Открытый способ добычи железной руды и мела - карьер

Титул

Содержание

Введение………………………………………………………………………2

1. Открытый способ добычи железной руды и мела - карьер ..............3

2. Карьеры Белгородской области:………………………………………..11

2.1.«Лебединский горно-обогатительный комбинат» (Лебединский ГОК) ........................................................ 11

2.2. Карьер «Зеленая поляна» ……………………………………………15

Заключение.......................................................................................................16

Список использованной литературы...........................................................17

Приложения........................................................................................ 18

Введение

На протяжении долгого пути своей истории человек сначала использовал легко доступные материалы для строительства своих жилищ, для изготовления предметов быта – глину, песок и другие минералы. Прошли многие века, прежде чем он смог превратить некоторые из них в бетон, керамику и стекло, металлы и сплавы. Это привело к коренным изменениям в труде и быте человека. Применение железа человеком началось в 5-3 тысячелетиях до н.э., когда люди начали подбирать метеориты и делать из них орудия труда, охоты и украшения. В 1 тысячелетии до н.э. начали выплавлять железо из руд. А двадцатый век был назван «железным», ведь в настоящее время без применения железа и мела невозможно развитие важнейших отраслей науки и техники.

Открытый способ добычи железной руды и мела - карьер

Всего в мире ежегодно добывается около 1 млрд. т железной руды. По этому показателю Россия занимает 3-е место после Китая (210 млн. т) и Австралии (155 млн.т). Рудное сырье в России добывается как методом открытых разработок, так и подземным способом - из шахт. Открытый способ со строительством карьера является доминирующим – с его помощью добывается около 90% всей железной руды. Это объясняется экстенсивным вариантом развития железорудной промышленности – добывалось в первую очередь то, что лежало на поверхности. Когда же глубина карьера становилась критичной, то переходили к шахтному методу (или комбинировали открытый и подземный способы добычи). Открытая добыча более дешевая, сопряжена с меньшими потерями сырья, однако экологически более опасна, связана с нарушением больших земельных площадей (примерно в десятикратном размере превышающем потери земли при шахтной добыче на единицу ресурса) и образованием большего объема отходов пустой породы.
Карьер - горное предприятие по 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 начала 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 горных работ на больших глубинах отличается рядом особенностей. Большая специфика характерна и для карьеров, действующих на больших высотах в горах. 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 основные грузопотоки в карьере, во многом определяющие его облик и технологические особенности. Современный карьер - высокомеханизированное предприятие, 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 массой до 100-130 т. Широко распространяются гидравлические прямые мехлопаты с ковшами вместимостью 10-38 м³. 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. Глубина карьера, выражаемая расстоянием по вертикали от его подошвы до уровня земной поверхности, обычно доходит до 100— 200 м, как исключение — до 600 м и более; ширина карьерного поля, определяемая по падению залежи, зависит от угла падения и глубины разработки; длина поля бывает от нескольких сот м до 4—5 км. Для доступа к месторождению с поверхности или к отд. горизонтам проводят траншеи — открытые горные выработки трапецеидального сечения и значительной по сравнению с глубиной и шириной длины. В зависимости от устойчивости пород углы откоса траншей бывают от 30° до 70°. При разработке карьера месторождение разделяется на отд. уступообразные слои — горизонты, ограничиваемые по вертикали верхней и нижней площадками, на которых размещаются добычные, транспортные и др. механизмы; горизонты обозначаются абсолютными топографическими отметками. Поверхность горной выработки, перемещающаяся в процессе горных работ, наз. забоем, который в зависимости от направления работ бывает торцовым или фронтальным.

