§ 7. Основные способы открытой разработки и производственные процессы

Способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых определяется технологией производства открытых горных работ, под которой понимается совокупность основных производственных процессов, обеспечивающих безопасную и экономичную добычу полезных ископаемых.

В настоящее время применяют три основных способа открытой разработки: экскаваторный, гидравлический и комбинированный.

При первом применяют различные механические средства выемки и перемещения горных пород - экскаваторы, скреперы, колесный и конвейерный транспорт и др. При гидравлическом способе все основные производственные процессы осуществляются с помощью воды и специального оборудования - гидромониторов и землесосов. Комбинированный представляет собой различные сочетания экскаваторного и гидравлического способов открытой разработки.

Экскаваторный способ универсален, может применяться при разработке любых горных пород и поэтому наиболее широко распространен, гидравлический - применяют в основном при разработке мягких пород, легко поддающихся размыву водой.

При экскаваторном способе открытой разработки в общем случае выполняются следующие основные технологическе процессы: 1) подготовка горных пород к выемке; 2) выемочно-погрузочные работы; 3) перемещение горной массы из забоев на поверхность; 4) отвальные работы для вскрышных пород и складские - для добытого полезного ископаемого.

Подготовка горных пород к выемке заключается главным образом в осушении уступа при сильной обводненности или рыхлении, если породы полускальные и скальные. Рыхление пород осуществляется в основном взрывным способом и значительно реже механическим и гидравлическим способами.

Выемку, погрузку и перемещение горных пород осуществляютс помощью экскаваторов, бульдозеров, скреперов, различные транспортных средств. При разработке мягких горных пород широко применяют высокопроизводительные многоковшовые экскаваторы, в скальных породах - одноковшовые экскаваторы. Полезное ископаемое грузят в транспортные сосуды - думпкары, автосамосвалы и др.; вскрышные породы могут перемещаться экскаватором непосредственно в отвал. К основным видам карьерного транспорта относят железнодорожный, автомобильный и конвейерный, а также комбинированный, представляющий различные их сочетания.

Полезное ископаемое транспортируют в приемные бункера обогатительных фабрик или на специальные склады, а вскрышные породы - в отвал. Для размещения пород в отвал применяют одноковшовые или многоковшовые экскаваторы, отвальные плуги, бульдозеры и конвейерные отвалообразователи.

К основным технологическим процессам при гидравлическом способе открытой разработки относятся: 1) подготовка горных пород к размыву; 2) размыв горных пород; 3) транспортирование; 4) отвалообразование или складирование.

Подготовка пород к размыву обычно заключается в механическом их рыхлении экскаваторами или бульдозерами. Размывают горные породы, транспортируют их и укладывают в отвал с помощью гидромониторов и землесосов.

Все указанные выше технологические процессы тесно связаны между собой, выполняются в строго определенной последовательности и в совокупности составляют единый технологический процесс производства открытых горных работ. При разработке мягких горных пород предварительная подготовка их к выемке или размыву обычно не требуется, и в этом случае технологическая схема открытой разработки значительно упрощается.

Стоимость выполнения отдельных производственных процессов открытой разработки различна и зависит от условий залегания полезного ископаемого, свойств горных пород, применяемого оборудования и организации работ. При разработке рудных месторождений, отличающихся в большинстве случаев высокой крепостью руд и вскрышных пород, стоимость подготовки к выемке составляет примерно 30-40%, выемки и погрузки 20-30%, транспортирования 30-40% и отвалообразования 5-10% от общей стоимости разработки пород.