что такое техническая граница карьера

Перечислите главные параметры карьера.

К главным параметрам карьера относятся объем горной массы в контурах, конечная глубина, размеры по подошве, углы откосов бортов, запасы полезного ископаемого в контурах и размеры на уровне земной поверхности.

36) Дайте определение понятию «техническая граница карьера».

Конечный контур на земной поверхности называется также технической границей карьера.

37) Дайте определение понятию «балансовые запасы».

38) Дайте определение понятию «забалансовые запасы».

Забалансовые запасы вследствие низкого содержания полезного компонента непригодны для использования в настоящее время.

39) Дайте определение понятию «промышленные запасы».

Промышленные запасы – часть балансовых запасов, подлежащая извлечению из недр.

40) Дайте определение понятию «проектные потери».

Проектные потери – часть балансовых запасов, проектируемая к безвозвратному оставлению в недрах. На карьерах потери составляют 3 – 10 %.

Назовите, от каких факторов зависит экономическая целесообразность использования открытого способа горных работ.

1. Ценности полезного ископаемого; 2. Разницей в себестоимости добычи полезного ископаемого по отношению к другим технологиям (подземной, скважинной геотехнологиями).

Назовите, от каких факторов зависит выбор технологии и механизации открытого способа ведения горных работ.

1. от рельефа местности; 2. положения залежи относительно поверхности; 3. угла падения, мощности и формы залежи; 4. климатических и гидрогеологических условий

Перечислите виды расположения залежей относительно поверхности.

В зависимости от положения залежи относительно поверхности она может быть:

поверхностной – мощность покрывающих пород 25 –30 м;

высотной – выше господствующего уровня топографической поверхности;

Перечислите, как различают залежи по углу падения.

По углу падения различают следующие залежи:

2. пологие – угол падения 0 – 12 о ;

Перечислите, как различают залежи по мощности.

По мощности различают залежи:

пологие по вертикальной мощности

весьма малой мощности – 3-5 м;

малой мощности – 6 –20 м;

средней мощности – 20-40 м;

наклонные и крутые – по горизонтальной мощности

весьма малой – 15 –20 м;

средней – 75 – 100 м;

большой мощности более 100 м.

Перечислите, как различают залежи по строению.

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.

47) Дайте определение понятию «обводненность карьера», «жесткость погодных условий». Как определяется их величина?

Обводненность карьера определяется из выражения

где V_вод – объем воды, откачиваемый из карьера за время t, м 3 ;

Q_и – добыча полезного ископаемого за то же время, т.

Жесткость погодных условий оценивается показателем жесткости

где t – абсолютное значение температуры, о С;

Цель подготовки горных пород к выемке.

Подготовка горных пород к выемке осуществляется с целью создания технической возможности и наилучших условий для выполнения последующих процессов выемки и погрузки горной массы, транспортирования, отвалообразования, и т.д.

Способы подготовки горных пород к выемке.

В зависимости от типа и состояния пород подготовка их к выемке может осуществляться взрывным или механическим рыхлением, осушением, гидравлическим ослаблением, предохранением от промерзания, оттаиванием мерзлых пород.

Источник

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕХНОЛОГИИ ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ РАБОТ И ГРАНИЦАХ КАРЬЕРА

Классификация по мощности

При разработке наклонных и крутых залежей весьма малой (10-20 м) и малой мощности (20-70 м) начинать выемку очередного слоя залежи возможно только после полной выемки лежащего выше слоя (рис. 1.5). Для залежей средней мощности (60- 100 м) начинать выемку очередного слоя возможно и при неполной выемке лежащего выше слоя. При большой мощности залежи (100-150 м) одновременно можно вынимать несколько слоев.

(Способы разработки месторождений. Понятия карьер, разрез прииск. Основные элементы карьера и уступа. Коэффициент вскрыши. Преимущества и недостатки открытого способа разработки).

СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Основными способами разработки месторождений являются: открытый, подземный (в вариантах шахтный и скважинный) и подводный.

Открытые горные работы – комплекс работ, осуществляемых для добычи полезных ископаемых непосредственно с поверхности земли с использованием открытых горных выработок.

Открытые горные работы наиболее древняя область деятельности человека по извлечению полезных ископаемых из недр Земли.

Исторически этапами открытых горных работ можно считать:

— собирательство полезных минералов и каменного сырья с поверхности земли (ранний неолит, 2,5 млн. – 35 тыс. лет назад);

— целенаправленное выкапывание минералов и каменного полуфабриката с поверхности земли;

— выемка их из недр с помощью ям, канав и траншей,

— уступная разработка месторождений котлованами значительных размеров с оставлением между ними участков массива пород.

Древние открытые разработки котлованами типа карьеров достигали длины до 100 м и более и глубины 20-30 м. Древнейший медный карьер в урочище Кенгазган (Центральный Казахстан) имел длину около 500 м, ширину до 100 м и глубину до 18 м. На Синайском полуострове (долина Карич) древний медный карьер представлял собой котлован длиной около 100м, шириной 10 м и глубиной 9 м.