Основные производственно-технические элементы карьера: уступы, заходки, блоки. Уступ - слой пустых пород или полезного ископаемого, имеющий ступенеобразную рабочую поверхность, отрабатываемый забоем с двумя или тремя обнаженными плоскостями и имеющий самостоятельные средства отбойки, погрузки и транспортирования; иногда уступ разделяется по высоте на поду ступы, выемка которых производится самостоятельными средствами добычи, но обслуживается общим для всего уступа транспортом. Заходка — отд. лентообразная полоса отработки горизонтального слоя породы или полезного ископаемого. Блок или пай заходки — выделенная по длине часть заходки, разрабатываемая одним выемочным механизмом. Наибольшая производительность добычных механизмов при наименьших затратах на буровзрывные и транспортные работы, а также безопасность ведения работ обеспечиваются при оптимальной высоте уступа. С начала организации карьера в нем производятся: подготовка территории (удаление лесного или кустарникового покрова, осушение болот, отвод рек, перенос дорог и т. д.); осушение карьерного поля и ограждение его от притока поверхностных вод; горно-капитальные работы (проведение капитальных траншей для транспортных коммуникаций, и разрезных — для создания фронта вскрышных и очистных работ); капитальная вскрыша — первичное обнажение; вскрышные работы (последовательное, постоянно опережающее добычные работы обнажение полезного ископаемого во время его разработки) и собственно добычные работы. Основные производств, процессы в карьере: отбойка и выемочно-погрузочные работы, транспортировка карьерных грузов и отвальные работы. Отбойка и выемочные работы производятся с целью отделения пород вскрыши или ископаемого от массива с одновременным разрыхлением или раздроблением. На карьере отбойка крепких горных производится буровзрывными способами или камнерезными машинами, выемка мягких и сыпучих пород — экскаваторами.

Перемещение карьерных грузов - один из главных производственных процессов в технологии открытой добычи полезных ископаемых. Основной карьерный груз — горная масса (полезное ископаемое или пустые породы), начальный пункт — забой, конечный — место разгрузки (отвалы для пустых пород, некондиционных руд и приёмные бункера погрузочных станций, дробильные, обогатительные, агломерационные, брикетные фабрики, временные или постоянные склады — для полезного ископаемого).
Особенностями карьерного транспортаявляются большие объёмы перевозок (например, при расстоянии до 15—20 км на карьерах перемещается от нескольких десятков тыс. до десятков млн. тонн грузов в год), а также односторонняя направленность перемещения от забоев к пунктам приёма грузов, большие уклоны на трассе, нестационарность пунктов погрузки горной массы и пунктов приёма пустых пород.
Карьерный транспорт — связующее звено всех технологических процессов разработки горных пород в карьере; на него приходится около половины всех трудовых и стоимостных затрат на добычу полезного ископаемого.
Все виды карьерного транспортаделятся на две группы: транспорт прерывного действия — железнодорожный, автомобильный - скиповые подъёмники, кабельные краны и т.д. и непрерывного действия — конвейерный - подвесные канатные дороги, трубопроводный- (гидравлический и пневматический), гравитационный (по рудоскатам и рудоспускам), транспортно-отвальные мосты, перегружатели и отвалообразователи. Вследствие изменяющихся условий как в глубоких, так и в нагорных карьерах широко применяют комбинации различных видов транспорта (например, автомобильный и ж.-д., автомобильный и конвейерный или скиповой и т.д.). В этом случае каждый вид транспорта в наиболее благоприятных для него условиях эксплуатации обеспечивает наивысшие технико-экономические показатели (например, автомобильный — в забойной части, скиповой — при доставке горной массы с нижних горизонтов на поверхность карьера, железнодорожный — на поверхности карьера). Помимо рассмотренных транспортных средств, перемещение горной массы в карьерах может производиться выемочно-транспортирующими машинами (скреперами, погрузчиками, бульдозерами) и выемочными машинами (экскаваторами-драглайнами и механическими лопатами, с большими рабочими параметрами). Наиболее перспективное средство карьерный транспорт — конвейеры, которые преимущественно применяются при разработке мягких горных пород и обеспечивают поточное производство горных работ и полную автоматизацию процессов перемещения.
Автомобильный карьерный транспорт совершенствуется в направлении увеличения грузоподъёмности, снижения массы тары, улучшения манёвренности и скоростных качеств, повышения экономичности (за счёт применения электропривода, газотурбинных двигателей, аккумуляторных батарей и топливных элементов, лёгких сплавов и пластмасс); железнодорожный карьерный транспорт — по пути увеличения массы составов, преодоления составами больших уклонов, улучшения тормозных качеств (внедрение высокого напряжения постоянного и переменного тока, дизель-электрических и турбинных двигателей, электромагнитных и др. видов тормозов); конвейерный карьерный транспорт приспосабливается для транспортирования скальных пород, увеличиваются углы его наклона и изгибаемость конвейерных линий, повышается скорость движения ленты, прочность лент (за счёт применения высокопрочных лент, стальных, пластмассовых и др. пластин, совершенствования амортизирующих устройств и пунктов перегрузки, применения поддерживающей воздушной подушки).
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. Эксплуатация карьеров постоянно усложняется ухудшением горно-геологических условий, повышением требований к качеству продукции и ее реализации, рациональному использованию недр и охране окружающей среды в целом. Все это в целом предопределяет необходимость более гибкого и эффективного подхода к освоению месторождений. Объемы и качество добываемых полезных ископаемых, эксплуатационные и капитальные затраты, прибыль и эффективность функционирования горных предприятий во многом предопределяются рациональностью применяемых технологий открытых горных работ и прежде всего ее основных процессов. На сегодняшний день сложилась острая необходимость в обеспечении перехода от совершенствования отдельных технологических параметров открытой разработки к разработке принципиально новых технологий, в том числе и поточных, позволяющих коренным образом повысить технологические, экологические и экономические показатели открытых горных работ. Высокоэффективная открытая добыча и переработка комплексных железосодержащих руд и освоение рудных месторождений скального типа в целом достижимы на основе научно-технического обоснования, разработки и широкого промышленного применения прогрессивной технологии освоения, базирующейся на компактном технологическом комплексе, включающем рациональные методы взрывного разрушения горных пород с использованием локально-мобильного укрытия, глубоко избирательную раздельную выемку и внутрикарьерную переработку кондиционной рудной массы с использованием мобильных подготовительно-обогатительных комплексов и агрегатов. Эффективное разрушение комплексных руд скального и полускального типов (при использовании на карьерах компактного горнообогатительного технологического комплекса) достигаются применением рациональных методов и параметров управляемого взрывания горизонтальных зарядов малого и весьма малого диаметра под локально-мобильным укрытием.

