита
Метод вскрытия зависит от характера месторождения. Обычно используют вертикальную траншею, направленную внутрь выработки. Особенность карьеров в том, что материал идет на изготовление облицовочного камня и блоков. Основная задача заключается в максимальной сохранности монолита извлекаемых блоков.
Гранит обладает свойством раскалываться по плоскости залегания породы. Эту особенность используют при добыче клиновым способом. Применяют несколько технологических приемов. Самый простой – бурение скважины с последующей закладкой взрывчатки. Во время подрыва порода вскрывается. Крупные куски идут на порезку плит. Недостаток метода в большом количестве отхода, который идет на щебень. В крупных частях повышается вероятность возникновения микротрещин, которые проявятся в процессе обработки. Более щадящий метод – закачивание сжатого воздуха в буровую скважину, что приводит к растрескиванию пласта.
Гранитные карьеры на стадии подготовки при разработке месторождения обходятся дешевле, чем мраморные. Но в процессе выработки из-за сложной технологии себестоимость продукции возрастает. Самые лучшие результаты по качеству продукции дает резка пласта породы сразу на блоки. Но именно такой вариант наиболее затратный.
Интенсивное строительство требует много бетона. Песок – незаменимый компонент в его составе. Наличие залежей этого материала на небольшой глубине в непосредственной близости от черты города положительно сказывается на себестоимости строительства. При оценке месторождения берется во внимание химический состав (содержание SiO 2), наличие примесей, огнеупорность, структура породы, ее физико-механические свойства.
Небольшая глубина залегания делает возможным вскрытие месторождения колесной техникой: скреперами, бульдозерами. Выборка осуществляется драглайнами, многоковшовыми экскаваторами, а транспортировка – автомобильным транспортом. Песчаный карьер – это сравнительно неглубокая выработка (до 15 м). Особенность в том, что материал сыпучий. Обеспечить стабильность фронтальных отвалов не получается из-за опасности обвалов. Другая особенность – вероятность подтопления грунтовыми водами, что предполагает их отвод или использование «мокрой» технологии добычи.
