- •Технология открытых горных работ
- •Предисловие
- •Методические рекомендации
- •Часть 1. Технологические процессы
- •1. Введение в дисциплину
- •1.1. Цель преподавания и задачи обучения
- •1.2. Горные породы и полезные ископаемые
- •1.3. Структура мировой добычи минерального сырья. Состояние минерально-сырьевой базы России
- •1.4. Формы залегания месторождений полезных ископаемых. Элементы залегания Формы залегания месторождений полезных ископаемых разнообразны и связаны с условиями образования (рис. 1.1).
- •1.5. Характеристика горных пород как объекта разработки
- •1.6. Горнодобывающая промышленность. Горные предприятия
- •1.7. Способы разработки месторождений полезных ископаемых
- •2. Общие сведения о технологии открытых горных работ
- •2.1. Особенности открытых горных работ
- •2.2 Место и роль открытых горных работ в горнодобывающих отраслях промышленности
- •2.3 Объекты и условия открытых горных работ
- •2.4 Основные понятия и термины
- •2.5. Общие сведения об экономике
- •2.6. Этапы и периоды открытой разработки
- •2.7. Понятие о коэффициентах вскрыши
- •2.8. Параметры карьера. Общие сведения об оконтуривании карьеров
- •2.9. Общая характеристика технологических процессов
- •Контрольные вопросы и задания
- •3. Подготовка горных пород к выемке
- •3.2. Механические способы подготовки горных пород к выемке
- •3.3. Подготовка скальных пород взрывом
- •3.4. Параметры взрывных скважин
- •3.5. Технология буровых работ
- •3.6. Производительность буровых станков
- •3.7. Организация и основы безопасного ведения буровых работ
- •3.8. Технологическая характеристика взрывчатых веществ
- •3.9. Средства инициирования
- •3.10. Расположение и порядок взрывания скважинных зарядов
- •3.11. Принципы расчета скважинных зарядов в отдельной скважине и блоке
- •3.12. Характеристика развала взорванной горной массы
- •3.13. Разрушение негабаритных кусков
- •3.14. Механизация вспомогательных работ при взрывании
- •3.15. Особенности взрывных работ на карьерах облицовочного камня
- •3.16. Организация взрывных работ на карьерах
- •3.17. Основы безопасного ведения взрывных работ
- •4. Выемочно-погрузочные работы
- •4.1. Технологические схемы выемки и погрузки. Виды забоев
- •4.2. Средства механизации выемочно-погрузочных работ
- •4.3. Выемка и погрузка одноковшовыми экскаваторами. Типы одноковшовых экскаваторов.
- •4.4. Технологические параметры и забои механических лопат и драглайнов
- •4.5. Особенности отработки сложных забоев
- •4.6. Выемка и погрузка многоковшовыми экскаваторами
- •4.7. Основные технологические параметры цепных многоковшовых и роторных экскаваторов
- •4.8. Порядок разработки и параметры забоев
- •4.9. Производительность экскаваторов
- •4.10. Выемочно-транспортирующие машины
- •4.11. Технологические схемы работы и производительность выемочно-погрузочных машин
- •4.12. Особенности выемочно-погрузочных работ на карьерах природного камня
- •4.13. Механизация вспомогательных работ
- •4.14. Интенсификация процессов погрузки при цикличной технологии
- •4.15. Технологические параметры и забои мобильного выемочно-погрузочного оборудования непрерывного действия
- •4.16. Основы организации выемочных работ
- •4.17. Общие принципы безопасного ведения выемочно-погрузочных работ
- •5. Перемещение карьерных грузов
- •5.1. Особенности работы карьерного транспорта. Грузооборот и грузопотоки карьера
- •5.2. Технологическая оценка основных видов карьерного транспорта
- •5.3. Характеристика пути и подвижного состава железнодорожного транспорта
- •5.4. Схемы развития путей и обмен составов на уступах
- •5.5. Принципы расчета полезной массы поезда, пропускной и провозной способности коммуникаций
- •5.6. Перемещение железнодорожных путей на карьерах
