Щебеночные карьеры. Алмазный рудник Мир. Понятие о коэффициенте вскрыши

Карьеры (фр. carriere, от позднелат. quarraria, quadraria - каменоломня; вар.: mine) - 1). Горное предприятие по добыче полезных ископаемых открытым способом 2). Искусственные геологические и географические объекты, создаваемые как места добычи тех или иных полезных ископаемых открытым способом. Карьером называется также совокупность выемок в земной коре, образованных при добыче полезных ископаемых открытым способом. В России применительно к карьерам по добыче угля используется также термин "разрез".

Открытые горные работы известны с эпохи палеолита. Первые крупные карьеры появились в связи со строительством в Древнем Египте пирамид; позднее в античном мире в карьерах в больших масштабах добывался мрамор. Расширение области применения открытого способа разработки при помощи карьеров сдерживалось вплоть до нач. XX в. отсутствием производительных машин для выемки и перемещения больших объёмов вскрышных пород. В начале 80-х гг. XX в. в мире посредством карьеров добывалось 95% строительных горных пород, ~70% руд, 90% бурых и 20% каменных углей; масштабы добычи в карьерах достигали десятков млн. т. в год. Ведение открытых горн. работ на больших глубинах отличается рядом особенностей. Большая специфика характерна и для карьеров, действующих на больших высотах в горах.

Вскрышные работы на карьере

Добычные работы на карьере

Формирование внутреннего отвала

Карьер представляет собой систему уступов (обычно верхние - породные или вскрышные, нижние - добычные, редко породные), подвигание которых обеспечивает выемку горной массы в контурах карьерного поля. Транспортные связи в карьере обеспечиваются постоянными или скользящими съездами, а с поверхностью - траншеями. В процессе эксплуатации происходит перемещение рабочих уступов, вследствие чего увеличивается выработанное пространство. Посредством вскрышных работ покрывающие породы перемещаются в отвалы , иногда размещаемые в выработанном пространстве, добычные работы обеспечивают выемку и перемещение руды на промышленную площадку для первичной переработки или для отгрузки потребителю. Так формируются осн. грузопотоки в карьере, во многом определяющие его облик и технологические особенности.

При глубине карьера до 100 м. с крепкими вмещающими породами в себестоимости 1 м 3 вскрыши до 25-30% занимают буровзрывные работы, 12-16% - экскавация, 35-40% - транспорт и 10-15% - отвалообразование; с увеличением глубины карьера доля расходов на транспорт увеличивается до 60-70%. Современный карьер - высокомеханизированное предприятия, оснащённые производительными машинами и механизмами для дробления, выемки, транспортирования и складирования руды или иного объекта добычи. Применительно к крупным карьерам определяющим является мощное горное и транспортное оборудование. Для бурения взрывных скважин применяют тяжёлые буровые станки (шарошечные с удалением буровой мелочи сжатым воздухом) массой до 100-130 т., развивающие усилие на долото 60-70 тс. (диаметр скважин до 300-450 мм.), лёгкие буровые станки. Механич. рыхление осуществляется рыхлителями, мощность к-рых достигла 735 кВт, а масса 130 т. Электрич. экскаваторы с канатным приводом и ковшом вместимостью 15-30 м 3 при длине стрелы до 26 м. - основное выемочно-погрузочное оборудование на добыче угля и руды . Одновременно широко распространяются гидравлические прямые мехлопаты с ковшами вместимостью 10-38 м 3 .

Будучи созданы искусственно, карьеры существуют лишь до тех пор, пока человек их поддерживает. Впоследствии отведённые под карьер территории рекультивируются, а заброшенные карьеры либо затапливаются, либо медленно осыпаются и зарастают. Как правило, экологи рассматривают карьер лишь как отрицательное явление, т.к. при его создании нарушается почвенный покров, вырубаются деревья, нарушается балансовый режим подземных вод. Взрывы и шум техники распугивают зверей и птиц. Пыль оседает на листьях деревьев в окрестных лесах, что приводит к угнетению растительности.