В течении последних десятилетий практически во всех отраслях горнодобывающей промышленности, в силу истощения минерально-сырьевой базы, постоянно, на 1,5-2, 5% в год, снижалось содержание полезных компонентов (металлов) в добываемых полезных ископаемых, и как следствие этого -увеличивались эксплуатационные и капитальные затраты на их добычу и переработку, значительно возросло отрицательное воздействие горных работ на окружающую 5 среду, а отходы из добытого полезного ископаемого достигли уровня 93-97% .

В этих условиях возникает необходимость уменьшения параметров и единичной мощности добычного и бурового оборудования. Возрастают требования к его мобильности при сохранении высокой производительности, позволяющие иметь необходимый маневр техники при отработке нескольких участков одного месторождения с разными содержаниями полезного компонента, или последовательной отработки нескольких мелких месторождений или параллельной отработки сближенных участков одного месторождения.

комплекс ЦПТ приобретает в результате:
- транспортирования конвейерами не одного, а попеременно нескольких сортов горной массы, что позволяет формировать грузопотоки с различными потребительскими свойствами в зависимости от ситуации в забое;
- использования грохотильных, грохотильно-дробильных и дробильных перегрузочных пунктов, что позволяет формировать грузопотоки с различным гранулометрическим составом горной массы;
- применения промежуточных догрузочных складов с разными сортами горной массы, обеспечивающих накопление и догрузку комплекса требуемыми сортами горной массы в междусменные и обеденные перерывы; применения выносных конвейеров, позволяющих размещать перегрузочные пункты непосредственно в зонах интенсивного ведения работ;
- использования модульных перегрузочных пунктов, что позволяет оперативно переносить их вместо интенсивного ведения работ.

