Горные Карьеры. Лекции по горному делу

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

Открытый способ добычи полезных ископаемых – один из самых широко используемых в мире. Его применяют, когда залежи минералов находятся близко к поверхности Земли, при этом их просто выкапывают при помощи крупногабаритной карьерной спецтехники или извлекают посредством серий управляемых взрывов.

Это один из самых простых и дешевых способов добычи, однако, после него на поверхности остаются гигантские кратеры, которые выглядят очень завораживающе. Сегодня мы хотим показать вам фотографии десяти самых больших открытых карьеров в мире и немного рассказать о них.

10. Медный рудник Эскондида

Расположенный в чилийской пустыне Атакама, этот медный рудник состоит из двух открытых карьеров – Эскондида Пит и Эскондида Норта. Размеры - 3,9 километра в длину, 2,7 км в ширину и 645 метров в глубину. По глубине это третий карьер такого типа в мире.

9. Алмазный рудник Удачный

Этот карьер расположен в российской части Восточной Сибири и является одним из крупнейших в России. Управляемый сейчас государственной компанией АЛРОСА он был открыт в 1971 году, а закрывать его планируют в текущем, 2015 году. Но прекратится только добыча открытым способом, подземная добыча будет продолжена, поскольку по данным компании из-под земли можно извлечь еще 108 миллионов каратов алмазов.

8. Медный карьер Чукикамата

Уже более столетия расположенный близ Сантьяго, Чили медный карьер Чукикамата производит огромные количества медной руды. Он достигает 4,3 километра в длину, 3 километра в ширину и более 850 метров в глубину, что делает его вторым по глубине в мире. В 2018 году добыча открытым способом на нем прекратится и операции перенесут под землю, где еще остается 1,7 миллиарда тонн медной руды.

7. Месторождение Грасберг

Этот «Священный Грааль» среди карьеров расположен в индонезийской провинции Папуа. Он занимает второе место в мире по добыче золота и меди. Глубина его достигает 550 метров.

6. Махонинг Майн

Этот карьер интересен тем, что добыча на нем начиналась с подземных операций и лишь потом вышла на поверхность, хотя обычно все происходит наоборот. Данный железный рудник называют «Северным Большим Каньоном» и расположен он в американском штате Миннесота. Размеры – 8 километров в длину, 3,2 километра в ширину и 180 метров в глубину.

С момента открытия в 1985 году на этом карьере добыли 800 миллионов тонн железной руды и выкопали 1,4 миллиарда тонн земли на площади 8 миллионов м 2 . Он настолько гигантский, что стал национальным памятником Миннесоты.

5. Алмазный карьер Диавик

Этот канадский алмазный карьер был открыт в 2003 году и на нем добывается до 8 миллионов карат алмазов в год. В ширину он достигает размера в 7 километров. Необычно и то, что он расположен на острове Лак де Грас в Северо-Западных территориях Канады.

4. Алмазный карьер Кимберли

Этот карьер расположен в Южной Африке и принадлежит известной компании Де Бирс. Это самый большой карьер в мире, разработка которого проводилась без использования специальной техники, фактически он полностью выкопан руками. Его диаметр порядка 1,6 километра, а глубина – более 200 метров. Хотя он был закрыт еще в далеком 1914 году, но его по-прежнему продолжают посещать толпы туристов и сейчас он находится в процессе регистрации, как объект всемирного наследия ЮНЕСКО.

3. Супер-карьер Калгурли

Самый большой австралийский открытый карьер, золотой рудник Калгурли достигает 3,8 километров в длину, полтора в ширину и примерно 600 метров в глубину, что делает его третьим в нашем топе самых больших открытых карьеров мира.

2. Алмазный рудник Мир

Расположенный в Восточной Сибири, этот российский алмазный карьер работал с 1957 по 2001 год и производил в лучшие годы до 10 миллионов карат алмазов. Сейчас он закрыт, но это по-прежнему самый большой карьер в мире, выкопанный без использования взрывчатки. Его диаметр – 1,2 километра, а глубина – 525 метров.