Горная энциклопедия, в 5 т. М., изд-во "Советская энциклопедия", 1987, гл. ред. Е.А. Козловский

В наше время человечество не может существовать без полезных ископаемых. Тяжело представить нашу жизнь без автомобилей или электроники - а значит, люди будут и дальше оставлять на теле Земли огромные дыры, добывая различные руды открытым способом, а планета, в свою очередь - мстить за это оползнями и техногенными катастрофами. Самые большие карьеры в мире способны поразить воображение любого своими масштабами, а при ненадлежащем с ними обращении еще и довольно опасны.

Чукикамата, Чили

Самый большой карьер в мире, в котором добывают медную руду, благодаря чему страна и является крупнейшим экспортером этого полезного ископаемого. Разрез находится на высоте 2840 м в Центральных Андах и разрабатывается уже 100 лет, с 1915 года. За это время добыли более 29 миллионов тонн меди.

Еще инки в XVI веке плавили здесь руду (в одной из временных разработок был обнаружен скелет человека, проживавшего около 500 лет до нашей эры). Они и назвали месторождение «место металла».

Размеры карьера составляют 4,3 км в длину, 3 км в ширину и 850 м глубины. Добыча ведется открытым способом, поэтому здесь всегда стоит облако пыли. До недавнего времени руднику принадлежал еще один рекорд - «Самый большой суточный объем извлекаемой горной массы», но затем достижение перешло карьеру Эскондида в тех же Андах. Также здесь работала самая большая плавильная печь.

Бингем Каньон, штат Юта, США

Самый глубокий карьер в мире, расположенный на площади в 8 км2. Его глубина 1,2 км, а длина - 4 км. Рудник открыли и начали разрабатывать мормоны в 1863 году, поэтому это еще и один из старейших открытых месторождений в мире. В самом глубоком карьере в мире ежедневно извлекают до 450 тонн руды и работают 1400 человек. Транспортируют ее специальными карьерными самосвалами, которые могут перевозить до 230 тонн одновременно. А с поверхности Земли внизу они кажутся игрушечными машинками.

С 1966 года карьеру присвоен статус национального достояния США и миллионы туристов со всего мира приезжают посмотреть на это чудо. Здесь построена специальная смотровая площадка, откуда открывается обзор на весь горнодобывающий комплекс.

В самом глубоком карьере мира добывают не только медь, но и золото, серебро и молибден. Причем объем извлеченного золота намного превышает количество, добытое на Клондайке и в Калифорнии во времена Золотой лихорадки (715 млн тонн золота и 5900 тонн серебра). Поэтому Бингем Каньон считается одним из самых продуктивных месторождений на Земле.

В апреле 2013 года здесь произошел огромный оползень (70 млн м3 камней), в результате чего работа была остановлена на несколько месяцев. О жертвах ничего не сообщалось, но постройки и техника были разрушены основательно.

Удачная, Якутия

Самый глубокий карьер в России принадлежит алмазному месторождению. Он находится всего в 22 километрах от Полярного круга и для его обслуживания был специально построены город и обогатительная фабрика. Разрабатывается рудник с 1982 года, а с 2014 года перешли на подземную добычу. Ежегодная добыча составляет до 100 тысяч тонн руды и 5 миллионов карат алмазов в год.

Глубина рудника - 640 метров, длина 2 километра и ширина полтора. Относительно небольшая площадь рудника и условия вечной мерзлоты (до -60 градусов) приводили к тому, что зимой машины останавливались, так как замерзало машинное масло и трескалась резина. А время подъема самосвала со дна карьера составляет не менее 2 часов.

Самый крупный алмазный рудник в России примечателен во многих отношениях - это две кимберлитовые трубки, а не одна, встречающиеся на поверхности. Кимберлитовая трубка (названная в честь города Кимберли в Южной Африке) - это направление вулканического взрыва, сужающееся внизу. Поэтому месторождение строго очерчено в вертикальном направлении, а за его пределами алмазов нет. Из-за этого дно карьера не круглое, как в основных крупных рудниках мира, а напоминает сердце. К тому же здесь добывают самые крупные экземпляры, хранящиеся сейчас в Алмазном фонде.

