Открытым способом разработки месторождения является такой, при котором ископаемые добываются не из толщи, а из верхних слоев земли. Он применяется при поверхностном залегании ископаемых или когда добыча закрытым способом нерентабельна. Чаще всего разработка другим способом производится при глубоком залегании ископаемых, но в некоторых случаях шахтный метод добычи применяют для сохранения ценных ландшафтов или в густонаселенных местностях.
Особенности разработки месторождений карьерным способом
Существует несколько способов разработки месторождений: шахтный, открытый (или карьерный), скважинный и морской. Карьерным способом добывают уголь, металлическую и неметаллическую руду, нерудные ископаемые. Предприятие, занимающееся ведением подобных работ, называется карьером. Этот термин объединяет все виды открытых разработок, несмотря на то, что в угольной промышленности их называют разрезами, в рудной – карьерами, а при добыче камня — каменоломнями.
Добыча полезных ископаемых открытым способом обладает такими преимуществами:
- При добыче таким способом можно осуществлять более совершенную механизацию работ.
- Меньше травматизм и процент профессиональных заболеваний (пневмокониозов и вибрационной болезни).
- Производительность труда выше.
- Потребление энергии во много раз меньше, чем при подземном способе добычи.
- Уменьшение затрат на наем рабочей силы и обустройство инфраструктуры.
- Снижение себестоимости продукции.
Подобным способом ведется разработка месторождений, залегающих на поверхности или неглубоко. На сегодня в РФ этим методом добывают большую часть руд цветных металлов, большую часть железной руды и горно-химического сырья, практически все строительные породы и неметаллические полезные ископаемые, больше трети всего угля.
Планируется повысить угледобычу карьерным способом за счет разработки угольных бассейнов Дальнего Востока и Сибири.
Карьер имеет вид круглого или вытянутого котлована размером от 1,5 до 5 км, внутренние боковые поверхности которого состоят из 10-15 метровых слоев-уступов, называемых бортами. На их горизонтальных площадках располагается оборудование, подъездные автотранспортные и железнодорожные пути.
Часть уступа, являющаяся объектом любых горных работ, независимо от вида добываемого ископаемого, именуется забоем. В них работают экскаваторы, погружая в транспорт горную массу. Вместо шахтного ствола в этом случае выступает траншея, по которой передвигается пустой и загруженый транспорт.
Технология ведения горных работ
Методы ведения горных работ используются в зависимости от вида ископаемого. Они отличаются разной технологией и применяемыми механизмами:
- Руды свинца, железа и меди добываются методом бурения и взрывных работ, поскольку являются очень крепкими скальными породами. Такие работы требуют гораздо меньшего крепления выработок, чем при угледобыче.
- В свою очередь, уголь нуждается в сложном креплении выработок деревом, металлическими стойками, железобетоном, а также другими разнородными материалами. Он добывается с помощью электросверл, врубовых машин и комбайнов.
Разработка карьерным методом слабых скальных пород (марганца и угля) дает возможность применять шагающие (драглайны) и роторные экскаваторы. Это же оборудование применяется при вскрышных работах (иначе говоря – снятии верха пустых пород) во время добычи крепких руд цветных и черных металлов.
Основная масса работ на карьере разделяется на добычные и вскрышные. Вскрышные работы всегда ведутся перед добычными и представляют собой удаление грунта и пустых пород, которые покрывают полезное ископаемое. Вскрышным работам предшествует разведочное бурение.
Транспортирование угля происходит при помощи конвейера – ленты из резины или брезента до 120 см шириной. В карьерах такие линии оборудуются при больших роторных экскаваторах.
Большая часть месторождений твердых ископаемых разрабатывается при помощи карьеров и шахт, а также буровых скважин, способом перевода твердых ископаемых в другое состояние. Открытым способом добываются практически все нерудные породы, каменные и бурые угли, металлические руды, а также нефтенасыщенные пески. Этим методом, естественно, нельзя добывать нефть, газ, подземные воды и рассолы – их получают с использованием буровых скважин и шахт.
Мировой объем добычи карьерным способом
Добыча угля карьерным методом составляет 65 % от общего объема угледобычи, и доля его имеет тенденцию постепенно увеличиваться. За будущее десятилетие она предположительно повысится еще на 10 %. В РФ угледобыча таким способом возросла со 167 до 253,9 тонн за период с 2000 до 2014 года.
Общемировая добыча железной руды превышает 1 млрд. тонн.
Рейтинг стран по добыче руды (в млн. тонн):
- Китай – 250;
- Бразилия – 185;
- Австралия – 140;
- Россия – 78;
- США – 60;
- Индия – 60.
В больших масштабах разработка месторождений железной руды проводится также в ЮАР и Канаде.
Основным сырьем для производства алюминия являются бокситы. Их много во влажных субтропиках и тропиках, что связано с естественными процессами выветривания горных пород.
По масштабам добычи лидирует Австралия – 42,6, ее основные районы, в которых ведется разработка – Север Квинсленда и Западная Австралия. В США открытым способом бокситы добывают в Арканзасе, Алабаме и Джорджии, годовой объем при этом – около 35 тыс. тонн. В РФ бокситы в основном встречаются на Урале.
Месторождения меди находятся в основном в США, Канаде, Перу и Чили, Замбии, Конго, РФ.
Лидеры по добыче меди (млн. тонн):
- Чили – 2,5;
- США – 1,89;
- Канада – 730;
- Индонезия – 460;
- Перу – 405;
- Австралия – 394;
- Польша – 384;
- Замбия – 342;
- Россия – 330.
Добыча меди является основной отраслью горнодобывающей промышленности Чили, там находится примерно 22% всех запасов медной руды в мире. Основная масса медной руды добывается на месторождении Чукикамата.
В США добычей медной руды карьерным методом занимаются в Нью-Мексико, Юте, Монтане, Аризоне и Мичигане. На величайшем руднике Бингем-Каньон получают в сутки 77 тыс. тонн медной руды.
Общий мировой объем добычи золота составляет 2200 тонн.
Лидеры по добыче золота (тонн):
- ЮАР – 522;
- США – 329.
Самым старым и глубоким рудником по добыче золота в США является Хоумстейк в Южной Дакоте. Там золотодобыча ведется более ста лет. Основные районы золотодобычи в США находятся в Монтане, Неваде, Южной Каролине и Калифорнии. Иманирование, как новый метод экстракции золота, делает прибыльными даже большинство скудных месторождений.
За все время существования золотодобычи в США золото добывалось на 12 крупных приисках, (основная часть из них находится на Аляске), 420 рудниках жильных месторождений на западе и в мелких россыпях на Аляске.
За прошедший год добыча золота в России увеличилась в разы. Основными районами с большим запасом желтого металла являются Кемеровский регион и Красноярский край.
Серебро извлекается из сульфида свинца, обычно попутно. Месторождения последнего в основном жильные.
Лидеры по добыче серебра (в тоннах):
- Мексика – 2323;
- Перу – 1910;
- США – 1550;
- Канада – 1207;
- Чили – 1042.
