Элементы карьера горных работ кратко

Рабочая зона карьера[править]

Рабочая зона карьера — это зона, в которой осуществляются вскрышные и добычные работы. Она характеризуется совокупностью вскрышных и добычных уступов, одновременно находящихся в работе. Положение рабочей зоны определяется высотными отметками рабочих уступов и длиной их фронта работ. Рабочая зона представляет собой перемещающуюся и изменяющуюся во времени поверхность, в пределах которой осуществляются работы по подготовке и выемке горной массы. Она может охватывать один, два или все борта карьера. При строительстве карьера рабочая зона, как правило, включает только вскрышные уступы, а к окончанию горно-капитальных работ — и добычные. Число вскрышных, добычных и горно-подготовительных забоев в рабочей зоне не может устанавливаться произвольно, так как от этого зависит выполнение планов по отдельным видам работ. В рабочей зоне карьера каждый экскаватор в процессе работы занимает определенную горизонтальную площадь, которая характеризуется шириной рабочей площадки и длиной экскаваторного блока.
При разработке горизонтальных и пологих месторождений малой и средней мощности высотное положение рабочей зоны карьера остается неизменным; при разработке наклонных и крутых месторождений, а также мощных изометрических залежей рабочая зона постепенно понижается вместе с увеличением глубины карьера.

Определение

Карьер – это искусственно образованная выемка в поверхности земной коры для добычи залегающего слоя природных ископаемых методом открытой выборки. Как правило, имеет воронкообразную форму, сужающуюся книзу. Территория ограничена образованными плоскостями. На начальной стадии разработки происходит снятие верхнего слоя грунта и перемещение его за пределы зоны добычи.

Понятие «карьер» возникло от заимствованного из французского языка слова carriere, которое использовалось для обозначения мест добывания и обработки природного камня. Может также применятся для выделения специализации предприятия, деятельность которого связана с добычей природных ископаемых открытым способом.

Разновидности

Выработку закрытым способом без снятия верхнего слоя принято называть шахтой. При открытой добыче угля пользуются термином разрез. При разработке ископаемых для извлечения руд металлов и кристаллов чаще встречается понятие рудник (прииск).

Для всех случаев можно сказать, что карьер – это открытая разработка для промышленной выборки породы, залегающей на глубине. В зависимости от месторождения это может быть песок, глина, гравий, известняк. Добыча горючих ископаемых производится в торфяных, сланцевых, угольных карьерах. Для химической промышленности производят выборки для извлечения из недр планеты фосфитов, апатитов, серы, мышьяка и прочих солей. Из нерудных материалов можно выделить карьеры по добыче алебастра, талька, слюды.

Металлы добывают из руды. Добыча ее чаще всего также производится карьерным методом. Так добывают сырье для производства черных металлов (железо, марганец, хром) и цветных (медь, цинк, олово). По такому же принципу происходит выборка руд благородных, радиоактивных и редкоземельных металлов. Рядом с такими месторождениями обычно строится горно-обогатительный комбинат.

Презентация на тему: » Тема: Элементы карьера и уступа и их параметры. 1. Основные понятия и определения. Карьер — горное предприятие, осуществляющее добычу полезных ископаемых.» — Транскрипт:

Тема: Элементы карьера и уступа и их параметры

1. Основные понятия и определения. Карьер — горное предприятие, осуществляющее добычу полезных ископаемых открытым способом (открытыми горными работами). Вскрыша — выемка пород, покрывающих полезное ископаемое, для обеспечения к нему полного доступа.

Уступ — часть боковой поверхности карьера, имеющая форму ступени.

Основные элементы уступа 1 — верхняя площадка уступа. 2 — верхняя бровка уступа. 3 — нижняя площадка уступа. 4 — забой уступа. 5 — нижняя бровки уступа. 6 — откос уступа. h — высота уступа. — угол откоса уступа. h

Рабочая площадка уступа — площадка уступа, на которой располагается основное оборудование для его отработки. Ширина рабочей площадки уступа превышает его высоту в 2 -4 раза. Берма — площадка, на которой работа не проводится. Различают предохранительные и транспортные (соединительные) бермы.