- •5.7. Характеристика автодорог и подвижного состава карьерного автомобильного транспорта
- •5.8. Обмен машин в забоях и на отвалах
- •5.9. Основы организации движения колесного транспорта
- •5.10. Производительность и парк подвижного состава колесного транспорта
- •5.11. Конструкция и технологические параметры карьерных ленточных конвейеров
- •5.12. Расчет производительности ленточных конвейеров
- •5.13. Комбинированный карьерный транспорт. Конструкция перегрузочных пунктов
- •5.14. Интенсификация погрузочно-транспортных работ при использовании комбинированного транспорта
- •5.15. Механизация вспомогательных работ на карьерном транспорте
- •5.16. Экологические проблемы при эксплуатации транспортных машин
- •5.17. Основные требования правил безопасности при работе транспорта
- •5.18. Основные аспекты применения аэротехнологии
- •6. Отвалообразование вскрышных пород
- •6.1. Общие положения
- •6.2. Технология отвалообразования при железнодорожном транспорте вскрыши
- •6.3. Отвалообразование при автотранспорте
- •6.4. Отвалообразование при конвейерном транспорте
- •6.5. Отвальные работы с использованием вибротехники
- •6.6. Аэротехнология при производстве отвальных работ
- •6.7. Основы безопасного сооружения и эксплуатации отвалов
- •6.8. Экологические проблемы и рекультивация площадей, нарушенных открытыми горными работами
- •Контрольные вопросы и задания
- •7.2. Вскрывающие горные выработки, их назначение и параметры
- •7.3. Формы трасс капитальных траншей
- •7.4. Классификация способов вскрытия
- •7.5. Подготовка новых горизонтов
- •7.6. Последовательность вскрытия и производства горно-капитальных работ
- •7.7. Технологические схемы проведения траншей
- •8.2. Классификация систем разработки
- •8.3. Элементы системы разработки и их параметры
- •8.4. Соразмерность развития горных работ в карьере. Показатели интенсивности разработки
- •8.5. Производственная мощность карьера
- •8.6. Принципы формирования технологических схем
- •8.7. Технологическая классификация комплексов оборудования
- •9. Разработка горизонтальных и пологих месторождений
- •9.1. Системы разработки и технологические схемы
- •9.2. Общие принципы вскрытия рабочих горизонтов
- •9.3. Порядок отработки карьерных полей
- •9.4. Перевалка пород одноковшовыми экскаваторами
- •9.5. Технологические схемы с консольными отвалообразователями и транспортно-отвальными мостами
- •9.6. Транспортные технологические схемы
- •9.7. Технологические схемы с использованием автономных выемочно-погрузочных машин непрерывного действия
- •10.2. Системы разработки
- •10.3. Подготовка горизонтов
- •10.4. Формирование схем вскрытия
- •10.5. Технологические особенности производства горных работ при использовании различных видов транспорта.
- •Контрольные вопросы и задания
- •11.2. Особенности горных работ на щебеночных карьерах
- •11.3. Вскрытие и системы разработки на карьерах по добыче природного камня
- •12.2. Способы разработки с применением плавучих земснарядов
- •12.3. Технология разработки россыпных месторождений драгами
- •12.4. Особенности разработки проявлений россыпного золота микро-дражным способом
- •12.5. Особенности добычи полезных ископаемых со дна морей и океанов
- •Контрольные вопросы и задания
- •Заключение
- •Алфавитно-предметный указатель
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •Часть 1. Технологические процессы
- •Часть II. Технология открытых горных работ
1.3. Структура мировой добычи минерального сырья. Состояние минерально-сырьевой базы России
Условия развития и экономический потенциал государства зависят от производства и потребления минеральных ресурсов.
В условиях современной глобализации мировое хозяйство вовлекает в свою орбиту практически все виды экономической деятельности.
