2. Общие сведения о технологии открытых горных работ

2.1. Особенности открытых горных работ

Открытый способ добычи полезных ископаемых представляет собой совокупность горных работ, при которой все процессы, связанные с извлечением полезного ископаемого из недр, совершают на дневной поверхности. Горное предприятие, осуществляющее разработку месторождения полезных ископаемых открытым способом, называют карьером, а в угольной промышленности – разрезом.

Одной из характерных особенностей открытых горных работ является необходимость удаления значительных масс покрывающих и вмещающих пород. Объем удаляемых пустых пород (вскрыши) обычно в 3-5 раз превосходит объем извлекаемого из недр полезного ископаемого, а при добыче весьма ценных полезных ископаемых – в 10 раз. Вскрышу укладывают в специальные насыпи – отвалы. Совокупность объемов полезного ископаемого и пустых пород называют горной массой.

Размеры открытых горных выработок по всем направлениям значительны и позволяют применять высокопроизводительное оборудование большой единичной мощности с увеличенными рабочими параметрами, обеспечивая высокую степень механизации и автоматизации производственных процессов.

Для современного этапа развития открытого способа разработки характерно существенное увеличение глубины карьеров до 200 м и более. При этом резко растут объемы вскрыши. Кроме того, уменьшается возможность естественного проветривания карьеров и возникает проблема разработки способов обмена огромных масс воздуха с целью удаления опасных скоплений газа и пыли. С повышением глубины отработки требуется принимать также дополнительные меры по осушению карьерных полей и предотвращению оползней и обрушений горных пород.

2.2 Место и роль открытых горных работ в горнодобывающих отраслях промышленности

Открытый способ разработки с полным основанием можно считать детищем научно-технической революции, так как только благодаря созданию мощной землеройной и транспортной техники выявились его несомненные достоинства.

Преимущества открытого способа добычи:

- лучшие экономические показатели – производительность труда в 4-7 раз выше, а затраты на 1 т полезного ископаемого в 2-4 раза ниже, чем на шахтах;

- более высокие темпы роста производительности труда и снижения затрат на добычные работы;

- меньшие сроки строительства горных предприятий при снижении затрат на их сооружение;

- лучшие условия труда и высокая безопасность работ;

- более высокая степень извлечения полезных ископаемых из недр.

Вместе с тем открытым разработкам свойственны и недостатки. Для размещения карьеров и отвалов пустых пород необходимо отчуждение земельных площадей, измеряемых сотнями гектаров

Работа оборудования в карьерах сопровождается значительными выбросами в атмосферу вредных газов и пыли, особенно при производстве взрывов. Наносимый ущерб может быть сведен к минимуму за счет восстановления нарушенных земель и эффективных методов борьбы с выбросами. Однако внедрение комплекса таких мероприятий ведет к удорожанию полезного ископаемого, что уменьшает конкурентоспособность открытых горных разработок.

Следующий недостаток – зависимость от климатических условий. Резкие колебания температур, вечная мерзлота, лавиноопасность, снежные заносы, повышенная сейсмичность в горных районах снижают надежность оборудования, усложняют и удорожают добычу полезных ископаемых.

Как правило, преимущества открытого способа разработки преобладают, благодаря чему этот способ является ведущим в мировой горнодобывающей промышленности и превалирует в России.

В 2001 году открытым способом в России добыты 41 % угля, 54 % сырья для производства глинозема, 48,3 % полиметаллических руд, 25 % фосфорного сырья, 84 % сырой железной руды, около 60 % золота, практически 100 % нерудного минерального сырья и нерудных строительных материалов. По всей видимости, эта тенденции сохранится до 2010 г.

Интенсификация открытого способа разработки в России тесно связана со становлением и развитием отечественной научной школы. Основополагающими явились работы Е.Н. Барбот-де-Марни, Е.Ф. Шешко, Б.П. Боголюбова. Дальнейшему качественному росту этой научной отрасли способствовали труды академиков Н.В. Мельникова и В.В. Ржевского, чл.-кор. АН СССР А.О. Спиваковского, профессоров, докторов технических наук А.И. Арсентьева, Б.П. Юматова, М. Г. Новожилова, П. Э. Зуркова. П. И. Томакова, В. С. Хохрякова, М. В. Васильева и др.