Откос уступа — наклонная поверхность, ограничивающая уступ со стороны выработанного пространства. Угол откоса — угол, образованный плоскостью уступа и горизонтальной плоскостью. Забой уступа — часть уступа, что служит объектом влияния горного оборудования.

Карьер и его элементы. Карьерное поле — месторождение или его часть, предназначенная для отработки одним карьером. Под этим термином следует понимать геометрическое тело сложной конфигурации, заключенную 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 в соответствии с дневной поверхностью и подошвой. Угол откоса борта карьера — угол, образованный бортом карьера и горизонтальной плоскостью, проходит через его подошву.

Рабочий борт карьера — борт, на котором сейчас ведутся горные работы. (7) Глубина карьера — среднее расстояние между подошвой и усредненной отметкой дневной поверхности. (Нк)

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.

1-5 –нерабочие уступы, 6-8 рабочие уступы 7-рабочие площадки 8-транспортные бермы 9-бермы безопасности 10- площадки очистки

Главные параметры карьера К главным параметрам карьера относятся объем горной массы в контурах, конечная глубина, размеры по подошве, углы откосов бортов, запасы полезного ископаемого в контурах и размеры на уровне дневной поверхности.

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 (м 3/м 3) и смешанным (вскрыша/полезное ископаемое м 3/т). Различают средний, текущий, контурный, граничный и плановый коэффициенты вскрыши.

Средний коэффициент Кср определяется отношением объема Vв вскрыши к объему Vп полезного ископаемого в конечных контурах карьера Кср = Vв/ Vп

Текущий коэффициент вскрыши Кт определяется отношением объема Vв.т вскрыши, перемещенного из карьера или в пределах его границ за определенный промежуток времени (год, квартал, месяц) к объему Vп.т полезного ископаемого, добытого за тот же промежуток времени Кт = Vв.т/ Vп.т

Песчаный карьер

Интенсивное строительство требует много бетона. Песок – незаменимый компонент в его составе. Наличие залежей этого материала на небольшой глубине в непосредственной близости от черты города положительно сказывается на себестоимости строительства

При оценке месторождения берется во внимание химический состав (содержание SiO2), наличие примесей, огнеупорность, структура породы, ее физико-механические свойства

Небольшая глубина залегания делает возможным вскрытие месторождения колесной техникой: скреперами, бульдозерами. Выборка осуществляется драглайнами, многоковшовыми экскаваторами, а транспортировка – автомобильным транспортом. Песчаный карьер – это сравнительно неглубокая выработка (до 15 м). Особенность в том, что материал сыпучий. Обеспечить стабильность фронтальных отвалов не получается из-за опасности обвалов. Другая особенность – вероятность подтопления грунтовыми водами, что предполагает их отвод или использование «мокрой» технологии добычи.

Карьеры и их классификация

Под карьером понимается место добычи полезных ископаемых из недр земли. В одних случаях карьер является неотъемлемой частью керамического завода, в других — самостоятельным предприятием, поставляющим глинистое сырье другим заводам.

Карьеры большей частью имеют незамкнутый контур и по глубине не превышают 60-80 м от господствующего уровня земной поверхности. Наиболее рентабельными для промышленности нерудных строительных материалов являются карьеры с производительностью не менее 250 тыс. м3 в год. С этой же целью организовывается централизованная разработка карьера для ряда предприятий с использованием мощных механизмов и оборудования.

Наиболее ценные и редкие виды глин целесообразно добывать, даже когда они залегают сравнительно глубоко. В этом случае строят шахты, с помощью которых производится добыча этих глин.

Глина относится к нерудным полезным ископаемым. Карьеры для добычи глины могут быть классифицированы по следующим признакам:

по виду глинистого сырья (карьеры огнеупорных глин, легкоплавких и т. п.);по характеру залегания глин — открытые (глина выходит на поверхность) и скрытые (глина покрыта мощным слоем пустой породы); по методу разработки — механизированные и полумеханизированные;

по типу горно-транснортного оборудования — карьеры с техникой непрерывного или цикличного действия и смешанных типов.

