Для чего роют карьеры
Карьер
Угольный карьер называется угольным разрезом.
Как шахте выделяют шахтное поле, так карьеру выделяют горный отвод. Принцип открытой разработки заключается в том, что более мощные слои пород, покрывающих пласт полезного ископаемого, в пределах горного отвода разделяется на горизонтальные слои — уступы, которые вынимают последовательно в направлении сверху вниз с опережением нижних слоев верхними. Высота уступа зависит от прочности пород и применяемой техники и колеблется от нескольких метров до нескольких десятков метров.
Содержание
История [ править ]
Открытые горные работы известны из эпохи палеолита. Первые большие карьеры появились в связи со стройками в Древнем Египте пирамид. Позже в античном мире на карьерах в больших масштабах добывался мрамор. Расширение области применения открытого способа разработки с помощью карьеров держалось вплоть до начала ХХ века, за отсутствием высокопродуктивных машин для выемки и перемещения больших объемов вскрышных пород. На конец ХХ века открытым способом добывалось 95 % строительных горных пород, более 70 % руд, 90 % бурого и 20 % каменного угля.
Рабочая зона карьера [ править ]
Дно карьера [ править ]
Дно карьера — площадка нижнего уступа карьера (что называется также подошвой карьера). В условиях разработки крутых и наклонных тел полезных ископаемых минимальные размеры подошвы карьера определяются с учетом условий безопасной выемки и нагрузки горных пород из последнего уступа: по ширине — не менее 20 м, по длине — не менее 50-100 м.
В условиях разработки морфологически сложных залежей значительного протягивания дно карьера может иметь ступенчатую форму.
Глубина карьера [ править ]
Глубина карьера — расстояние по вертикали между уровнем земной поверхности и дном карьера или расстояние от верхнего контура карьера к нижнему. Различают проектную, конечную и предельную глубину карьера См. глубокий карьер.
Предельный контур карьера [ править ]
Предельный контур карьера — контур на период его погашения, то есть прекращения работ по выемке полезного ископаемого и вскрышных пород.
Технология и техника проведения [ править ]
Карьер — это система уступов (как правило, верхние — породные или вскрышные, нижние — добычные), 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, в результате чего увеличивается выработанное пространство. Во время вскрышных работ покрывающие породы перемещают в отвалы, которые иногда размещают в выработанном пространстве. При глубине карьеров до 100 м с крепкими содержащими породами в себестоимости 1 м³ вскрыши до 25-30 % занимают буровзрывные работы, 12-16 % — экскавация, 35-40 % — транспорт и 10-15 % — строительство самого карьера. С увеличением глубины часть расходов на транспорт увеличивается до 60-70 %. Для бурения взрывных скважин в карьерах применяют тяжелые буровые станки массой до 100—130 т (типа СБШ-250) и легкие буровые станки. Основным типом взрывчатых веществ являются гранулированные аммиачно-селитренные гранулиты, граммониты (смесь селитры с тротилом) и водонаполненные (в обводненных скважинах). Основное выемочно-погрузочное оборудование при добыче угля и руды — электрические экскаваторы с канатным приводом и ковшом вместимостью 15-30 м³ при длине стрелы до 26 м. Одновременно очень распространены гидравлические прямые мехлопаты с ковшами вместимостью 10-38 м³. Используются одноковшовые погрузчики с ковшами вместимостью 4-20 м³. На вскрышных работах внедряются все более мощные мехлопаты и драглайны (напр., применяется вскрышная мехлопата массой 12 тыс.т с ковшом вместимостью 135 м³ при мощности привода 22 тыс. квт и драглайн массой 12 тыс.квт и драглайн массой 12 тыс.т с ковшем вместимостью 168 м³ при длине стрелы 92 м).
Поточная технология на карьерах достигается применением роторных экскаваторов (при диаметром ротора 22 м и ковшах вместимостью 6,6 м³ суточная производительность машины до 240 тыс. м³). На карьерах средней и малой мощности высокую эффективность показывают компактные роторные экскаваторы с уменьшенными рабочими параметрами.
Автосамосвалы грузоподъемностью 100—155 т — распространенное средство транспорта благодаря их маневренности, возможности преодолевать крутые склоны. Эксплуатируются и 200—300-тонные самосвалы. Для транспортировки горной массы из из карьеров применяют железнодорожные тяговые агрегаты сцепной массой 360 т, думпкары грузоподъемностью до 180 т. Применяют самоходные карьерные дробилки на гусеничном и колесном ходу с массой до 600 т и производительностью 5 тыс. т. в год. Использование в карьерах дробильных агрегатов позволяет перейти к более широкому использованию конвейерных систем.
