Развитие средств механизации производственных процессов открытых горных работ

Тема 8. Горные машины и оборудование для открытых горных работ

Развитие средств механизации производственных процессов открытых горных работ

Горная промышленность — основная сырьевая и топливная база современной индустрии, главный источник топлива для энергетики и других отраслей народного хозяйства, а именно сырья для черной и цветной металлургии, химической промышленности, для производства удобрений, строительных материалов, применяемых при сооружении промышленных и жилых зданий, дорог и др. Около 70 % общего объема природных ресурсов, используемых в народном хозяйстве, приходится на минеральное сырье.

Для обеспечения современного уровня жизни в индустриально развитых странах необходимо добывать из недр ежегодно на одного человека около 18 т минерального сырья, в том числе 8–10т нерудных пород для производства строительных материалов, 2,5т угля, 0,5т металлов.

Объем открытых горных работ, исчисляемый в горной массе, т. е. вместе со вскрышей, в нашей стране на конец 80-х годов 2-го тысячелетия составлял около 10 млрд. т в год.

Преобладание открытого способа разработки в развитии горной промышленности наблюдается во всем мире, там, где имеются для этого необходимые геологические условия.

Ограничениями для эффективного применения открытого способа разработки являются:

1. Большая мощность покрывающих пород и значительная глубина месторождения при относительно небольшой мощности залежи, т. е. такие условия залегания, когда объем породы, приходящийся на 1т добычи полезного ископаемого (коэффициент вскрыши), превышает экономически допустимый предел. В настоящее время граничный коэффициент вскрыши составляет 5 – 15 м³/т.

2. Отсутствие в данной местности достаточно свободных земельных площадей для размещения отвалов и другие ограничения, вызываемые охраной окружающей среды.

3. Необходимость вложения в короткие сроки очень больших капитальных затрат, размер которых определяется большими размерами современных мощных карьеров.

Преимущественное развитие открытого способа разработки объясняется тем, что он по сравнению с подземным во много раз производительнее, экономичнее и безопаснее. Производительность труда при открытом способе разработки в 5–8 раз выше, а себестоимость в 2-4 раза ниже, чем при подземном.

Преимущества открытых горных работ по сравнению с подземными состоят в следующем:

1. На карьерах обеспечиваются более высокая безопасность труда и лучшие производственные условия.

2. Производительность труда на карьерах, как правило, в 5–8 раз выше, а себестоимость в 2–4 раза ниже, чем в шахтах. При этом на карьерах более высокие темпы роста производительности труда.

3. Сроки строительства карьеров меньше сроков строительства шахт равной производственной мощности. Удельные капитальные затраты на строительство карьеров в 2–4 раза меньше, чем на строительство шахт.

4. При открытой разработке меньше потери полезного ископаемого и легче производить раздельную добычу различных сортов руд.

5. При открытой разработке месторождений легче увеличить в случае надобности производственную мощность предприятия.

Недостатки открытых разработок:

1. Производство открытых горных работ требует отчуждения больших земельных площадей, иногда приводит к понижению уровня грунтовых вод па больших площадях и т. д.

2. Открытые работы зависят от климатических условий, что наиболее сильно проявляется в условиях Заполярья.

Недостатки открытых горных работ в большинстве случаев перекрываются их преимуществами. Поэтому в настоящее время открытый способ разработки месторождений является эффективным, перспективным и быстро развивается. Увеличиваются не только объемы открытой разработки, но и удельный вес этого способа в общей добыче полезных ископаемых.

Карьером в хозяйственном значении называют горное предприятие, осуществляющее открытую разработку месторождения, а в техническом значении – это совокупность открытых горных выработок, служащих для разработки месторождения. Угольные карьеры обычно называют разрезами.

Месторождение или его часть, отводимая для разработки карьером, называется карьерным полем или полем разреза. Площадь карьерного поля обычно составляет от 0,5 до 3–4 тыс. га.

Участок земной поверхности включающий разрабатываемое месторождение и окружающие его породы, предоставленный предприятию для производства на нем работ, связанных с разработкой месторождения, называется земельным отводом. Площадь земельного отвода обычно во много раз превышает площадь карьерного поля и на крупных карьерах достигает нескольких тысяч гектаров.