1. Бингем-Каньон

Наш победитель, самый большой и одновременно самый глубокий открытый карьер в мире, находится в американском штате Юта, на юго-западе от Солт-Лейк-Сити. Этот гигантский карьер имеет ширину в 4 километра и глубину в 1200 метров. Открыт он еще в 1848 году для добычи медной руды и с тех пор на нем добывают в больших объемах медь, золото, серебро и молибден.

Открытым способом (с поверхности земли); по отношению к предприятию, добывающему уголь, применяют термин «разрез». Карьер представляет собой систему уступов. Верхние уступы обычно вскрышные и породные, а нижние – добычные: на них ведётся разработка полезных ископаемых, располагаются вывозные пути, организуется движение машин, перемещение буровых станков для образования взрывных скважин и т. п. При разработке пород применяются рыхлители, роторные и шагающие экскаваторы, погрузчики, дробильные агрегаты. Транспортирование полезных ископаемых и горной массы осуществляется автосамосвалами, железнодорожными составами, конвейерными системами, отвалообразователями и др. Открытый способ добычи полезных ископаемых известен с эпохи палеолита: в карьерах добывали мрамор, камень, песок и другие . В Древнем Египте первые карьеры были разработаны в связи со строительством пирамид. В кон. 20 в. этим способом добывалось до 95 % строительных горных пород, до 70 % руд, 20 % каменных углей, 90 % бурых углей. Масштабы добычи в карьерах достигают десятков миллионов тонн в год. Крупнейшие угольные и рудные карьеры с объёмом годовой добычи 20–50 и более миллионов тонн находятся в России, Канаде, Германии.

Энциклопедия «Техника». - М.: Росмэн . 2006 .

Синонимы :

Смотреть что такое "карьер" в других словарях:

- (фран. carriere). 1) самый быстрый бег лошади. 2) камнеломня, ломка, выломка, прииск. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. КАРЬЕР пустить лошадь в карьер значит скакать во весь опор. Словарь иностранных… … Словарь иностранных слов русского языка

Горнопромышленное предприятие по добыче открытым способом угля, руд и нерудных полезных ископаемых: песка, строительного камня и др. Карьер в угольной промышленности разрез. Карьер в горнорудной промышленности, иногда рудник. Карьер совокупность… … Финансовый словарь

Эксплуатационная открытая выработка значительных поперечных размеров, служащая для добычи руды, песка, строительного камня и др. Глубина его может быть незначительной (напр., при добыче песка, гравия и т. п.) или весьма значительной до 400 600 м… … Геологическая энциклопедия

Конская побежка вскачь; скачка во весь опор (Даль) См … Словарь синонимов

Толковый словарь Ушакова

1. КАРЬЕР1, карьера, мн. нет, муж. (франц. carrière) (спец.). Самый быстрый аллюр, ускоренный галоп, скачка. Пустить лошадь карьером или в карьер. Охотничья собака не должна носиться карьером. ❖ С места в карьер (разг.) сразу, без всякого… … Толковый словарь Ушакова

1. КАРЬЕР, а; м. [франц. carrière] Самый быстрый аллюр, ускоренный галоп. Пустить лошадь в к. (карьером). Мчаться во весь к. ◊ С места в карьер. Тотчас, сразу же, без приготовлений. ◁ Карьерный, ая, ое. К. аллюр. 2. КАРЬЕР, а; м. [франц.… … Энциклопедический словарь

Муж. карьера жен., франц. путь, ход, поприще жизни, службы, успехов и достижения чего. | Карьер, скачка во весь опор, во весь дух; конская побежка вскачь, слань, стелька. | Камнеломня, ломка, прилом, выломка, прииск. Толковый словарь Даля. В.И.… … Толковый словарь Даля

карьер - КАРЬЕР, а, м. Сигнал несущей. Модем не ловит карьер. Из жарг. пользователей компьютеров; от англ. Сarier … Словарь русского арго

- (франц. carriere) совокупность горных выработок, образованных при добыче полезного ископаемого открытым способом; горное предприятие по добыче полезных ископаемых открытым способом … Большой Энциклопедический словарь

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.