Наибольший карьер на Украине — Ингулецкий (до 34,8 млн.т руды на год).
Подвигание фронта работ в карьере [ править ]
Подвигание фронта работ в карьере — один из показателей интенсивности разработки месторождения; характеризуется скоростью, то есть расстоянием перемещения фронта горных работ, выраженным в метрах за единицу времени (по большей части — за год). Зависит от масштаба работ, вида и конструкции погрузочного и транспортного оборудования, которое применяется, способа перемещения фронта горных работ и высоты уступов, которые отрабатываются. Различают веерное, равнобежное и смешанное.
Подвигание веерное — перемещение фронта горных работ при разработке карьерного поля (его части ли) округлой формы, что характеризуется большей скоростью подвигания отделенных от поворотного пункта участков фронта (перемещение фронта в плане «веером», «по вееру»). Подвигание фронта равнобежное — перемещение фронта горных работ параллельно одной из осей карьерного поля от одной его граници к другой или с промежуточного положения до контуров.
Подвигание фронта смешанное — комбинация разных схем подвигания фронта горных работ, например, равнобежного и веерного.
Что такое карьер? Технология добычи полезных ископаемых открытым способом
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.
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.
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:
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.
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.
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.
Как карьеры разрушают природный ландшафт
«Пустыни» Нижегородской области
Автор: Ксения Лашкова, студентка 1 курса ИФИЖ ННГУ
Выезжая за пределы города, хочется увидеть пейзажи, нетронутые человеком: леса, реки, зеленые поля. Однако природы в ее первозданном виде остается все меньше и меньше, а виной тому — деятельность людей. Сложно получить эстетическое удовольствие, когда рядом с березовой рощей или озером соседствует карьер, превращающий территорию вокруг себя в безжизненную зону.
Добыча полезных ископаемых ведется во многих районах Нижегородской области: регион обладает обширной сырьевой базой. В основном, добываются материалы, необходимые для строительства: руды (титан и цирконий), пески, глина, карбонатные породы. Крупнейшие карьеры — это Ардатовский, Слизневский, Гарский и Волжский.
Для извлечения полезных ископаемых из недр земли ведутся раскопочные работы, которые не только визуально портят природный ландшафт, но и разрушают экосистемы. Разработанные месторождения оставляют после себя пустынные территории, которые удручают своим безжизненным видом. Такое масштабное вмешательство в верхний слой литосферы имеет целый ряд последствий, которые сложно ликвидировать. В первую очередь, при создании карьера вырубаются деревья. Иногда уничтожаются огромные территории лесных массивов, например, в деревне Майморы была проведена массовая вырубка деревьев для добычи песка.
Вся территория, на которой производится разработка месторождения, очищается от любой растительности, поэтому почвенный покров подвергается эрозии (разрушению наиболее плодородных слоев земли). Также в ходе работы на карьере создаются отвалы, которые являются источником вредных выбросов. Косвенные влияния разработки карьеров также велики: это и вибрация от использования тяжелого оборудования, и загрязнение воздуха из-за эксплуатации крупногабаритных машин, и образование оврагов.
В Дальнеконстантиновском районе Нижегородской области добыча песка ведется сразу в нескольких карьерах, и не всегда разработка месторождений происходит легально. Раньше деревню Зубаниха можно было назвать тихим и живописным местом: небольшая рощица, зелёное поле, неглубокая речка неподалёку. Так было до тех пор, пока рядом с деревней не начали добывать песок: карьер превратил природный уголок в «пустыню» без растений и деревьев. Достаточно сравнить фотографии до начала разработки месторождения и после, чтобы убедиться, как человек меняет естественный ландшафт.
Карьер огорожен металлическим забором, повсюду расклеены надписи «вход строго воспрещен!».
Отвал всего. Зачем тысячи российских туристов едут на карьеры и рудники?
В последние годы в России поняли, что в туристические объекты можно превращать не только побережья или природные парки, но и огромные промышленные объекты — заброшенные и действующие карьеры, рудники и отвалы. Россиян там ждут бездонные разрезы, где добывают алмазы и руду, живописные холмы из миллионов тонн грунта, а также расщелины, наполненные водой фантастического цвета. «Лента.ру» собрала девять (с половиной) таких объектов. Однако предупреждаем — не все из них приспособлены для туристов, а некоторые и вовсе могут быть опасны!