Мощность вскрыши для обычных глиняных карьеров находится чаще всего в пределах от 0,3 до 1,5 м и выше, для огнеупорных глин — до 25-30 м. Для добычи глины считается целесообразным, если соотношение толщин глины и вскрышного слоя для ценных сортов не меньше 1, а для кирпичных — 3-4 и более.

Как вскрыша, так и пласт полезного ископаемого (глинистого материала) в зависимости от их мощности делятся обычно на уступообразные слои — горизонты, которые затем подвергаются разработке. Такой способ разработки разработки карьера называется разработкой уступами. В карьерах керамических предприятий разработку ведут как одним уступом, так и многоуступно.

На рисeнке ниже дана схема с элементами карьера. Горизонты ограничены по вертикали верхней и нижней площадками, обозначаемыми абсолютными топографическими отметками. На площадках размещаются добычные, транспортные и иного назначения устройства и механизмы.

Горизонт, на котором расположено основное оборудование, называется рабочим горизонтом, а площадка — рабочей площадкой.

Для производственной работы карьера важно выбрать оптимальную высоту уступа, зависящую в основном от используемых средств выемки: для механической лопаты 4-10 м, для многоковшовых экскаваторов 6-7 м

< Назад
Вперёд >

Первичные геологические материалы по документации карьеров

журналы систематических зарисовок забоев и откосов уступов;
журналы зарисовок горных выработок (штолен, шурфов, минных камер), проходимых с целью эксплуатационной разведки или для взрывания горной массы;
зарисовки л фотоснимки отдельных характерных деталей геологического строения рудного тела, установленных в карьере в процессе эксплуатации месторождения;
журналы опробования забоев и откосов уступов, а также горных выработок, проходимых в карьере с целью разведки и производства взрывных работ;
колонки, геологические журналы и журналы опробования скважин эксплуатационной разведки и взрывных скважин;
эталонные коллекции, образцы пород и руд, полировки, шлифы, дубликаты проб;
журналы замеров водопритоков в карьер, уровней грунтовых вод в близлежащих водоемах и наблюдательных гидрогеологических скважинах.

Зарисовка забоев и откосов уступов
Документация колонковых скважин

Геологическая документация капитальных, подготовительных и нарезных горных выработок

установить истинные границы рудного тела и отдельных слагающих его типов руд и безрудных участков;
выбрать наиболее рациональные системы разработки для отдельных частей месторождения и конструктивные элементы этих систем;
выбрать наиболее рациональное и эффективное направление ведения всех видов горных работ;
контролировать полноту выемки полезного ископаемого.

подготовка забоя к осмотру — очистка его от пыли и грязи с помощью проволочной метелки или кайла и молотка или сильной струи воды;
осмотр забоя или другой части горной выработки, подлежащей документации;
отбор образцов и их просмотр;
зарисовка забоя, замеры мощностей и элементов залегания рудных тел и вмещающих пород;
описание забоя;
привязка зарисовки к маркшейдерской точке;
этикетирование и упаковка проб и образцов.

штрековортовКвершлаги и штольни
Восстающие и гезенки

Добыча гранита

Метод вскрытия зависит от характера месторождения. Обычно используют вертикальную траншею, направленную внутрь выработки. Особенность карьеров в том, что материал идет на изготовление облицовочного камня и блоков. Основная задача заключается в максимальной сохранности монолита извлекаемых блоков.

Гранит обладает свойством раскалываться по плоскости залегания породы. Эту особенность используют при добыче клиновым способом. Применяют несколько технологических приемов. Самый простой – бурение скважины с последующей закладкой взрывчатки. Во время подрыва порода вскрывается. Крупные куски идут на порезку плит. Недостаток метода в большом количестве отхода, который идет на щебень. В крупных частях повышается вероятность возникновения микротрещин, которые проявятся в процессе обработки. Более щадящий метод – закачивание сжатого воздуха в буровую скважину, что приводит к растрескиванию пласта.

Гранитные карьеры на стадии подготовки при разработке месторождения обходятся дешевле, чем мраморные. Но в процессе выработки из-за сложной технологии себестоимость продукции возрастает. Самые лучшие результаты по качеству продукции дает резка пласта породы сразу на блоки. Но именно такой вариант наиболее затратный.

