19.2. ОСОБЕННОСТИ, ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ ОТКРЫТОГО СПОСОБА РАЗРАБОТКИ
По сравнению с подземным способом разработки открытый способ характеризуется
следующими особенностями:
необходимостью удаления из карьера (или перемещения в его контуре)
значительных объемов вскрышных пород, причем затраты на их разработку
составляют основную часть общих затрат на добычу полезного ископаемого;
необходимостью соблюдения определенной последовательности отработки слоев
(выемку нижележащего слоя горных пород можно начинать только с некоторым
отставанием во времени от начала выемки вышележащего слоя);
практически неограниченной возможностью создания и использования
высокопроизводительного крупногабаритного
горного и транспортного оборудования, способного
обеспечить высокие технико-экономические показатели работы.
К основным достоинствам открытого способа разработки относятся следующие:
возможность обеспечения высокого уровня комплексной механизации и
автоматизации горных работ, что обеспечивает высокую производительность
труда и меньшие затраты на добычу полезного ископаемого;
более безопасные и комфортные условия труда; более полное извлечение
полезного ископаемого; меньшие удельные капитальные затраты на строительство
горного предприятия.
Основные недостатки открытого способа — некоторая зависимость от
климатических условий; необходимость временного отчуждения значительных
площадей земли; нарушение водного баланса недр.
19.3. УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ
При современном уровне развития технологии, механизации и организации
открытых горных работ возможность их применения для разработки угольных
месторождений не ограничивается ни физико-техническими характеристиками
вскрышных пород и полезного ископаемого, ни условиями залегания полезного
ископаемого, ни климатическими особенностями района месторождения. Однако
обоснование экономической целесообразности применения открытого способа
разработки, выбор технологии, механизации и организации горных работ
определяются рельефом поверхности, положением залежи относительно земной
поверхности, углом падения, мощностью, формой и строением залежи,
климатическими и гидрогеологическими условиями района месторождения и др.
Рельеф поверхности оказывает влияние на выбор направления развития горных
работ, типа применяемого выемочно-погрузочного и транспортного
оборудования, способа вскрытия, места складирования вскрышных пород и др.
В зависимости от положения залежей относительно земной поверхности они могут
быть поверхностными (мощность покрывающих пород до 20—30 м), глубинными
(мощность покрывающих пород более 40 м), высотными (выше господствующего
уровня местности) и глубинно-высотными. Поверхностные залежи всегда
разрабатываются открытым способом. Выбор способа разработки глубинных и
высотных залежей требует технико-экономического обоснования.
Глубинновысотные залежи могут разрабатываться одновременно или
последовательно подземным и открытым способами.
По углу падения различают залежи пологие, наклонные и крутые. Их угол
падения соответственно равен 0—10, 10—30 и более 30°.
Мощностью залежи определяется способ ее выемки. Различают залежи большой,
средней, малой и весьма малой мощности. Пологие залежи характеризуются
вертикальной мощностью, а наклонные и крутые — горизонтальной.
По форме различают изометрические, плитообразные и трубообразные
(столбообразные) залежи. Изометрические залежи имеют примерно одинаковые во
всех направлениях размеры (массивные залежи, штоки и др.)* Плитообразные з а
л е ж и — вытянутые преимущественно в двух направлениях пласты и
пластообразные залежи относительно небольшой мощности. Трубообразные залежи
вытянуты, как правило, в одном направлении.
Форма залежей существенно влияет на форму карьерных полей. По форме и
размерам различают обширные, вытянутые и округлые карьерные поля.
Обширные карьерные поля характеризуются небольшой глубиной (до 100 м) при
больших размерах в плане (площадь карьера в плане достигает 20—30 км2). Они
свойственны для поверхностных залежей. Отношение длины карьера к его ширине
составляет не более 2:1.
Вытянутые карьерные поля имеют большие размеры по простиранию (до 4—6 км) и
значительно меньшие вкрест простирания. Такие карьеры характерны для
наклонных и крутых пластообразных залежей. Глубина карьеров до 300 м и
более.
Округлые карьерные поля имеют небольшую площадь дна и значительную глубину
(до 800 м).
По строению различают простые, сложные и рассредоточенные залежи.
Простые залежи имеют однородное строение (не содержат значительных
прослойков пустой породы и некондиционных включений), что позволяет
разрабатывать залежь на всю мощность наиболее простым валовым способом.
Сложные залежи содержат прослойки пустых пород и некондиционные включения.
Такие залежи целесообразно разрабатывать селективным (раздельным) способом.
Рассредоточенные залежи содержат полезное ископаемое в виде тел,
распределенных в массиве вмещающих пород без определенной закономерности.
Для разработки таких залежей применяют специальные методы.
19.4. ПОНЯТИЕ О КОЭФФИЦИЕНТАХ ВСКРЫШИ
Как указывалось выше, одной из особенностей открытого способа разработки
месторождений полезных ископаемых является необходимость в удалении из
карьера значительных объемов вскрышных пород.
Для количественной оценки перемещаемых объемов вскрышных пород используют
специальный показатель — коэффициент вскрыши. Коэффициент вскрыши
показывает, сколько единиц вскрышных пород необходимо переместить в границах
карьера или за его пределы, чтобы добыть единицу полезного ископаемого.
Коэффициент вскрыши выражают в объемных (м3/м3), массовых (т/т) или
смешанных (м3/т) единицах.
Значение коэффициента вскрыши во многом определяет экономичность открытых
горных работ по сравнению с подземными. При разработке угольных
месторождений этот показатель обычно не превышает 8—10 м3/м3.
Различают средний, текущий, граничный и другие виды коэффициента вскрыши.