Лекция 1. Введение. Предмет и содержание дисциплины, ее цель и задачи.

Сущность открытых горных работ

Открытыми горными работами называют сово­купность работ, производимых с земной поверхности с целью добывания разнообразных горных пород и создания различ­ных выемок и котлованов. Наибольшее распространение и масштабы открытых горных работ связаны с добычей полезных ископаемых. При этом процессы извлечения полезного ископаемого из недр совершаются в открытых горных выработках, в отличие от подземного способа разработки, когда полезные ископаемые добывают по­средством сооружения подземных выработок. Развивается и подводный способ разработки — со дна морей, океанов и других водоемов.

В результате производства открытых горных работ в зем­ной коре образуются большие выемки, совокупность которых называют карьером. Контур поперечного сечения выемок является незамкнутым.

В административно-хозяйственном понимании карьером называют горное предприятие, осуществляющее открытую разработку месторождения. В угольной промышленности и при разработке россыпных месторождений карьер называют р а з р е з о м.

При открытой разработке горизонтальных или пол отпа­дающих залежей необходимо удалить только покрывающие вскрышные породы (рис. 1, а); породы лежачего бока (поч­вы) не извлекаются.

При разработке наклонных и крутопадающих залежей помимо покрывающих пород необходимо удалить и часть вме­щающих пустых пород для создания транспортного доступа к различным частям залежи по глубине и обеспечения устой­чивости массива вмещающих парод после выемки полезного ископаемого. Для этих целей угол откоса породного массива не должен превышать 25—35°. При наклонных залежах удаляются только вскрышные породы со стороны висячего бока залежи (рис. 1, б). При разработке крутопадающей залежи необходимо удалять породы со стороны висячего и лежачего ее боков (рис. 1, в).

Удаление больших масс покрывающих и вмещающих вскрышных пород является главной особенностью открытых разработок. Годовые объемы перемещаемых пород часто в несколько раз превышают объемы добываемых полезных ископаемых. Большие объемы горных работ обусловливают необходимость применения в карьерах мощного крупногабаритного оборудования.

Рисунок 1 - Принципиальные схемы открытой разработки залежей:

а - горизонтальных; б - наклонных; в - крутопадающих; 1 - выработанное пространство; 2, 4 - внутренние и внешние отвалы; 5 - рабочий и нерабочий борта; 6 - конечный контур карьера; 7 – бермы; I, II, . . . - последовательность развития работ на уступах

Для размещения его в свою очередь не­обходимы большие размеры горных выработок.

Выемка полезного ископаемого, покрывающих и вмещаю­щих пород производится слоями, с опережением верхними слоями нижних; в результате разрабатываемый массив горных пород приобретает форму уступов и в земной коре об­разуется выработанное пространство (см.рис.1), размеры которого по мере разработки горизонтальных залежей увеличиваются в плане (см.рис.1, а), а при разработке наклонных и крутопадающих месторождений - одновременно в плане и по глубине (см. рис.1, б, в) вследствие постепенно­го создания новых уступов. Выемка в каждом слое или созда­ние нового слоя возможны только после выемки значитель­ной части горной массы во всех или части вышележащих слоев (см.рис. 1). Поэтому выемка вскрышных пород дол­жна опережать во времени и пространстве выемку полезного ископаемого.

Основные затраты три открытой разработке направлены на перемещение пород, покрывающих или вмещающих залежь. Поэтому при разработке горизонтальных и пологопадающих залежей стремятся перемещать вскрышные породы по кратчайшему расстоянию в ранее созданное выработанное пространство. При наклонном и крутом падении залежей Размещение вскрышных пород в выработанном пространстве возможно только как исключение и их обычно перевозят за пределы карьера.

Насыпи пустых пород и некондиционных полезных иско­паемых называют отвалами. Отвалы, размещаемые в вы­работанном пространстве карьера, называются в н у т р е н н и м и, а вне конечных контуров карьера — в н е ш н и м и (см.рис.1).

Безопасность производства открытых горных работ дости­гается осуществлением мероприятий по отводу поверхностных и подземных вод, снегозащите, укреплению и выполаживанию откосов уступов, склонных к оползням и обрушениям, и др. На карьерах нередко возникает запыленность и загазован­ность атмосферы из-за бурения скважин, многократных перевалок горной массы экскаваторами, местных пожаров (при разработке угля), работы дизельных машин, движения карь­ерных автосамосвалов и других причин. В таких случаях не­обходимы проветривание рабочих мест и мероприятия по борьбе с пылью и пожарами.