Технология и техника проведения

Файл:Carrara 3.JPG
Файл:Excavator-dragline.gif Схема экскаватора-драглайна

К. — это система уступов (как правило, верхние — породные или вскрышные, нижние — добычные), подвигание которых обеспечивает вынимание горн. массы в контурах карьерного поля. Трансп. связки в К. обеспечиваются постоянными или скользящими съездами, а с поверхностью — траншеями. В процессе эксплуатации происходит перемещение рабочих уступов, в результате чего увеличивается выработанное пространство. С помощью разкрывных работ покровные породы перемещают в отвалы, которые иногда размещают в выработанном пространстве. При глубь. К. до 100 м с крепкими содержащими породами в себестоимости 1 м³ вскрыши до 25-30 % занимают буровзрывные работы, 12-16 % — экскавация, 35-40 % — транспорт и 10-15 % — строительство самого карьера. С увеличением глубины К. часть расходов на транспорт увеличивается до 60-70 %.Для бурения взрывных скважин в К. применяют тяжелые буровые станки массой до 100—130 т и легкие буровые станки. Осн. тип ВВ — гранулированные аммиачно-селитровые гранулиты, грамониты (смесь селитры с тротилом) и водонаполненные (в обвоженных скважинах). Осн. вынимающе-нагружающее оборудование при добыче угля и руды — электрические экскаваторы с канатным поводом и ковшом вместимостью 15-30 м³ при длине стрелы до 26 м. Одновременно очень распространены гидравлические прямые мехлопаты с ковшами вместимостью 10-38 м³. Используются одноковшовые погрузчики с ковшами вместимостью 4-20 м³. На раскривных работах внедряются все более мощные мехлопаты и драглайны (напр., применяется розкривна мехлопата массой 12 тыс.т с ковшом вместимостью 135 м³ при мощности привода 22 тыс. квт и драглайн массой 12 тыс.квт и драглайн массой 12 тыс.т с ковшем вместимостью 168 м³ при длине стрелы 92 м).

Поточная технология на К. достигается применением роторных экскаваторов (при диам. ротора 22 м и ковшах вместимостью 6,6 м³ суточная производительность машины до 240 тыс. м³). На К. средней и малой мощности высокую эффективность показывают компактные роторные экскаваторы с уменьшенными рабочими параметрами. На К. с крепкими породами наибольший объем перевозок осуществляется тяжелыми автосамосвалами.

Автосамосвалы грузоподъемностью 100—155 т — распространенное средство транспорта благодаря их маневренности, возможности преодолевать крутые склоны. Эксплуатируются и 200—300-тонные самосвалы. Для транспортировки горн. массы из К. применяют железнодорожные тяговые агрегаты сцепной массой 360 т, думпкары грузоподъемностью до 180 т. Применяют самоходные карьерные дробилки на гусеничном, колесном и крокуюче-рейковому поступь с массой до 600 т и производительностью 5 тыс. т. в год. Использование в К. дробильных агрегатов позволяе перейти к более широкому использованию конвейерных систем.

Наибольший карьер на Украине — Ингулецкий (до 34,8 млн.т руды на год).

Подвигание фронта работ в карьере

ПОДВИГАНИЕ ФРОНТА РАБОТ В КАРЬЕРЕ — один из показателей интенсивности разработки месторождения; характеризуется скоростью П.ф.р.к., то есть расстоянием перемещения фронта горных работ, выраженным в метрах за единицу времени (по большей части — за год). Зависит г.ч. от масштаба работ, вида и конструкции нагружающего и транспортного оборудования, которое применяется, способа перемещения фронта горных работ и высоты уступов, которые отрабатываются. Различают веерное, равнобежное и смешанное П.ф.р.к.

Подвигание веерное — перемещение фронта горных работ при разработке карьерного поля (его части ли) округлой формы, что характеризуется большей скоростью подвигания отделенных от поворотного пункта участков фронта (перемещение фронта в плане «веером», «по вееру»).Подвигание фронта равнобежное — перемещение фронта горных работ параллельно одной из осей карьерного поля от одной его граници к другой или с промежуточного положения до контуров.

Подвигание фронта смешанное — комбинация разных схем подвигания фронта горных работ, например, равнобежного и веерного.