Что добывают в карьерах. Что такое карьер

Руду, уголь и другие твердые полезные ископаемые, если они залегают вблизи земной поверхности, обычно добывают не в шахтах, а открытым способом. Вначале месторождение откапывают - удаляют прикрывающую его толщу горных пород. Горняки называют этот процесс вскрытием месторождения. Затем из образовавшегося котлована, или карьера/ добывают полезное ископаемое. Крупные карьеры достигают в поперечнике несколько километров, а в глубину - 200-300 м.

Карьер - это гигантская ступенчатая воронка. Ступени - горняки называют их уступами - бывают шириной в несколько десятков метров. На них прокладывают автомобильные или железные дороги, ставят мощные ленточные конвейеры. Как правило, карьеры строят с помощью экскаваторов, породу и руду вывозят автомобилями-самосвалами и электровозами с составом самоопрокидывающихся вагонов - думпкаров. Экскаваторы зачерпывают грунт ковшами и перегружают его на ленточные конвейеры, в кузова автосамосвалов и в думпкары. С уступа на уступ ведут пологие откосы - съезды. Поднимаясь по ним, горный транспорт везет груз на поверхность. Полезные ископаемые доставляют сразу на обогатительную фабрику, а пустые породы - в отвал (см. Полезные ископаемые).

Кроме разнообразных экскаваторов и машин горного транспорта в современном карьере работают бульдозеры, скреперы, буровые станки. Часто в нем гремят взрывы - это разрушают крепкие горные породы (см. Взрыв, взрывные работы). На некоторых карьерах применяют гидромеханизацию.

Перед шахтой у карьера много преимуществ. В его огромном открытом пространстве работают самые большие машины из когда-либо созданных человеком - шагающие и роторные экскаваторы, каждый из которых заменяет сразу тысячи землекопов. Потому производительность труда в карьере в несколько раз выше, чем в шахте, а добытые уголь и руда получаются более дешевыми. Шахтеры вынуждены оставлять под землей иногда до половины запасов полезного ископаемого в так называемых целиках - естественных подземных колоннах, которые сдерживают громадное давление толщи вышележащих пород. В карьере нет такой необходимости, и полезное ископаемое извлекают практически полностью.

Но самое главное преимущество карьера - освобождение горняков от нелегкого труда.

Однако сделать выбор между карьером и шахтой подчас очень сложно. Тут требуется точный расчет: окупит ли полезное ископаемое расходы на вскрытие месторождения; можно ли будет после того, как закончится извлечение полезного ископаемого, восстановить нарушенную поверхность земли. И все-таки выбор все чаще останавливается на карьере. В Советском Союзе уже 3/4 всех твердых полезных ископаемых добывают в карьерах.

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

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

Кср = Vв/ Vи

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

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

Карьер

Карьер - горнопромышленное предприятие по добыче открытым способом угля, руд и нерудных полезных ископаемых: песка, строительного камня и др.
Карьер - в угольной промышленности - разрез.
Карьер - в горнорудной промышленности, иногда - рудник.
Карьер - совокупность выемок в земной коре, образованных при добыче полезных ископаемых открытым способом. Глубина карьеров достигает десятков, иногда - нескольких сотен метров.

По-английски: Quarry

Синонимы: Разрез, Рудник

См. также: Промышленные предприятия

Финансовый словарь Финам .

Синонимы :

Смотреть что такое "Карьер" в других словарях:

- (фран. carriere). 1) самый быстрый бег лошади. 2) камнеломня, ломка, выломка, прииск. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. КАРЬЕР пустить лошадь в карьер значит скакать во весь опор. Словарь иностранных… … Словарь иностранных слов русского языка

Эксплуатационная открытая выработка значительных поперечных размеров, служащая для добычи руды, песка, строительного камня и др. Глубина его может быть незначительной (напр., при добыче песка, гравия и т. п.) или весьма значительной до 400 600 м… … Геологическая энциклопедия