Отбойку руды от массива выполняли вручную, силой воды, пожегом, замораживанием воды, клиньями и др.

Для измельчения медных и серебряных руд использовали специальные устройства (орастры). В кольцевой каменной яме с выпускными отверстиями для измельченной руды дробление осуществляли перекатыванием огромных отесанных камней, прикрепленными цепями к вращающейся крестовине.

Карьерным транспортом являлись ручные тележки и повозки с конной тягой.

Первый буровой станок описал Леонардо Да-Винчи, (1500 г) На смену порохам пришел динамит. Появилась возможность предварительного рыхления скальных и полускальных пород.

В 1831 г В Отис (США) патентует одноковшовый паровой экскаватор на рельсовом ходу. Появляется возможность использования для вывоза из карьера горной массы железнодорожным транспортом.

В 1860 г француз инженер М. Кувре создает многоковшовый экскаватор. В 1863 г в Новой Зенландии началось использование драг для добычи золота.

Начиная с 40–х годов 20 века открытый способ разработки стал развиваться опережающими темпами. К этому времени завершается переход к механизированному производству, основанному на внедрении станков пневмоударного, шарошечного и огневого бурения, многорядного короткозамедленного взрывания, нового ассортимента ВВ, машин для заряжания и забойки скважин, мехлапат и драглайнов с большой вместимостью ковша, роторных комплексов, электровозов переменного тока, тепловозов и думпкаров высокой грузоподъемности, автомобильного и конвейерного транспорта и гидромеханизации.

В настоящее время на долю открытых горных работ приходится 40-70% добычи угля, руд черных и цветных металлов, горно-химического сырья и нерудных строительных материалов. Открытым способом также разрабатываются все уникальные месторождения алмазов (5 карьеров) и добывается около 20% урана.

Крупнейшие карьеры России и мира:

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ТЕРМИНОЛОГИЯ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКИ.

Карьер – горное предприятие, ведущее разработку месторождения открытым способом.

Карьер – совокупность открытых горных выработок (траншей и заходок различного назначения), выработанного пространства, отвалов, транспортных и энергетических коммуникаций и средств механизации горных работ, обеспечивающих добычу полезного ископаемого заданной номенклатуры в заданных объемах и заданного качества..

Карьер, предназначенный для добычи угля, называется – разрез, для добычи россыпных полезных ископаемых – прииск.

Месторождение или его часть, разрабатываемом одним карьером, называется карьерным поле.

Участок земной поверхности, занимаемый карьером, его службами и цехами называется земельным отводом (Рис. 1)

Карьерные поля разрабатывают горизонтальными слоями. Слои вынимают сверху вниз, начиная с поверхности. Выемка верхних слоев всегда опережает выемку нижних. Поэтому в процессе разработки боковые стенки карьера (борта карьера) приобретает уступную форму, (Рис 2.2).

Сверху карьер ограничен земной поверхностью. Ступенчатая поверхность, ограничивающая карьер с боков называется бортами карьера. Горизонтальная (реже наклонная) поверхность, ограничивающая карьер снизу, называется подошвой карьера или дном карьера.

Линия пересечения бортов карьера с земной поверхностью называют верхним контуром карьера, а с дном карьера – нижним контуром карьера.

Борт карьера, на котором производятся горные работы, называется рабочим бортом. В процессе ведения горных работ рабочий борт карьера перемещается в пространстве.

Борт карьера, на котором горные работы не производятся и он достиг конечных границ карьера называют нерабочим бортом. На нерабочем борту располагаются предохранительные и транспортные бермы

Положение верхнего и нижнего контура карьера, а также глубина карьера при разработке наклонных и крутых залежей постоянно изменяются. Контуры карьера, соответствующие моменту окончания работ в нем горных работ называются конечными. Им соответствуют конечная глубина и конечные размеры карьера в плане.

Конечный контур карьера в плане на земной поверхности называют также техническими границами карьера.

Участок недр переданный для разработки одному карьеру называют горным отводом

ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ УСТУПА

Как вскрышные работы, так и добыча полезных ископаемых (в том числе и угля) в карьерах производятся, как правило, горизонтальными слоями, называемыми уступами. При этом верхние уступы отрабатываются с опережением по отношению к нижним. Отработка уступами ведется с целью более удобной и безопасной работы в забоях.

Высота уступа — нормальное расстояние между верхней и нижней площадками.

Высота уступа устанавливается в зависимости от рабочих размеров применяемого оборудования, физико-механических свойств пород, параметров буровзрывных работ. При применении экскаваторов типа прямая механическая высота уступа принимается 10-30 м, драглайнов — 20-40 м, цепных многочерпаковых экскаваторов — 15-30 м и роторных экскаваторов — 12-50 м.

Уступ по высоте может быть разделен на два подуступа.

Уступ, на котором производится выемка пород или добыча полезного ископаемого называется рабочим. Площадка рабочего уступа, на которой размещается выемочно-погрузочное оборудование называется рабочей. Свободная площадка называется нерабочей. Ширину рабочей площадки принимают в 2-4 раза больше высоты уступа.

