1. Системы открытой разработки месторождений полезных ископаемых.

Системой открытой разработки называется определенный порядок выполнения во времени и пространстве подготовительных, вскрышных и добычных работ на уступах рабочих горизонтов.

Отличительные признаки открытых горных работ:

• Добыча производится лишь после удаления пустых пород;

• Размеры открытых горных выработок по всем размерам значительны, что позволяет использовать мощное оборудование больших размеров;

• Удаление пустых пород и добыча полезного ископаемого производится в основном экскаваторным способом;

В зависимости от способа перемещения пустых пород вскрыши, открытые горные работы подразделяются:

1. класс – системы разработки с перевалкой вскрышных пород;

2. класс – системы разработок с перевозкой вскрышных пород;

3. класс – системы разработки с перевалкой и с перевозкой вскрышных пород;

4. класс – системы разработки с незначительным объемом вскрышных пород.

Вскрышные работы заключаются в удалении пустых пород, обеспечивающем доступ к полезному ископаемому и его добыче. В результате вскрышных работ образуется карьер.

2.1.Карьеры.

2.1.1. Основные термины и элементы карьера

Карьер - горное предприятие, осуществляющее открытую разработку месторождения и имеющее совокупность открытых горных выработок, служащих для вскрытия, подготовки и добычи полезного ископаемого. Открытые горные разработки примыкают непосредственно к земной поверхности.

Карьеры, которые предназначены для разработки угольных и рассыпных месторождений, обычно называют разрезами.

Вскрышные и добычные работы ведутся совместно, но все же вскрышные опережают добычные во времени и пространстве. На рисунке 2.1 показаны последовательные этапы развития горных работ, при разработке пологой и крутой залежей. рис.2.1

При открытой разработке месторождение делят на горизонтальные или наклонные слои, которые отрабатывают с опережением верхними слоями нижних. Именно поэтому его борта имеют ступенчатую или уступную форму (см.рис.2.2).

Уступом называется часть толщин пород, имеющая рабочую поверхность в форме ступени, и разрабатывается самостоятельными средствами выемки, погрузки и транспорта. Обычно высота уступа принимается не менее высоты черпания экскаватора и на большинстве карьеров составляет 10-15 м, а иногда достигает 20-40 м.

Различают рабочие и нерабочие уступы. На рабочих уступах производится выемка пород или добыча полезного ископаемого. Уступ имеет нижнюю и верхнюю площадки, откос и бровки.

Откосом уступа называется наклонная поверхность, ограничивающая уступ со стороны выработанного пространства. Линии пересечения откоса уступа с верхней и нижней площадками называют соответственно верхней и нижней бровками.

Горизонтальные поверхности уступа, называют нижней или верхней площадкой. Ширина площадки обычно составляет 40-70 м и более, если площадка свободно, то ее называют нерабочей.

Угол наклона уступа А к горизонтальной плоскости называется углом откоса уступа.

рис.2.2

Уступ разрабатывают последовательно параллельными полосами – заходками шириной 10 – 20 м с применением или без применения буровзрывных работ. Торец заходки называется забоем. Часть заходки по ее длине, подготовленная для разработки, называется фронтом работ уступа.

Подготовка фронта работ заключается в подводке транспортных путей и линии электропередачи. Обычно в работе находятся несколько уступов. Боковые поверхности, ограничивающие карьер и его выработанное пространство, называют бортом карьера.

Количественная оценка перемещаемых вскрышных горных пород производится с помощью специального показателя – коэффициента вскрыши.

Коэффициент вскрыши показывает, какое количество вскрыши необходимо переместить для добычи единицы полезного ископаемого. Он измеряется в т/т, м³/м³, м³/т, т.е. коэффициент вскрыши показывает, сколько кубометров необходимо переместить для добычи одной тонны или кубометра полезного ископаемого.

Основные виды коэффициента вскрыши:

Граничный (К_г) – максимально допустимый по условию экономичности открытых разработок. По величине этого показателя устанавливают предельную глубину карьера и границы открытых горных работ.

Средний (К_ср) – отношение общего объема вскрышных пород в конечных контурах карьера к общему объему полезного ископаемого в этих же контурах.

Текущий (К_т) - – отношение общего объема вскрышных пород, фактически перемещаемых в течение месяца, квартала, полугодия, года, к фактически добываемому за этот период объему полезного ископаемого.

Эксплуатационный (К_э) – расчетное отношение объема вскрышных пород к объему полезного ископаемого за период эксплуатационных работ в карьере.

При открытом способе разработки месторождения различают четыре периода:

1. Подготовительный период – включает работы по подготовке месторождения, осушению и ограничению от вод поверхностного стока.

2. Строительный период – входят работы по созданию начального фронта вскрышных и добычных работ, строительство транспортных коммуникаций.

3. Эксплуатационный период – охватывает горные работы по вскрыше и добыче в пределах плана.

4. Заключительный период – это работы по рекультивации нарушенных горными работами земель.

Степень экономической эффективности карьера оценивают рядом показателей:

• Прибыль – разность между реализуемой товарной продукции и затратами на ее производство.

• Рентабельность – это отношение прибыли, полученной в течение года, к общей величине средств.

• Себестоимость – затраты, приходящиеся на 1 т добычи полезного ископаемого, складываются из затрат на вскрышу и добычу.

Рис.2.3.