Кондуки, Тульская область
Кондуки, или Романцевские горы, — один из самых известных в России примеров ландшафта, который создан руками человека (и ковшами его грейдеров). Прежде здесь были Ушаковские карьеры Подмосковного угольного бассейна — уголь добывали до 1996 года, а породу сваливали в кучи. Так появились горы высотой до 40 метров, а карьеры глубиной до 80 метров заполнила вода, которая окрасилась в ярко-голубой цвет, который при удачном освещении приобретает бирюзовый оттенок.
Кондуки. Фото: Юлий Ахромеев / РИА Новости
Получился фантастический, инопланетный пейзаж посреди русской степи, которая с вершин Романцевских гор просматривается на многие километры. Вскоре здесь решили разбить рекреационный комплекс, территория стала особо охраняемой, начались работы по укреплению обрывов, появилась огромная надпись «Кондуки». Проехать к комплексу можно на любой машине — к ней ведет сносная дорога.
Белый колодец, Воронежская область
Это одновременно и похожее, и непохожее на Кондуки место. Тут добывали глину, и та часть, где выработка прекратилась, оказалась затоплена водой. Если смотреть изнутри, Белый колодец немного похож на Гранд-Каньон в США, с той разницей, что стены этого каньона белые — отсюда и название. Низина сильно заросла камышом и облепихой.
Фото: Олег Харсеев / Коммерсантъ
Территория колодца хорошо обустроена и обжита — въезд туда платный, есть пляж, можно купаться и ловить рыбу, остановиться в кемпинге, перекусить шашлыком в местном кафе или провести корпоратив. Также здесь проводят музыкальные фестивали и другие культурные и спортивные события.
Карьер «Мир», Якутия
Кимберлитовая трубка «Мир» — самое известное месторождение алмазов в России. Выглядит карьер как огромная, радиусом 1,2 километра, воронка, стремительно уходящая куда-то в глубь земли. На краю этой пропасти стоит город Мирный — «алмазная столица» России. Однако добычу драгоценных камней открытым способом здесь прекратили в 2001 году, какое-то время их еще искали под землей, пока в 2017 году не случилась авария и рудник не затопило водой.
Алмазоносная кимберлитовая трубка «Мир»
Фото: Сергей Субботин / РИА Новости
С тех пор «Мир» законсервирован, решения, что будет с ним дальше, пока нет. Колоссального размера воронка обнесена забором, туристы и блогеры могут посмотреть на нее лишь издалека.
Карьер Михайловского ГОКа, Курская область
Железногорск находится посередине между Курском и Орлом, до каждого из этих городов около сотни километров. Это самое большое в мире рудное месторождение, часть Курской магнитной аномалии, а карьер Михайловского ГОКа (компания «Металлоинвест») так огромен, что в нем практически не разглядеть гигантские «БелАЗы» — 5,9 километра в длину и 2,6 километра в ширину. Максимальная глубина карьера — около 380 метров, это куда больше, чем небоскребы «Москва-Сити».
Карьер Михайловского ГОКа
Фото: пресс-служба «Металлоинвеста»
Раньше посмотреть на карьер приезжали жители окрестных городов и редкие путешественники издалека, но в сентябре на предприятии открыли официальные маршруты для промышленного туризма — с экскурсиями по самому карьеру и фабрикам, художественной выставкой и «обедом горняка».
Рускеала, Карелия
Рускеала — это каменоломня на севере России, которую начали разрабатывать еще при Екатерине II, в 1765 году. Добывали здесь разноцветный мрамор (например, тот, которым облицован Исаакиевский собор в Петербурге), причем никаких отбойных молотков и другой сложной техники тогда, конечно, не было, поэтому делали это с помощью взрывов. Так появился карьер протяженностью почти полкилометра, от глаз скрыты несколько километров тоннелей и штолен, которые во второй половине XX века оказались затоплены.
Фото: Руслан Шамуков / ТАСС
Теперь Рускеала признана памятником истории и объектом культурного наследия, а вокруг каменоломни разбит туристический комплекс. С 2019 года туда ходит ретропоезд на паровой тяге «Рускеальский экспресс». В карьере снимают кино и проводят фестивали.
«Русские Мальдивы», Новосибирская область
Неподалеку от Новосибирска находится золоотвал ТЭЦ-5, который пару лет назад стал звездой соцсетей — местные жители и туристы хлынули в затопленный отвал, чтобы сделать фотографии в ярко-голубой воде. Это место прозвали «Русскими Мальдивами», оно было столь популярно, что властям пришлось принять меры — вода в золоотвале агрессивна по своему составу. Цвет же дают зола и шлак, которые остаются после сжигания угля на ТЭЦ.