Коркино, Челябинская область

Самый большой карьер в России и самый крупный угольный рудник в Европе. Его ширина составляет 3 км, а глубина - более 500 метров. Эксплуатируют карьер с 1934 года, а в 1936 был осуществлен большой взрыв, поднявший в воздух более миллиона кубометров земли на высоту до 500 метров - его зафиксировали все сейсмические станции Северного полушария.

В карьере и в шахте работает 6800 человек. Сначала уголь перевозили автомобилями, но потом перешли на более рентабельный железнодорожный транспорт. На предприятии расположена смотровая площадка, но и она не дает полного обзора всего карьера.

Каждая ступень разреза равняется 9-этажному дому, а на дне действует специальная система отведения воды, без которой карьер давно бы был затоплен. Находиться в середине угольного карьера не очень приятно, особенно летом. Ветер хоть как-то разгоняет угольную пыль и дым от горящей породы, а вот когда ветра нет, работникам самого большого карьера в России приходится несладко без средств защиты.

Интересно, что в 2007 году назад предприимчивые бизнесмены организовали на отвалах карьера горнолыжный курорт, где перепад высот составляет до 100 метров, но он вскорости закрылся.

Самые большие карьеры в мире - это не просто огромные воронки в нашей планете, на которые интересно посмотреть из космоса и восхититься размерами и космическим пейзажем. Иногда они становятся неуправляемыми (особенно заброшенные) и тогда могут пострадать люди.

Карье́р (от фр. carriere, вар.: разрез) - совокупность горных выработок, образованных при добыче полезного ископаемого открытым способом; горное предприятие по добыче полезных ископаемых открытым способом. По большей части карьеры (большие карьеры) используются для добычи руд металлов, строительных материалов. Но есть и алмазные месторождения, где карьеры служат для добычи драгоценных камней. Chuquicamata , Чили Самый большой в мире открытый рудник (карьер), в котором добывают медную руду на одноименном месторождении. Его размеры составляют: 4,3 км в длину; 3 км в ширину и 850 м в глубину. В течение многих лет, начиная с 1910 года, карьер был известен как самый крупный карьер в мире с самым большим суточным объёмом извлекаемой и перемещаемой горной массы, однако недавно уступил пальму первенства карьеру Эскондида (Minera Escondida)

Escondida , Чили Месторождения Escondida находится на севере Чили в пустыне Атакама. Инфраструктура компании состоит из двух карьеров (Escondida и Escondida Norte), двух обогатительных фабрик (Laguna Seca и Los Colorados), завода по производству катодов из оксидных и сульфидных руд и двух трубопроводов для транспортировки медного концентрата к фильтрационной станции. Эта горная разработка считается одной из основ экономики Чили. Достаточно сказать, что в Escondida занято 2,951 человек, причем это прямая занятость. В 2006 году здесь случилась крупная забастовка рабочие хотели получать больше. После отказа руководства выплачивать большие зарплаты, рабочие попросту блокировали дорогу к карьеру. В конце концов, компании пришлось согласиться с требованиями сотрудников.

Месторождение "Удачная" , Россия Глубина карьера «Удачное» достигло уже 600 метров. Это крупнейшее по объемам сырья и размерам рудного тела месторождение алмазов в России. В ней было добыто множество крупных камней, в том числе и кристаллы, ныне находящиеся в Алмазном Фонде. Проведение работ затрудняет тот факт, что это месторождение находится аж за полярным кругом, что является и достаточно интересным фактом. Можно добавить, что месторождение "Удачное" было открыто через несколько дней после открытия месторождения "Мир".

Кимберлитовая трубка «Мир» Карьер, расположенный в городе Мирный, Якутия. Карьер имеет глубину 525 м и диаметр 1,2 км, является одним из крупнейших в мире карьеров. Добыча алмазов открытым способом, продолжавшаяся 44 года. Рядом с карьером образовался посёлок Мирный, ставший центром советской алмазодобывающей промышленности. Крупнейший алмаз, найденный в России, был добыт на руднике «Мир» 23 декабря 1980 года. Он весит 342,5 карата (более 68 г) и называется «XXVI съезд КПСС». В последние годы карьерные грузовики «накручивали» по спиралевидной дороге 8 км от дна до поверхности. Добыча алмазоносной кимберлитовой руды прекращена в июне 2001 года. В настоящее время на борту карьера ведётся строительство подземного рудника с одноимённым названием, для отработки оставшихся подкарьерных запасов, выемка которых открытым способом нерентабельна.

Сиба́йское месторожде́ние (башк. Сибай яҡтылыҡ) - медно-цинково-колчеданное месторождение России, расположено в Башкортостане, вблизи города Сибай. Открыто в 1913 году. Освоение началось в 1930-ых годах XX века. Глубина более 500 метров, диаметр 2 км.

Каньон Bingham , США Один из наиболее больших карьеров мира, добывается золото, медь. Разработки ведутся почти 150 лет. Имеет на 2008 год следующие размеры:1,2 км глубиной, 4 км в ширину и охватывает площадь 7,7 км2. Транспортировка руды осуществляется 64 огромными карьерными автосамосвалами, каждый из которых способен перевозить по 231 тонн руды за один рейс. За один год добывается 715 тонн золота, 17 миллионов тонн меди. В разработке занято больше 1400 человек.

Рудник Грасберг , Индонезия Карьер на месторождении медно-порфировых золотоносных руд Грасберг (Grasberg) - крупнейший и самый высокогорный в мире, занимается разведкой и разработкой, добычей и обогащением руды, содержащей медь, золото и серебро. Карьер расположен в провинции Папуа в Индонезии, около горы Пунчак-Джая - высшая точка Океании, самая высокая гора в мире, расположенная на острове (~ 5030 м)

Алмазный карьер Дьявик , Канада Алмазный карьер Дьявик расположен в северной части Невольничьего озера на северо-западе Канады. После обследования территории в 1992 году началось строительство карьера, который начал добычу в Январе 2003 года. Он стал важной частью экономики этого региона, обеспечив работой более 700 человек и ежегодно добывая 8 млн. каратов (1600 кг) алмазов стоимостью в 100 млн. долларов.Карьер расположен на островах и имеет свою инфраструктуру с аэропортом, способным принимать пассажирские Боинги.

Super Pit , Австралия. Западная Австралия известна своими рудниками по добыче золота и никеля. Вокруг Калгурли полным полно рудников и карьеров, самый известным из которых является открытый карьер Супер Пит (Super Pit).- уникальное золоторудное гидротермальное месторождение. Общая площадь рудного поля более 10 км2. Оставшиеся запасы составляют не менее 70 т. металла.

Использованы материалы сайта: http://www.spletnik.ru/blogs/vokrug_sveta/36651_samye_krupnye_karery

Наиболее древней, но сохранившей актуальность и по сей день технологией добычи полезных ископаемых является разработка открытым способом. Уже в Древнем Египте знали, что такое карьер, а первые открытые горные выработки известны нам из эпохи палеолита. В античном мире подобная технология применялась для добычи мрамора. Наибольших успехов при этом достигли строители Древней Греции.

Вплоть до 20 века этот способ добычи песка, мрамора, камня, угля, мела, известняка и других строительных материалов являлся ведущим в мире. Это связано с отсутствием высокопроизводительной техники для вскрытия верхних слоев литосферы и вынимания непосредственно полезных ископаемых. Актуальность карьеров сохранилась и по сей день, но доля их участия в добывающей промышленности несколько уменьшилась.

Преимущества карьеров

Для того чтобы понять, что такое карьер, необходимо познакомиться с открытым способом добычи полезных ископаемых. Суть этого метода состоит в том, что ресурсы добывают непосредственно с поверхности земли путем вскрытия верхних слоев литосферы. А совокупность горных выработок или предприятий и называется карьером.

Разработка карьеров имеет ряд преимуществ по сравнению с получением полезных ископаемых подземным способом:

Высокая степень безопасности.
Более комфортные условия для рабочих.
Простота организации работ.
Короткие сроки возведения сооружения.
Низкое капиталовложение.
Более полное извлечение ресурсов.

Но что такое карьер не позволяет вновь сделать основным местом добычи полезных ископаемых? В качестве основного фактора можно назвать снижение экономической выгоды: чем дольше разрабатывается земная поверхность, тем глубже становится карьер, из-за чего увеличиваются расходы по доставке материала к перерабатывающим предприятиям. На данном этапе развития добывающей промышленности это основной барьер на пути развития открытого способа добычи.

Основные элементы карьера

Проще всего карьер представить в виде конуса, вершина которого погружена в земную поверхность. Внутри такого «конуса» можно заметить спиральные съезды, которые образованы уступами. Основными элементами, которые способны охарактеризовать любой, будь то каменный или песчаный карьер, являются:

Дно карьера - поверхность нижнего уступа, которая именуется также подошвой. Если ведется добыча морфологически сложных и протяженных пород, то дно может иметь ступенчатую структуру.
Глубина карьера - расстояние верхнего среза до самой низкой точки горной разработки. Эта величина может достигать значения в 1000 метров.
Предельная глубина - максимальное расстояние от верхнего края до нижнего контура, при котором добыча ископаемых экономически целесообразна.
Предельный контур - контур карьера на период его закрытия ввиду малой экономической эффективности.

Основной элемент, без которого невозможно представить, что такое карьер, является уступ. Его основные характеристики - высота, угол откоса, размеры верхней и нижней рабочей площадки - зависят от массивности и ценности разрабатываемых пород.

Технология добычи

Добыча полезных ископаемых открытым способом ведется двумя видами работ - вскрышными и добычными. На первом этапе производят «вскрытие» земной поверхности - верхний слой литосферы срезают, выкапывают котлован, открывая тем самым доступ к полезным ископаемым. После приступают непосредственно к добыче ресурсов.

По мере выработки слоев «земных богатств» увеличиваются диаметр и глубина карьера, рабочие уступы перемещаются от центра к краям. Получение практически любого вида ресурса предполагает проведение буровзрывных работ. В зависимости от условий местности их доля может составлять 25-30% от себестоимости добываемого материала.

Экономическая эффективность

Разрабатывая мрамор, известняковые породы, создавая любую горную выработку открытого типа, в том числе и песчаный карьер, стремятся сократить издержки. Для этого используют роторные экскаваторы и большегрузный транспорт: в основном автомобили типа БЕЛАЗ, что позволяет снизить затраты на транспортировку.

Часто открытый способ добычи подземных ресурсов применяется для получения каменного угля. При этом удается снизить расходы, связанные с доставкой непосредственно к потребителям, что делает его доступным широкой массе населения. К тому же карьерный способ добычи угля является наиболее безопасным, но качество сырья оставляет желать лучшего из-за наличия большого количества примесей.

Влияние карьеров на экологическую обстановку

Разработка карьеров оказывает негативное влияние на экологическую обстановку разрабатываемой территории. Во-первых, полностью уничтожается верхний плодородный слой земли, который впоследствии восстановить нельзя. Во-вторых, существенно изменяются гидрогеологические условия площадки, рельеф местности.

В-третьих, загрязняется территория землеотвода образующимися отходами и сточными водами. Кроме того, нельзя не учитывать шумовое воздействие на окружающую среду, а также выброс большого количества угарного газа. Подобные негативные эффекты наблюдается в то время, когда создается как гранитный карьер, так и любая другая открытая горная выработка.