Открытая разработка месторождений полезных ископаемых¶

Открытая разработка месторождений полезных ископаемых — это способ добычи полезных ископаемых, при котором горные породы извлекаются из недр непосредственно с земной поверхности, без проведения подземных горных выработок. Данный метод также называют открытыми горными работами или карьерной добычей. Он применяется для извлечения руд чёрных и цветных металлов, угля, строительных материалов, драгоценных камней и других полезных ископаемых, залегающих на относительно небольшой глубине.

¶Общая характеристика

Открытая разработка предполагает удаление вскрышных пород (пустых пород, покрывающих полезное ископаемое) с последующей выемкой самого полезного ископаемого. В результате формируется карьер — совокупность открытых горных выработок, имеющих форму ступенчатой воронки или котловины. Уступы карьера, как правило, имеют высоту от 5 до 30 метров, а их геометрические параметры определяются физико-механическими свойствами пород и применяемым оборудованием.

Открытый способ добычи отличается от подземного (шахтного) более высокими темпами проходки, меньшей себестоимостью добычи и лучшими условиями труда. Однако он связан с существенным нарушением земной поверхности, изменением ландшафта и требует значительных площадей для размещения отвалов вскрышных пород.

¶История

Открытая разработка — древнейший способ добычи полезных ископаемых. Первые карьеры появились ещё в эпоху неолита при добыче кремня, а позднее — меди, золота и строительного камня. В Древнем Египте открытым способом добывали камень для строительства пирамид, в античных Греции и Риме — мрамор и известняк.

В России открытые горные работы получили развитие с XVII–XVIII веков на Урале и Алтае при добыче медных и железных руд. Массовое применение открытого способа началось в XX веке с развитием мощной горной техники — экскаваторов, бульдозеров, самосвалов и драглайнов. В СССР открытым способом добывалось около 70–80 % железной руды и значительная часть угля.

¶Технология и оборудование

Технологический процесс открытой разработки включает несколько основных операций:

• Подготовка горных пород к выемке — рыхление, буровзрывные работы (для скальных пород) или механическое рыхление (для мягких и мёрзлых пород).
• Выемочно-погрузочные работы — экскавация горной массы (полезного ископаемого и вскрыши) с погрузкой в транспортные средства.
• Перемещение горной массы — транспортировка автомобилями, железнодорожным транспортом, конвейерами или гидротранспортом.
• Отвалообразование — складирование вскрышных пород в специально отведённых местах — отвалах.

Основное оборудование: карьерные экскаваторы (механические лопаты, драглайны, роторные экскаваторы), буровые станки, автосамосвалы большой грузоподъёмности (до 300–400 тонн), тепловозы и думпкары на железнодорожном транспорте, конвейерные системы.

¶Виды открытой разработки

Различают несколько разновидностей открытых горных работ:

• Карьерная разработка — наиболее распространённый вид, применяемый для добычи руд, угля и строительных материалов.
• Разрезная разработка — открытая добыча угля, при которой карьер называется разрезом.
• Россыпная разработка — добыча золота, платины, олова и других ценных минералов из россыпных месторождений (песков, галечников) с применением драг, гидромониторов и земснарядов.
• Строительные выемки — извлечение грунта при строительстве котлованов, каналов, дорожных выемок.

¶Преимущества и недостатки

К преимуществам открытой разработки относятся:

• высокая производительность труда и степень механизации;
• низкая себестоимость добычи по сравнению с подземным способом;
• более полное извлечение полезного ископаемого из недр;
• безопасность труда (отсутствие обвалов, газовых выбросов);
• возможность применения крупногабаритного высокопроизводительного оборудования.

Недостатки:

• значительное нарушение земель и ландшафта;
• необходимость рекультивации нарушенных земель;
• зависимость от климатических условий (осадки, ветер, морозы);
• ограниченность глубины разработки (обычно до 300–500 метров, реже до 700–800 метров);
• пылегазовое загрязнение атмосферы при взрывных работах и транспортировке.

¶Крупнейшие карьеры России

В России действуют одни из крупнейших карьеров мира. Среди них:

• Удачнинский (Якутия) — алмазный карьер глубиной около 640 метров;
• Мир (Якутия) — алмазный карьер глубиной около 525 метров;
• Бачатский (Кемеровская область) — угольный разрез;
• Коркинский (Челябинская область) — угольный разрез глубиной более 500 метров;
• Лебединский (Белгородская область) — железорудный карьер.

¶Экологические аспекты

Открытая разработка оказывает существенное воздействие на окружающую среду. Основные виды воздействия: изъятие земель, нарушение гидрогеологического режима, загрязнение воздуха пылью и газами, изменение рельефа. Для снижения негативных последствий применяются пылеподавление, водопонижение, рекультивация земель (восстановление плодородного слоя, озеленение), а также закладка выработанных пространств.

¶Источники

• Горная энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия, 1984–1991.
• Ржевский В. В. Открытые горные работы. — М.: Недра, 1985.
• Трубецкой К. Н., Галченко Ю. П. Основы горного дела. — М.: Академический проект, 2010.