Видобуток мінералів Основні особливості видобутку мінералів

Мінерали утворюються і видозмінюються в результаті процесів, що відбуваються в ході утворення земних гірських порід протягом багатьох мільйонів років. Використання мінеральної ресурсу включає в себе кілька етапів:

• виявлення досить багатого родовища;

• витяг мінералу шляхом організації певної форми його видобутку;

• обробка руди для видалення домішок і перетворення його в потрібну хімічну форму;

• використання мінералу для виробництва різноманітних виробів.

Розробка родовищ корисних копалин, поклади яких знаходяться недалеко від земної поверхні, виробляється шляхом поверхневого видобутку, влаштовуючи відкриті кар'єри, відкритий видобуток методом створення горизонтальних смуг, або видобуток при допомоги землечерпального обладнання. При розташуванні корисних копалин далеко під землею вони витягуються методом підземного видобутку.

Підземний видобуток - більш небезпечний і дорогий процес, ніж поверхнева видобуток, але він в набагато менше порушує грунтовий покрив. При підземного видобутку може відбуватися забруднення води в силу шахтного кислотного дренажу. У більшості випадків території, на яких здійснюється видобуток, вдається відновити, але це дорогий процес. Видобуток корисних копалин і марнотратний підхід до використання продуктів, що виготовляються з копалин і деревини, також приводять до створення великої кількості твердих відходів.

Оцінити кількість реально доступного в сенсі видобутку корисного мінерального ресурсу - процес дуже дорогий і складний. І до того ж, не можна це визначити за великою точністю. Запаси мінеральних ресурсів підрозділяються на виявлені ресурси і невиявлені ресурси. У свою чергу кожна з цих категорій поділяється на резерви, тобто ті копалини, які можна витягнути з отриманням прибутку за існуючих цін при існуючій технології видобутку, і ресурси - всі виявлені і невиявлені ресурси, включаючи ті, які не можуть бути витягнуті з отриманням прибутку при існуючих цінах та існуючої технології.

Коли 80% резервів або оцінених ресурсів матеріалу виявляються витягнутими і використаними, ресурс вважається вичерпаним, так як вилучення, що залишилися 20% зазвичай не приносить прибутку. Деяким економічно вичерпаним ресурсів вдається знайти заміну.

Для збільшення запасів необхідно збільшити частку рециркуляції і повторного використання невідновних мінеральних ресурсів і знизити невиправдані втрати таких ресурсів. Рециркуляція, вторинне використання і зниження кількості відходів вимагає для своєї реалізації менше енергетичних витрат і меншою мірою руйнують грунт та забруднюють воду і повітря, ніж використання первинних ресурсів.

Відкрита розробка родовищ

Відкрита розробка родовищ - видобування безпосередньо з земної поверхні полягає у підготовці поверхні землі (в основному у видаленні родючого шару, виведенні поверхневих вод), осушенні (в разі потреби) родовища, його розкритті (спорудженні траншей), виконанні розкривних робіт (у тому числі відвальних робіт) і робіт видобувних — відокремленні корисних копалин від масиву.Здійснюється за допомогою відкритих гірничих виробок .

Основні гірничі виробки відкритих родовищ — капітальні траншеї, що забезпечують доступ до корисних копалин і розрізні траншеї, що підготовлюють кар'єрне поле до розкривних і добувних робіт.Відкрита розробка родовищ широко застосовується в Україні, США, Австралії, Росії, Канаді, КНР, в ряді країн Європи (ФРН, Польща, Чехія).

Основні технологічні процеси відкритої розробки родовищ включають:

• підготовку гірських порід до виймання — відокремлення гірських порід (або корисної копалини від масиву з одночасним її механічним, або вибуховим розпушенням);

• навантаження гірничої маси в засоби транспорту;

• транспортування гірничої маси з вибоїв на пром. майданчик залізничним транспортом, автомобілями, конвеєрами, скіповими підйомниками, гідротранспортом, підвісними канатними дорогами;

• розміщення пустих порід у відвалах;

• планування відвалів.

Поширеною є класифікація систем відкритої розробки родовищ за способом здійснення розкривних робіт і технології переміщення гірських порід у відвали. Системи розробки:

• безтранспортна;

• екскаватор-кар'єрна;

• транспортно-відвальна;

• спеціальна;

• транспортна;

• комбінована.

Крім того, існує класифікація систем розробки в залежності від положення робочої зони, напрямку розвитку і переміщення фронту робіт. Група систем:

• суцільні — з постійним положенням робочої зони;

• заглиблювальні — зі змінним положенням робочої зони.

Основні ознаки цих систем — напрям виїмки в профілі і плані кар'єрного поля, а також місце розташування відвалів. Ці системи розробки характерні для горизонтальних і пологих покладів. Підготовчі роботи на них завершуються створенням первинного фронту розкривних і видобувних робіт. Системи розробки горизонтальних і пологих покладів характеризуються порядком здійснення розкривних і добувних робіт, зміною довжини фронту робіт або висоти окремих уступів.

Найбільш тривалий етап. — експлуатація родовищ. Планомірне виймання і переміщення гірських порід забезпечуються комплексом гірничотранспортного і допоміжного обладнання. Вибір засобів комплексної механізації залежить від природних, технологічних, технічних, організаційних, економічних чинників.

Структура експлуатаційних витрат складається з вартості основних технологічних процесів:

• буропідривних робіт (10-15 %);

• екскавації (15-25 %);

• транспортування (40-60 %);

• відвалоутворення (15-20 %).

В загальних витратах на будівництво кар'єру на гірничо-капітальні роботи припадає до 30-40 %, а на обладнання 20-30 %.

Термін окупності капітальних витрат при відкритій розробці родовищ7-10 років. Перспективи пов'язані з оптимізацією параметрів гірничих робіт і обладнання, застосуванням техніки безперервної дії, комплексним використанням видобутої гірничої маси, переходом на великі глибини, широким застосуванням автоматизовованих систем і методів керування, впровадженням маловідходних і ресурсозбережних технологій.