2. Карьеры Белгородской области:

2.1.«Лебединский горно-обогатительный комбинат» (Лебединский ГОК)

Главным минеральным богатством Белгородской области являются железные руды. Наш регион входит в территорию Курской магнитной аномалии — самого мощного в мире железорудного бассейна. В настоящее время границы простирания залежей железных руд КМА охватывают площадь размером свыше 160 тыс. км² , захватывая территории девяти областей Центра и Юга страны. Крупнейшее предприятие Курской магнитной анамалии — «Лебединский горно-обогатительный комбинат» (Лебединский ГОК), который находится в Белгородской области. Добыча железной руды ведется здесь карьерным способом.

Лебединский ГОК входит в состав холдинга «Металлоинвеста» и является крупнейшим в России предприятием по добыче и обогащению железной руды и производству высококачественного сырья для черной металлургии. Сырьевая база комбината — уникальные по масштабам и качеству запасы железистых кварцитов. Начальным звеном технологической цепи производства железорудного сырья является карьер. Добыча руды осуществляется открытым способом при помощи взрывания, экскавации и транспортировки горной массы автомобильным и железнодорожным транспортом. Попутно добывается нерудное минеральное сырье – песок, мел, кристаллические сланцы, кварцитопесчаник, которое с помощью внутреннего железнодорожного транспорта отгружается потребителям. Также с помощью железнодорожного транспорта производится перевоз ненужной скальной и рыхлой породы на специальные отвалы, которые в последствии засыпаются землей и засаживаются облепихой. Отработке горной массы (вывозу ее из карьера) предшествует взрывная подготовка, проводимая с целью разрыхления массива горных пород. Бурение взрывных скважин осуществляется специальными буровыми станками. Скважины заполняют зарядом и по цепочке взрывают. За 1-2 секунды поочередно взрывается несколько десятков скважин. Если взорвать все одновременно, то сила детонации будет сравнима с землетрясением. Отработка железистых кварцитов и скальной породы производится огромными экскаваторами типа «механическая лопата». Вместимость ковша такого экскаватора составляет 10 кубометров или кузов одного КАМАЗа. Рабочий вес такой машины около 400 тонн, а высота (с головным блоком стрелы) почти с пятиэтажный дом. Гусеничное ходовое устройство позволяет передвигаться на уклонах до 12 градусов. Если рядом с отработкой проходит железнодорожное полотно, экскаваторы загружают руду и породу сразу в вагоны. В случае, когда до железной дороги далеко, руду грузят сначала в карьерные самосвалы, а потом перегружают в железнодорожный транспорт на специальных перегрузочных пунктах в карьере. Кроме того, на рыхлой вскрыше (на разрыхленном взрывом массиве горных пород) применяются экскаваторы типа «драглайн», или в простонародии — «шагающие экскаваторы». В отличии от гусеничного, применение гидравлического шагающего движителя позволяет снизить нагрузку на грунт, благодаря чему масса машин может достигать сотен и даже тысяч тонн. Наибольший радиус копания такого экскаватора достигает почти 100 метров, что в пять раз больше, чем у экскаваторов «механическая лопата». Перевоз руды на обогатительную фабрику и скальной рыхлой вскрыши на отвалы производится с помощью специальных железнодорожных составов. Во главе состава стоит тяговый агрегат ОПЭ1, который специально предназначен для работы на железных дорогах открытых горных разработок и способен вытянуть из карьера груженый состав вагонов-думпкаров (грузовых вагонов для перевозки и автоматизированной выгрузки вскрышных пород). На комбинате такие поезда называют «вертушками» из-за опрокидывающегося при разгрузке кузова вагона. Размер гигантской «миски» - карьера - шириной порядка четырех километров и длинной около пяти, глубина – 450 метров. В год из карьера Лебединского ГОКа вывозится до 50-ти миллионов кубических метров горной массы, что позволяет коллективу комбината производить около трети от общероссийского объема железорудной продукции. По прогнозам специалистов запасы железной руды Лебединского месторождения составляют 11 миллиардов тонн, что гарантирует стабильную обеспеченность предприятия сырьем более чем на сто лет. Лебединский ГОК дважды занесен в книгу рекордов Гиннесса: как предприятие, разрабатывающее уникальное по запасам месторождение железной руды (20,2 миллиардов тонн), и, как предприятие, имеющее крупнейший в мире карьер по добыче негорючих полезных ископаемых. Длина железнодорожных путей на комбинате составляет около 350-ти километров (примерно, как половина расстояния от Москвы до Белгорода). Cистемы осушения карьера включает в себя водопонижающие скважины, погружные электронасосы, водосборный коллектор и внутрикарьерные дренажные устройства. Всего этого не видно со стороны, но эта система является одной из самых важных на комбинате. Если отключить дренажную систему, то весь карьер заполнится водой за 3 дня!