Конская побежка вскачь; скачка во весь опор (Даль) См … Словарь синонимов

Толковый словарь Ушакова

1. КАРЬЕР1, карьера, мн. нет, муж. (франц. carrière) (спец.). Самый быстрый аллюр, ускоренный галоп, скачка. Пустить лошадь карьером или в карьер. Охотничья собака не должна носиться карьером. ❖ С места в карьер (разг.) сразу, без всякого… … Толковый словарь Ушакова

1. КАРЬЕР, а; м. [франц. carrière] Самый быстрый аллюр, ускоренный галоп. Пустить лошадь в к. (карьером). Мчаться во весь к. ◊ С места в карьер. Тотчас, сразу же, без приготовлений. ◁ Карьерный, ая, ое. К. аллюр. 2. КАРЬЕР, а; м. [франц.… … Энциклопедический словарь

Муж. карьера жен., франц. путь, ход, поприще жизни, службы, успехов и достижения чего. | Карьер, скачка во весь опор, во весь дух; конская побежка вскачь, слань, стелька. | Камнеломня, ломка, прилом, выломка, прииск. Толковый словарь Даля. В.И.… … Толковый словарь Даля

карьер - КАРЬЕР, а, м. Сигнал несущей. Модем не ловит карьер. Из жарг. пользователей компьютеров; от англ. Сarier … Словарь русского арго

- (франц. carriere) совокупность горных выработок, образованных при добыче полезного ископаемого открытым способом; горное предприятие по добыче полезных ископаемых открытым способом … Большой Энциклопедический словарь

Книги

Карьер , Василь Быков. Действие повести "Карьер" происходит как бы в двух измерениях - в конце XX века и в то же время в трагическую пору начала войны, куда постоянно возвращается чувствамии памятью главный герой.…

09.02.2019

Добыча полезных ископаемых в горнорудной отрасли осуществляется путем разработки карьеров. Уголь и некоторые металлические руды добываются путем организации шахт (или карьеров закрытого типа). В остальных случаях на месторождениях организуются горные выработки открытого типа – представляющие собой крупные, сужающиеся книзу углубления со «ступенчатыми» уступами, достигающими до 10-12 километров в длину и до 800-900 метров в ширину и глубину.

Как разрабатываются карьеры

Ко второму виду относятся базальтовые, гранитные, и прочие варианты каменоломен, поставляющие на рынок натуральный строительный камень.

Технология разработки включает в себя несколько этапов:

снятие поверхностного слоя почвы;
поочередная организация горизонтов-уступов, необходимых для установки оборудования и перемещения транспорта (с откосами от 20° до 75° — в зависимости от особенностей добывающей технологии и характеристик породы);
постепенное расширение карьерной выработки, связанное с выемкой камня и, как следствие, смещения горизонтов в стороны от центра.

Технологии добычи

Любые карьеры, специализирующиеся на добыче твердых горных пород, используют сразу несколько технологий их добычи. Для получения стройматериалов мелкой фракционности применяется метод «быстрого» и/или «медленного» взрыва. Повреждение внутренней структуры блоков при этом не принципиально – поскольку гранитный щебень, а также бутовый камень и отчасти брусчатка вполне могут производиться и из небольших глыб неправильной формы. Именно поэтому в основном зависит от способа ее последующей обработки – с минимальной ценой на колотую, и максимальной на пиленую.

Сырье для продукции более высокого передела (таких, как высококачественные блоки, слэбы, гранит плита и пр.) требует применения уже иных технологий и механизмов. Основными из них являются баровые и алмазно-канатные машины – мощные, эффективные, мобильные и высокоэкономичные.

Баровые машины

Техника этого вида впервые появилась в каменных карьерах около 50 лет назад (с тех пор многократно совершенствуясь). Свое название механизмы получили от единицы измерения давления («бар»), поскольку их рабочий инструмент – твердосплавные пилы – способны резать породу с прочностью на сжатие до 155-165 МПа. Это допускает их эффективное применение при выпиливании блоков относительно мягких минералов, а также наиболее крупнозернистого порфировидного гранита и оригинального . При этом характер распила может быть практически любым – и тыловым, и поперечным, и вертикальным продольным, и горизонтальным подрезным. К сожалению, сверхтвердые породы (мелкозернистый гранит, габбро диабаз , кварц, нефрит и т.д.) подобным путем получить невозможно – и для их высококачественной выемки приходится применять алмазно-канатный способ.