Нерабочие уступы разделяют горизонтальными площадками малой ширины называемые предохранительными бермами.

Назначение предохранительных берм — повышать устойчивость борта карьера и предохранять рабочие горизонты карьера и дно карьера от случайного падения на них отдельных кусков породы с верхних уступов. При погашении уступов они оставляются шириной не менее 1/3 расстояния по вертикали между смежными бермами, но не более чем через каждые три уступа.

Предохранительные бермы обычно отстраиваются горизонтальными в поперечном и продольном сечении и их поверхность совпадает с отметками рабочих горизонтов. (наклонные в продольном направлении предохранительные бермы обычно обустраивают только в глубоких карьерах круглой формы, что позволяет снизить объём вынимаемых пород на 6-15%). В глубоких карьерах на нерабочем борту могут обустраиваться предохранительные бермы увеличенной ширины для механизированной зачистки осыпавшихся пород.

Транспортные бермы (Рис.2.4, б) предназначаются для размещения на них транспортных путей (дорог) для соединения рабочих горизонтов с капитальными траншеями их ширина выбирается в зависимости от вида транспорта, ширины колеи и числа путей или полос движения.

Часть заходки по длине, разрабатываемая самостоятельными средствами отбойки и выемки, называют блоком. Часть заходки, на которой расположены действующие блоки, называют фронтом работ уступа. Суммарная протяженность фронтов работы уступов называется фронтом работ карьера.

Открытая горная выработка, имеющая значительную длину по сравнению с шириной и глубиной, называется траншеей. Сечение траншеи трапециевидное. Боковые поверхности траншеи называются бортами, а нижняя поверхность — дном.

Траншеи бывают капитальные и разрезные. Капитальной траншеей называется наклонная траншея, с помощью которой осуществляется связь рабочих уступов с земной поверхностью. Разрезной называется горизонтальная траншея, предназначенная для создания первоначального фронта работ на уступе.

КОЭФФИЦИЕНТ ВСКРЫШИ

Добыча полезных ископаемых открытым способом сопровождается удалением из контуров карьера определенного объема вскрышных пород. Количество вынимаемой пустой породы, приходящееся па единицу добываемого полезного ископаемого, называется коэффициентом вскрыши. В зависимости от единиц измерения различают коэффициенты вскрыши объемные ( м 3 / м 3 ) ; весовые ( т / т ); смешанные ( м 3 / т ).

В практике проектирования и эксплуатации карьеров наиболее широко используют коэффициенты вскрыши: средний, эксплуатационный, текущий, контурный и граничный.

Средним коэффициентом вскрыши k_ср называется отношение общего объема пустых пород в конечных контурах карьера V_в к отрабатываемым запасам полезного ископаемого V_и в этих же контурах (Рис. 2.4):

, м 3 / м 3

Эксплуатационный коэффициент вскрыши выражает отношение объемов пустых пород V_в с к запасам полезного ископаемого V_и с отрабатываемым за период эксплуатации карьера:

, м 3 / м 3

, м 3 / м 3

, м 3 / м 3

Граничным коэффициентом вскрыши называется максимально допустимый коэффициент вскрыши по условиям экономичности открытых горных работ на данном месторождении. Он определяет максимально допустимый объем вскрыши, который может быть удален из карьера для добычи единицы полезного ископаемого. Величина граничного коэффициента вскрыши определяется па основании сравнения допустимой себестоимости полезного ископаемого С_д и полной себестоимости полезного ископаемого при открытом способе разработки месторождения С_п.

При определении граничного коэффициента вскрыши в качестве допустимой себестоимости может приниматься прогнозируемая цена полезного ископаемого на рынках минерального сырья или полная себестоимость подземной разработки данного месторождения.

ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ ОТКРЫТОГО СПОСОБА РАЗРАБОТКИ.

Открытая разработка месторождений полезных ископаемых имеет следующие преимущества перед подземной: более высокая безопасность труда; производительность труда значительно выше, а себестоимость добычи 1 т полезного ископаемого намного ниже, чем при подземных разработках; лучшие технико-экономические показатели: сроки строительства карьеров меньше сроков строительства подземных рудников равной производительности, более высокие качественные показатели разработки месторождений и более полное извлечение полезного ископаемого из недр, более благоприятные условия для ведении селективной добычи полезного ископаемого.

Основными недостатками открытых горных работ являются: наносимый ущерб окружающей среде, связанный с необходимостью отчуждения значительных земельных площадей: воздушного и водного бассейнов районов разрабатываемых месторождений; зависимость от климатических и метеорологических условий; необходимость вложения больших капитальных затрат и короткие сроки при строительстве глубоких ( свыше 800 м) карьеров.

Источник

Горные Карьеры. Лекции по горному делу.

Продолжаю выкладывать лекции по горному делу

Возможно, это будет интересно читателям Блога о камне
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

[ad#blok_ssilok]
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

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.

Кстати, посмотрите фотоотчем архитектора, который побывал на самом крупном подземном Мраморном карьере

Хотите узнать больше и получать новый статьи прямо на свое e-mail, тогда подпишитесь на обновления

Источник