Горнодобывающие отрасли – первичный сектор производства, поставляющий первичные материалы и энергоресурсы, без чего не могут существовать все остальные отрасли.
Несмотря на наличие отдельных спадов, за последние 100 лет в мире можно проследить общую тенденцию к росту добычи рудного и топливно-энергетического минерального сырья [6,8].
На XX в. приходится почти половина объема минеральных ресурсов, добытых за всю историю развития человечества. Мировые объемы добычи составляют миллиарды тонн, а их стоимость – сотни миллиардов долларов.
Практическое значение имеют разведанные запасы полезных ископаемых. По состоянию на 2001 г. мировые запасы угля составляют 4222 млрд.т, из них на долю России приходится 221,3 млрд.т, разведанные запасы составляют 198 млрд.т (второе место в мире после США).
На начало XXI в. мировые запасы нефти составляют 138,5 млрд.т (в России – около 13 % мировых запасов). По разведанным запасам нефти Россия уступает только Саудовской Аравии.
Прогнозные ресурсы железных руд России оцениваются более чем в 100 млрд.т. (третье место в мире после Бразилии и США). Балансовые запасы железных руд России составляют 100,8 млрд.т, из них разведанные – 56,6 млрд.т (32,7 % мировых); по количеству разведанных запасов Россия занимает первое место в мире.
На долю балансовых запасов марганцевых руд России приходится примерно 156,8 млн.т, или 1,9 % мировых. Разведанные запасы – 149,1 млн.т.
Балансовые запасы меди России составляют около 9 % мировых (третье место в мире после США и Чили). Доля разведанных запасов составляет 77 % от балансовых.
Разведанные запасы свинца России – 13,97 млн.т (11,5 % мировых), цинка – 45,6 млн.т (15,3 %). По разведанным запасам свинца Россия занимает третье место в мире, по запасам цинка – первое.
По прогнозным ресурсам золота Россия занимает второе место в мире после ЮАР, а по балансовым запасам – третье место в мире после ЮАР и США (7–8 % мировых запасов).
Прогнозные ресурсы бокситов России оцениваются в 290 млн.т (1,5 % мировых); по балансовым запасам Россия занимает лишь 9 место в мире, оставаясь единственной страной, где в качестве алюминиевого сырья используются нефелиновые руды и концентраты. Разведанные запасы нефелиновых руд составляют 4,6 млрд.т.
Балансовые запасы фосфорных руд составляют 1,3 млрд.т пентоксида фосфора или 7,6 % общих мировых запасов (четвертое место в мире после Марокко, Китая и США). Почти две трети запасов приходятся на апатитовые руды.
Прогнозные ресурсы металлов платиновой группы в России оценивают не менее чем в 10 % мировых. По разведанным запасам этого вида минерального сырья Россия занимает второе место в мире после ЮАР.
Организация и размещение горнодобывающих предприятий в пределах стран и континентов зависит не только от геологических (географических) и экономических, но и от исторических, политических и социальных факторов. Для России характерно сосредоточие основных минерально-сырьевых ресурсов в Сибирском и Дальневосточном регионах (66 % угля, 80 % нефти, 82,5 % металлов платиновой группы, 60 % меди, более 80 % свинца, 70 % цинка, 73,6 % золота) [6, 8].
Безусловным лидером по добыче минерального сырья являются США: 20,3 % мирового их производства, 22,2 % от производства энергетического сырья и 26,2 % – твердых полезных ископаемых.
Доля горнодобывающей промышленности в ВНП – 7,5 %, доля населения, занятого в горном производстве – 0,8 %.
В 2001г. США занимали первое место в мире по добыче фосфатов (32 %), угля (27 %), молибдена (44 %), второе место в мире по добыче золота (13,9 %) [6, 8].
Россия находится на втором месте в мире по общей добыче минерального сырья (13,9 %) и энергоносителей (14,9 %) и на пятом – твердых полезных ископаемых (6,9 %).
Доля горнодобывающей промышленности в ВНП – 7 %, доля населения, занятого в горном производстве – 16 %.