Алмазно-канатные машины

Камнерезные механизмы этой техники представляют собой приводные шкивы с конечными фрезами с напылением из промышленных алмазов. При диаметре около 80 см «канаты» позволяют осуществлять прорез в твердой породе длиной до 10 метров – чего вполне достаточно для получения самых высококачественных блоков и слэбов.

В статье рассказывается о том, что такое карьер, какие они бывают, как ведется их разработка и для чего они вообще нужны.

Добыча сырья

Еще в древние времена люди обратили внимание на то, что в недрах земли сосредоточена масса различного сырья, которое при необходимой обработке может дать много полезных материалов. Естественно, на первом месте всегда стоял металл, из которого производили орудия труда и войны. Из-за несовершенства методов обработки долгое время люди использовали такие металлы, как олово, медь и свинец. Но из-за их пластичности инструменты быстро изнашивались, а позже были придуманы различные сплавы, которые отличались более высокой твердостью и устойчивостью. Но с началом промышленного производства стали необходимость в них отпала.

Однако кроме металлов в недрах земли есть и иные полезные материалы, в частности, песок и различные породы камня. Добывают их чаще всего в карьерах. Так что такое карьер? И что в нем добывают? В этом мы и разберемся. Но для начала определимся с терминологией.

Определение

Карьер - это совокупность выработок полезных ископаемых, которые производятся открытым способом, то есть на самой поверхности земли, а не в шахтах. Слово это имеет французские корни, и в оригинале оно звучит как carrière, что означает «разрез». Так что теперь мы знаем, что такое карьер. Но почему их разработка ведется именно на поверхности и что в них чаще всего добывают?

Технология

Большинство полезных ископаемых и прочих материалов, имеющих ценность, сосредоточены под землей. Глубина залегания обычно зависит от конкретного участка, материала, его формы и т. п. К примеру, уголь скрыт толщей земли потому, что образовался из останков древних растений, которые под давлением постепенно минерализировались. Есть, конечно, и наземные выходы, они получились из-за разломов земной коры. Но не все вещества скрыты глубоко, некоторые находятся на самой поверхности или же залегают недалеко от нее, и потому для их добычи нет никакой необходимости строить глубокие шахты, гораздо проще производить добычу открытым способом.

Чаще всего карьер выглядит как большая воронка, на склонах которой по мере углубления делается спиралевидная дорога для техники.

Так, мы разобрали вопрос о том, что такое карьер. Но что же в них добывают чаще всего?

Песок

Песок - одно из самых распространенных веществ на планете, и уж недостатка в нем точно никто не ощущает. Однако чем может быть полезен песок, зачем вообще он нужен?

Как ни странно, песок весьма ценен. Конечно, не так, как железо, и уж тем более золото с серебром. Из некоторых изготавливают стекло, песок добавляют в бетон при строительстве, используют как дренаж при прокладке тоннелей, и в конце концов ни одна детская площадка не обходится без песочницы. И кстати, песчаный карьер после окончания выработки часто затапливается и становится местом купания.

Камень

Без камня человечество тоже не может обойтись. Естественно, ценны далеко не все камни, а его определенные разновидности. Чаще всего это мрамор и гранит. Поскольку залегают они обычно у самой поверхности, для их добычи шахты не строят, а применяют все те же карьеры. В отличие от песка, камень добывать несколько сложнее - нельзя просто грузить его экскаваторами. Потому, в зависимости от типа, его или сначала дробят или взрывами, или же применяют специальные машины для резки. Происходит это тогда, когда нужны монолитные и ровные глыбы, которые в дальнейшем обрабатывают дополнительно.

Каменный карьер обычно разрабатывается долгие годы, и запасы его практически неисчерпаемы.

Вот и все. Теперь мы знаем, для чего нужен карьер.