2.2.Меловой карьер «Зеленая поляна»,

В народном хозяйстве из нерудных ископаемых особое значение имеют богатые по своим запасам и высоким качествам месторождения мела, расположенные почти по всей территории области. Крупнейшим в области является меловой карьер «Зеленая поляна», при котором находится Белгородский комбинат строительных материалов. Данный карьер находится по отношению к Белгороду на северо- востоке на протяжении 2 км от окраины.

На территории промышленной площадки БКСМ существует три карьера: два действующих и один резервный. Добыча производится открытым способом. Карьер представляет собой котлован. Протяженность около 1,5-2 км на 900 м с востока на запад. Глубина котлована 80-100 м.полезные ископаемые отличаются по цвету, породы находящиеся над мелом называются вскрышными. На вскрышные породы приходится 4 выступа. Прежде чем добраться до меловых пород снимается три слоя земляных пород. Разрабатывается тремя уступами: верхний, средний и нижний . Верхний слой мела разрабатывается скреберами, нижний – экскаваторами. Мощность ковша скребера – 8 м3. Разрабатываемый мел потребляет комбинат строительных материалов для получения извести. Известь идет на производство материалов автоклавного твердения, силикатного кирпича, ячеистого бетона. Отходы обжига извести используются в сельском хозяйстве для повышения плодородности почв.

Заключение

Постоянная потребность современной экономики в ресурсах железной руды и мела требует выработки экономически выгодных технологий и процессов открытой добычи выше названных полезных ископаемых. Запасы этих полезных ископаемых начали комплексно разрабатываться только в 20-м веке. Горнодобывающая отрасль в настоящее время находится на пути интенсивного развития. Задача специалистов в настоящее время добиться наиболее энергоемкого и краткосрочного процесса добычи твердых минералов. Вместе с тем стоит задача по внедрению разработок рациональной технологии открытой разработки месторождений комплексных железосодержащих руд скального типа, позволяющей значительно повысить экономическую, экологическую и социальную эффективность их освоения.

Список использованной литературы

1. Г.Н. Григорьев «География Белгородской области»./ БГУ .1996г

2. Ю.М. Баженов «Технология производства строительных материалов»:учебник для вузов.-М.:Стройиздат,1990.-425с.

3. Н.И. Зощук «Скальные породы Курской магнитной аномалии- сырье для строительных материалов».-М. Стройиздат,1986г.

4. Ю.М. Баженов «Технология бетона»:учебное пособие для вузов.-М.: 1990 г.

5.Ворошилин И. Р., Механизация горных работ, Свердловск—М., 1952

6. Мельников Н. В., Справочник инженера и техника по открытым горным работам,4 изд., М,, 1961

7. Шешко Е. Ф., Открытая разработка месторождений полезных ископаемых, 3 изд., М., 1957;

Приложения

Приложение № 1

Карьер Лебединского ГОКа

Приложение № 2

Карьерный транспорт

Приложение № 3

Железнодорожные пути в карьере

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: