Добыча полезных ископаемых открытым способом

Глубина отдельных карьеров в СССР (1970) достигает  нескольких сотен м (например, Коркинский Карьер — 300 м), проектная глубина ряда Карьер — 500—700 м. Производительность мощных карьер в СССР составляет десятки млн. т руды в год (например, Карьер южный горно-обогатительного комбината (ЮГОК) и сев. горно-обогатительного комбината (СевГОК) в Кривом Роге). Проектируются (1972) Карьер по добыче угля и руды с годовой производительностью 40—50 млн. т по полезному ископаемому и свыше 100 млн. т по вскрышным породам.

Главные параметры карьера следующие:

1. Конечная глубина. Она устанавливается при проектировании карьера. Современные карьеры имеют глубину от нескольких метров до 400 м. Проектами предусматривается возможность открытых горных разработок до глубины 700-900 м.

2. Размеры карьера  по простиранию  и крест простирания  залежи по поверхности определяются размерами залежи, дна карьера, глубины и углов откоса его бортов. Длина карьера изменяется от сотен метров до 5 км, а ширина, в зависимости от типа месторождения, - до 4 км.

3. Размеры дна карьера. Минимальные размеры дна карьера определяются условиями безопасной выемки и погрузки пород на нижнем уступе (по ширине – не менее 20 м, по длине – не менее 50-100 м).

4. Углы откосов бортов  карьера определяются условиями устойчивости пород прибортового массива и размещения транспортных коммуникаций.

5. Общий объём горной  массы в контурах  карьера является важнейшим показателем, определяющим производственную мощность предприятия, срок его существования и др.

6. Запасы полезного  искомаемого в карьерном поле – важнейший показатель, определяющий возможный масштаб добычи, срок существования карьера и экономические результаты разработки.

 
 

1.2. Безопасность при ведении открытых горных работ

Одно  из главных преимуществ открытых разработок месторождений по сравнению  с шахтной — более высокая  степень безопасности ведения горных работ. Одно из главных положений  обеспечения безопасности труда  — установление условий, при которых  она гарантируется. Так, например, при  взрывных работах устанавливают  период времени после взрыва, по истечении которого подход к месту  их производства безопасен. Устанавливается  опасная зона, за пределами которой  нахождение людей безопасно. Вторым основным направлением повышения безопасности является механизация и автоматизация  производственных процессов. Это обеспечивается надёжностью горных машин и механизмов, безопасностью их работы. Применение дистанционного управления позволяет  выполнять ряд процессов машинами, без непосредственного нахождения около них обслуживающего персонала. Существенные изменения в организации  производственных процессов и повышении  степени безопасности работ создаются  применением блокировки, защитных реле, телевидения, громкоговорящей радиосвязи, средств роботизации и др. Благодаря  механизации уменьшается число  рабочих на предприятии, и в результате, как правило, резко снижается  производственный травматизм. На открытых разработках используются общие  средства техники безопасности, а  также особые меры, разработанные  для специфических условий открытых горных работ (предупредительные знаки  и надписи, сигнализация, ограждения, предохранительные устройства, блокировка машин и оборудования, дистанционное  и автоматическое управление, специальные  предохранительные устройства и  индивидуальные средства защиты и др.).

 
 
 
 
 
 

1.3.Природоохранные  мероприятия

                 Технологические процессы разработки  месторождений  открытым способом сопровождаются образованием значительного количества  пылегазовых  выбросов, содержащих вредные компоненты (пыль, сажа, оксиды азота,  углерода,  диоксид серы и т. д.) и загрязняющих атмосферу прилегающей  территории.  Пылегазовое загрязнение происходит при  буровзрывных  работах,  экскавации,  погрузке  в транспортные  средства  и  транспортировании  горной  массы,  внутреннем   и внешнем отвалообразовании, а также при работе энергетических  установок,  на открытых складах.

               Естественное проветривание карьера происходит при использовании ветров по прямоточной схеме, при которой скорость ветра возрастает с высотой. Кроме этого необходима принудительная вентиляция  карьера:  применение вентиляторов-оросителей НК-12КВ-1М в комплексе с установками УМП-1.Основой воздухоохранных мероприятий на  карьере является  комплексный подход к их разработке и реализации. Для  каждого  вида  источников  вредных выбросов в атмосферу должны быть типовые технические решения  по  уменьшению выделения   загрязняющих    веществ,    обоснованы    пределы    достигаемой эффективности от их внедрения, определена номенклатура  серийно-выпускаемого пылегазоулавливающего оборудования.

      Природоохранные мероприятия:

     1. Охрана атмосферного воздуха.

     •  Ремонт систем пылеподавления на буровых станках.

     •  Обработка автодорог водой.

     •  Уборка пыли с забойных и технологических дорог автогрейдерами ДЗ-98.

      •  Оптимизация удельного расхода ВВ и параметров БВР.

      •  Регулировка топливной аппаратуры АТБ техники.

     2. Охрана водных ресурсов.

     •  Контроль чистоты сбрасываемых  вод из  системы водоосушения  поля

        карьера.

     • Контроль территории карьера по нефтепродуктам.

     •  Очистка территории АТБЦ от замазученного мусора.

     •  Закрепление территории АТБЦ за ответственными лицами.

     •  Проверка санитарного состояния территории АТБЦ.

     •  Сдача отработанных нефтепродуктов на нефтебазу.

     •  Токсичные отходы вывозить на полигон токсичных отходов.

     •  Приведение территории маслохозяйства и группы доставки в санитарное состояние.

     •  Использование поваренной соли в период гололёда.

    • Выполнять мероприятия по  организации  складирования использованных резинотехнических изделий на согласованной площадке и использованных люминесцентных ламп в специальных контейнерах.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Строительство подземных сооружений

На практике мы посетили один объект подземного строительства - прокладка водопровода под ул. Бауманская. Работы велись при помощи оборудования фирмы MTS Perforator, позволяющее проходить в сутки до 30 метров. Нехватка свободных площадей в центре крупных городов, особенно таких, как Москва и Санкт-Петербург, сказывается сегодня очень остро. Поэтому зачастую помещения всевозможного назначения проектируются подземными и даже подводными, если речь идет о строительстве в местах протекания городских рек. Подземные сооружения - специально оборудованные горные выработки в толще горных пород, имеющие различное назначение: промышленные предприятия, транспортные и гидротехнические тоннели, электростанции, пешеходные переходы, гаражи и другие объекты городского хозяйства, лечебные учреждения, военные объекты и т. п.

Подземное сооружение представляет собой набор  следующих элементов: основное помещение, предназначенное для размещения укрываемого объекта, входные галереи  с прочными входными оголовками, оборудованными защитными дверями или воротами, вентиляционные и технологические  отверстия с защитными устройствами.

Строительство подземных сооружений ведётся в  большинстве промышленно развитых стран. Это объясняется в первую очередь экономичностью подземных  сооружений по сравнению с наземными, а также технической или производственной необходимостью и рядом других причин. Подземное расположение сооружений целесообразно в районах с  неблагоприятными климатическими условиями, крутым рельефом местности. Это объясняет  наибольшее развитие строительства  подобных сооружений в горнодобывающей  промышленности.

Закрепляет  выработку сооружения обделка подземной  выработки, которая при воздействии  средств поражения обеспечивает устойчивость сооружения от обрушения. К обделке сооружений в свою очередь  предъявляются высокие требования. Она должна обладать достаточной  прочностью, допустимо устройство ее с применением средств механизации и стоимость ее должна быть приемлемой.

Для долговременных сооружений наиболее распространенной является обделка из монолитного  железобетона. Хотя в последнее время  она все чаще заменяется сборной  из заранее заготовленных железобетонных элементов, в связи с тем, что  темп ее устройства в стесненных условиях подземной выработки невысок. При этом строители оказываются в довольно сложной ситуации, с одной стороны, застройка подобного рода открывает невероятные горизонты, с другой, она связана с дополнительными технологическими трудностями, порой самыми непредвиденными. 
 Одна из главных сложностей, которую преодолевают специалисты при строительстве подземных сооружений, заключается в том, что вновь проводимые работы не должны приводить к аварийным последствиям для соседних зданий. Объяснить это просто, подземное строительство требует откопки глубоких котлованов, а в стесненных городских условиях это может привести к осадкам фундаментов и прочим неприятным последствиям для окружающих объектов строительства. Поэтому перед началом реализации любого проекта сначала проводится геотехнический мониторинг, в том числе с построением моделей в специальных программных средах. Обязательное условие при откопке любых размеров котлована это сохранение несущих свойств окружающего грунта на всех глубинах. Для этого используются продуманные несущие конструкции, которые сберегают грунты от сдвигов и защищают окружающие постройки от деформаций даже при больших масштабах строительства подземных сооружений. 
Еще одна особенность подземного строительства заключается в том, что такие объекты не подразумевают в обозримом будущем каких-либо усовершенствований и реконструкций. Объяснение этому простое, ведь доступ к тем или иным конструктивным элементам таких сооружений максимально ограничен. В том числе он ограничивается тем, что над подземным сооружением в городских условиях обязательно возводится надземное здание, поэтому проводить какие-либо работы под землей по прошествии времени очень затруднительно. Поэтому строят такие здания с солидным запасом прочности, принимая во внимание даже возможное увеличение нагрузки на них, например, при сносе существующей наверху постройки и возведении новой, более массивной.  

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.1. Технология подземного строительства

Выбор способа подземного строительства  зависит в основном от глубины  заложения и назначения объекта, горнотехнических условий строительного  участка. Неглубокие подземные сооружения строят открытым способом, методом  опускного сооружения, либо в траншеях, под гиксотропными суспензиями. Подземные сооружения глубокого заложения и, в особых случаях, неглубокого (например, перегонные тоннели метрополитенов или городские коллекторы) строятся закрытым (подземным) способом.

Строительство подземных сооружений может осуществляться с помощью буровзрывных работ, механизированных комплексов (горные комбайны, щиты проходческие), скважинными методами (подземное  выщелачивание, взрывное уплотнение грунтов).

Метод подземного строительства  получивший название "стена в грунте", основан  на способности тиксотропных суспензий удерживать грунтовые стенки от обрушения; он состоит в возведении вертикальных стен в траншеях-щелях до начала разработки грунта внутри сооружения. Применение этого метода целесообразно в сложных гидрогеологических условиях (отпадает необходимость в водопонижении, замораживании и т.п.). Он эффективен при строительстве на застроенных территориях небольших подземных сооружений на значительной глубине (обычно около 20 м) — транспортных тоннелей, пешеходных переходов и т.п.

История проходческих щитов началась в позапрошлом  веке в Англии. Первый щит был  построен инженером Брюнелем для прокладки тоннеля род Темзой. Чтобы понять устройство современных щитовых проходческих комплексов, сначала разберемся, откуда пришло само понятие «щит». Щитом это устройство стали называть потому, что основной задачей была защита проходчиков в забое от обрушения породы на коротком участке между забоем и местом, где постоянная обделка тоннеля уже готова. Постепенно, конструкции щитов усложнялись – от просто замкнутой стальной конструкции (кстати, первые щиты вовсе не были круглыми), до современных сложнейших тоннелепроходческих комплексов. На первых щитах грунт в забое выбирался рабочими в ручную с помощью лопаты, кирки, позже отбойного молотка, и удалялся через построенный тоннель на вагонетках. Для продвижения шита вперед использовались винтовые домкраты, которые упирались в готовый участок тоннельной обделки и толкали щит вперед. Впоследствии, вместо винтовых домкратов стали применяться гидравлические. Это был уже колоссальный шаг вперед, значительно повысивший скорость проходки. Мощные домкраты и сейчас остаются одним из основных узлов современных проходческих комплексов. Следующим шагом стало почти повсеместное использование сборной обделки из крупных элементов – первоначально – чугунных тюбингов.