Технология добычи полезных ископаемых открытым способом

Карьерная разработка месторождений - надежный способ добычи с большим объемом извлечения руды и высокой производительностью в горной промышленности. В странах СНГ и России этот метод получил широкое распространение из-за своей эффективности и возможности извлекать большие объемы полезных ископаемых с минимальными затратами на строительство дополнительной инфраструктуры. Однако такой подход требует четкой организации процессов, грамотного планирования и соблюдения множества мер предосторожности. Не забываем еще и про дорогостоящее оборудование, машины и полное обеспечение сотрудников на месте проведения небезопасных работ.


К добываемым открытым способом полезным ископаемым относят твердые природные минеральные образования, которые могут быть с достаточным экономическим эффектом использованы в народном хозяйстве. Все другие горные породы, разрабатываемые в процессе ведения открытых горных работ, называются вскрышными породами. Совокупность вскрышных пород и полезного ископаемого составляет горную массу.

Этапы добычи полезных ископаемых открытым способом

Процесс добычи полезных ископаемых открытым способом включает несколько этапов, каждый из которых имеет свои особенности и требования:

1. Разведка и подготовительные работы. Первым шагом является геологическая разведка месторождения, которая позволяет определить объемы полезных ископаемых, их качество и глубину залегания.
2. Подготовка площадки для добычи. Производится расчистка территории и подготовка рабочей зоны для организации добычи. Сначала проводится вырубка растительности, снятие плодородного слоя почвы, а затем - формирование транспортных путей и выемка верхних слоев породы, которая может быть удалена без значительных затрат.
3. Выемка полезных ископаемых. Основной этап работы - это непосредственная добыча полезных ископаемых. Выемка породы осуществляется с помощью мощных экскаваторов: они вынимают горные породы, транспортируют их для дальнейшей обработки или хранения. На крупных карьерах часто применяют взрывные работы для разрушения твердых пород.
4. Транспортировка и переработка. Далее, необходимо заняться транспортировкой. Помогают в этом самосвалы или конвейерные системы на обогатительных фабриках или перерабатывающие предприятия. Производится сортировка, очистка и переработка ископаемых для их дальнейшего использования в промышленности.
5. Рекультивация. Последний и крайне важный шаг - это восстановление земель, подвергшихся разработке. Помимо этого, необходимо учитывать воздействие своими действиями работников на окружающую среду и проводить рекультивационные работы после завершения добычи. Таким образом человек может исключить непредсказуемые последствия в виде землетрясений.

Для дробления крупных массивов горной породы применяются как взрывные методы, так и механические способы, например, виброрыхлители. Плотные и полускальные массы подлежат выемке с помощью машин с повышенной мощностью резания. Выемочно-погрузочные работы осуществляются с использованием мехлопат или роторных экскаваторов с усиленными режущими элементами, а также землеройно-погрузочную технику.

Специфика карьерной разработки

Современные карьеры представляют собой крупные промышленные объекты, оснащенные во всех технологических звеньях сложнейшими горнотранспортными комплексами. При планировании карьеров отмечают некоторые особенности:

1. Зависимость технологических процессов добычи и транспортировки от неуправляемых природных факторов: физико-механических свойств руды и вмещающих пород; переменные углы залегания рудных тел и их мощность; возможность обрушения бортов карьера и отвалов и др.
2. Работа машин и механизмов происходит в сложных горнотехнических условиях.
3. Отсутствие складов готовой продукции, на которых может в определенных объемах накапливаться продукция одних технологических подразделений при полном прекращении работы других, в результате чего производственный процесс не прерывается даже при полном прекращении его в отдельных звеньях.

Карьерное оборудование

Разработка карьеров открытым способом невозможна без использования специализированного оборудования. Ценность таких машин в том, что они исключительно для работы с большими объемами пород предназначены.

В карьерах используются:

• Карьерные экскаваторы с большой вместимостью ковша и высокой грузоподъемностью.
  • Гусеничные экскаваторы - их основное преимущество в устойчивости на сложных поверхностях карьера и способности перемещаться по неровным и крутым склонам.
  • Колесные экскаваторы - они менее устойчивы на сложных поверхностях, но обладают большей мобильностью и могут перемещаться быстрее по рабочей зоне.
• Самосвалы - это основное средство для транспортировки горной породы и ископаемых с места добычи к пунктам временного хранения или переработки.
  • Самосвалы сверхбольшой грузоподъемности - машины, предназначенные для перевозки огромных объемов породы, например, модели грузоподъемностью более 200 тонн.
  • Шарнирно-сочлененные самосвалы - применяются в условиях сложного рельефа или на узких карьерных дорогах.
• Буровые установки готовят карьер для добычи твердых полезных ископаемых.
  • Гидравлические буровые установки - они эффективны для бурения в сложных условиях, включая твердые и абразивные породы.
  • Пневматические буровые установки - используются в карьерах, где требуются меньшие объемы взрывных работ или бурение производится на более мягких породах.
• Бульдозеры - это машины, которые используются для расчистки территории, снятия верхних слоев породы и подготовки участка для дальнейших работ.
  • Гусеничные бульдозеры - идеально подходят для работы на рыхлых и неустойчивых грунтах.
  • Колесные бульдозеры - используются для быстрых перемещений на карьерной площадке.

В современных условиях роста стоимости топливно-энергетических ресурсов актуальность приобретает также оценка энергетической эффективности машин. Особое значение энергетическая эффективность имеет для горной промышленности, так как она характеризуется более значительной удельной энергоемкостью по сравнению с другими отраслями.

Карьерный способ добычи - метод, при котором полезные ископаемые извлекаются с поверхности земли без необходимости строительства глубоких шахт и тоннелей. Открытая добыча имеет свои ограничения: она применима только для полезных ископаемых, залегающих на глубине не более 500 метров.

От разведки месторождения до рекультивации земель, каждый этап требует тщательного планирования и правильного использования карьерного оборудования.

Добыча полезных ископаемых открытым способом: оборудование и технологии