Россия лидирует в мировой добыче асбеста (37,1 %), газа (32 %), никеля (22,9 %), алмазов (28 %) и палладия (64 %), сохраняет высокий уровень производства по нефти (9,5 %), кобальту (11,9 %), меди (5 %), платине (16 %) и калийным солям (11 %). В 2003г. по добыче нефти Россия вышла на первое место в мире [6, 8].
На третьем месте в мире находится Китай: общая добыча минерального сырья составляет 7 % от мирового производства, 13,4 % – производства твердых полезных ископаемых, 6 % – энергоносителей. Лидер мировой добычи угля (32 %), вольфрама (66 %), свинца (24 %), олова (39,4 %) и сурьмы. Имеет значительные объемы производства марганца (19,1 %), фосфатов (18,8 %), асбеста (15,9 %), железной руды (13 %), меди (9 %), золота (6,4 %), бокситов (6,5 %).
Четвертое место занимает Саудовская Аравия – 7,5 % энергоносителей и 6,3 % общей мировой добычи полезных ископаемых. До 2003 г. занимала первое место в мире по добыче нефти (12,6–15 % от мировой добычи).
На пятом месте в мире находится Канада – 4,9 % общей добычи минерального сырья, 5,5 % – твердых полезных ископаемых, 4,4 % – энергоносителей. Доля горнодобывающей промышленности в ВНП –5,8%, доля населения, занятого в горном производстве – 1,1 %.
Шестое и седьмое места занимают Австралия и ЮАР, добывающие соответственно 3,3 % и 2,4 % мирового минерального сырья, 7,6 % и 6,7 % – твердых полезных ископаемых, 2 % и 1 % – энергоносителей. Доля горнодобывающей промышленности в ВНП –7 % и 17,5 %, доля населения, занятого в горном производстве – 1,3 % и 8,5 %.
Австралия занимает первое место в мире по добыче бокситов (38,5 %). Имеет значительные объемы добычи угля (8,6 % мировой добычи), никеля (13,6 %), железной руды (17,1 %), меди (6 %), свинца (22,8%), золота (11,6 %), алмазов (7 %).
ЮАР лидирует в мировой добыче платины (79 %), марганцевой руды (21,1 %), алмазов (21 %). Имеет значительные объемы добычи палладия (8 %), алмазов (21 %), железной руды (15 %).
Перечисленные семь стран производят 50,2 % объемов мирового минерального сырья, 50,8 % – энергоносителей, 65,7 % – твердых полезных ископаемых.
В следующую группу стран входят Бразилия, Мексика, Индия. Суммарный объем добычи минерального сырья – 5,5 % от мирового, в том числе железная руда (20,5 %), бокситы (15,6 %), марганцевая руда (10,7 %), олово (7,9 %),
Исследованиями ряда ученых установлено, что изменение на мировом рынке конъюнктуры на минеральные ресурсы обусловлено цикличным характером развития экономики. Последний вызван действия объективного закона, описываемого длинными волнами (ДВ) экономической конъюнктуры.
Длинная волна представляет собой долгосрочное квазициклическое колебание, которое аналогично деловому циклу делится на 4 фазы: оживление, рост, рецессия и депрессия. Продолжительность каждой ДВ длится примерно 50–60 лет. Эта цикличность сказывается на всех сферах хозяйственной деятельности, включая добывающую промышленность и все ресурсные отрасли. Из-за определенной инерционности как всей системы экономики, так и отдельных ее составляющих, их фазы могут не совпадать. В различных отраслях производства спады и подъемы могут смещаться, но «зловещая» цикличность везде постоянно проявляется. Начиная с 1991 г., экономика России попала в фазы регрессии (пик пришелся на 1998 г.) и депрессии, и только после 2001 г. она вступила в фазу оживления. В развитых странах дальнего зарубежья фаза оживления началась еще в 1988-90 г.г. Параметры ДВ прямо влияют на изменение объемов добычи минерального сырья.