Фото: Александр Кряжев / РИА Новости
Вопрос, как сделать отвал туристическим объектом, обсуждался, там хотели сделать беседки и фотозоны, но пока это решение не принято.
Карьер в Сычеве, Московская область
Это место называют Подмосковными дюнами и сравнивают с Кондуками. Огромный карьер (хоть и не такой глубокий, как конкуренты) находится неподалеку от Волоколамска. Если найти хороший ракурс и подгадать с погодой — там можно устроить фотосессию в пустынном антураже или покататься по дюнам на ледянках, а то и на сноубордах.
Фото: Ukususha / Depositphotos
Впрочем, Сычево — действующий карьер, где добывают песок и гравий, поэтому посетителей там не жалуют, а машину потом придется долго отмывать от пыли, которую поднимают огромные самосвалы.
Фосфогипсовая гора, Московская область
Еще одно живописное место под Москвой — белая гора, что в шести километрах от Воскресенска. На самом деле это утрамбованная насыпь из фосфогипса, который появился в результате работы Воскресенского завода минеральных удобрений.
Гора из фосфогипса
Фото: bbsferrari / Depositphotos
Фосфогипс — побочный продукт производства удобрений с помощью фосфатной руды и серной кислоты, но в отличие от них он безопасен.
Издалека насыпь выглядит как покрытое снегом причудливое горное плато, а если оказаться вблизи — можно увидеть нечто напоминающее солевые поля, как в Турции или Вьетнаме.
Шипуновский мраморный карьер, Новосибирская область
Этот карьер — не такой огромный, как конкуренты, но его причудливая форма точно понравится промышленным туристам и любителям заброшек. Выглядит он как ступени амфитеатра, дно которого заполнено водой.
Шипуновский мраморный карьер
P.S.: Кольская сверхглубокая скважина, Мурманская область
Кольская сверхглубокая — самый глубокий шрам, который оставили на теле планеты люди. Окутанная городскими легендами о докопавшихся до ада ученых, скважина уходит вглубь на более чем 12 километров.
Устье Кольской сверхглубокой скважины в 2012 году
Однако зрелище она представляет собой печальное и находится буквально на краю земли, на режимной территории, куда нужно заранее оформлять пропуск. Тем не менее желающие прикоснуться к истории все еще встречаются, но ждет их лишь металлическая заглушка посреди руин некогда передового экспериментального бурового комплекса.
Что такое карьер. Какие бывают карьеры
Карьер ( разрез )— совокупность выемок в земной коре, образованных при добыче полезного ископаемого открытым способом; горное предприятие по добыче полезных ископаемых открытым способом.
В широком смысле карьер – это громадная вырытая в земной поверхности скважина. Карьеры образуются, когда из земли огромными или раздробленными кусками вынимают породу, и бывают они разными.
Дно карьера
Дно карьера
Дном карьера является площадка нижнего уступа карьера (что называется также подошвой карьера). В условиях разработки крутых и наклонных тел полезных ископаемых минимальные размеры дна карьера определяются с учетом условий безопасного вынимания и нагрузки горных пород из последнего уступа: по ширине — не меньше 20 м, по длине — не меньше 50-100 м.
В условиях разработки морфологически сложных залежей значительного протягивания дно карьера может иметь ступенчатую форму.
Глубина карьера
Глубина карьера
Глубина карьера — это расстояние по вертикали между уровнем земной поверхности и дном карьера, или расстояние от верхнего контура карьера к нижнему. Различают проектную, конечную и предельную глубину карьера.
Карьер представляет собой систему уступов (как правило, верхние — породные или вскрышные, нижние — добычные), которые постоянно подвигаются, обеспечивая выемку горной массы в контурах карьерного поля.
Взрывы
Взрыв на карьере
Заканчивают работу, соединяют провода в гирлянду. Проверяют контур на отсутствие обрывов.
Виды карьеров
Карьер
Продукция карьеров
На гранитных карьерах добывают и производят щебень гранитный, отсев гранитный, бутовый камень.
На песочных карьерах: песок строительный, песок овражный, песок карьерный.
На известняковых карьерах: щебень известняковый, мука известняковая, гипсовый щебень.
На андезитовых карьерах: щебень андезитовый, камень бутовый, камень бутовый тонкоколотый.
На цеолитовых карьерах: щебень цеолитовый, цеолит природный дробленый.
Рекомендуем почитать:
