Entonces se destaca una carrera. adjudicación minera. El principio de la minería abierta es que las capas más gruesas de rocas estériles ubicadas en la parte superior, que cubren el mineral, dentro de la asignación de minería, se dividen en capas horizontales - repisas, que se extraen secuencialmente en la dirección de arriba hacia abajo, por delante de la capas inferiores por las superiores. La altura de la cornisa depende de la fuerza de las rocas y del equipo utilizado y oscila entre varios metros y varias decenas de metros.
Historia
La minería a cielo abierto se conoce desde la era paleolítica. Las primeras grandes carreras aparecieron en relación con la construcción de pirámides en el antiguo Egipto. Más tarde, en el mundo antiguo, el mármol se extraía a gran escala en canteras. La expansión del alcance de la minería a cielo abierto con la ayuda de canteras se mantuvo hasta el principio. del siglo XX, debido a la falta de máquinas altamente productivas para remover y mover grandes volúmenes de destape. A finales del siglo XX, el 95 % de las rocas de construcción, más del 70 % de los minerales, el 90 % de la lignito y el 20 % de la hulla se extraían en canteras.
Los principales explosivos utilizados en las canteras en la Unión Soviética en la década de 1920 fueron el amonal y las amonitas, en la década de 1930, las dinamonas, durante la Gran Guerra Patria, las oxiliquitas y las amonitas, y desde 1956 hasta la década de 1960, la igdanita.
Elementos de cantera
fondo de cantera
El fondo de la cantera es la plataforma del borde inferior de la cantera (que también se llama el fondo de la cantera). En las condiciones de desarrollo de cuerpos de minerales empinados e inclinados, las dimensiones mínimas del fondo de la cantera se determinan teniendo en cuenta las condiciones para la extracción y carga seguras de rocas desde la última repisa: en ancho, no menos de 20 m, en longitud - no menos de 50-100 m.
En las condiciones de desarrollo de depósitos morfológicamente complejos de estiramiento significativo, el fondo de la cantera puede tener una forma escalonada.
Profundidad del pozo
La profundidad del pozo es la distancia vertical entre el nivel superficie de la Tierra y el fondo de la cantera o la distancia desde el contorno superior de la cantera hasta el fondo. Distinguir diseño, profundidad final y máxima de una cantera. (Ver cantera profunda).
Las canteras más profundas del mundo alcanzan una profundidad de casi 1 km. La cantera más profunda es Bingham Canyon (Utah, EE. UU.), la cantera de Chuquicamata (Chile) tiene una profundidad de más de 850 m.
Contorno límite de cantera
El contorno límite de una cantera es el contorno de una cantera durante el período de su reembolso, es decir, la terminación del trabajo de extracción de minerales y estériles.
Tecnología y organización del trabajo en una cantera.
Una cantera es un sistema de repisas (por regla general, las superiores son de roca o grava, las inferiores son de minería), que se mueven constantemente, lo que garantiza la excavación de la masa rocosa en los contornos del campo de la cantera.
El movimiento del macizo rocoso se lleva a cabo varios tipos transporte. Los enlaces de transporte en la cantera son proporcionados por salidas permanentes o deslizantes, y con la superficie - trincheras. Durante la operación, las repisas de trabajo se mueven, lo que resulta en un aumento del espacio extraído. Durante el desbroce, la sobrecarga se traslada a vertederos, que a veces se colocan en pozos. Con una profundidad de cantera de hasta 100 m con rocas fuertes que contienen un costo de 1 m³ de estéril, hasta un 25-30 % se ocupa con perforación y voladura, 12-16 % con excavación, 35-40 % con transporte y 10 -15% por la construcción de la propia cantera. Con un aumento en la profundidad de la cantera, parte del costo del transporte aumenta al 60-70%.
zona de trabajo de cantera
El área de trabajo de una cantera es un área en la que se realizan operaciones de desmonte y minería. Se caracteriza por una combinación de salientes de sobrecarga y minería que están en operación simultáneamente. La posición del área de trabajo está determinada por las marcas de altura de los listones de trabajo y la longitud de su frente de trabajo. La zona de trabajo es una superficie que se mueve y cambia en el tiempo, dentro de la cual se realizan los trabajos de preparación y excavación del macizo rocoso. Puede cubrir uno, dos o todos los lados de la cantera. Durante la construcción de una cantera zona de trabajo, por regla general, incluye solo salientes de sobrecarga, y al final de la minería y las obras de capital, la minería. El número de destape, minería y caras de minería en el área de trabajo no se puede establecer arbitrariamente, ya que de esto depende el cumplimiento de los planes para ciertos tipos de trabajo. En el área de trabajo de una cantera, cada excavadora ocupa un área horizontal determinada durante la operación, que se caracteriza por el ancho de la plataforma de trabajo y la longitud del bloque de la excavadora.
Al desarrollar depósitos horizontales y planos de pequeño y mediano espesor, la posición de altitud de la zona de trabajo de la cantera se mantiene sin cambios. Al desarrollar depósitos inclinados y empinados, así como depósitos isométricos gruesos, la zona de trabajo disminuye gradualmente junto con un aumento en la profundidad de la cantera.
Avance del frente de trabajo en una cantera
El avance del frente de trabajo en una cantera es uno de los indicadores de la intensidad de desarrollo del campo. El avance del frente de trabajo en una cantera se caracteriza por la velocidad, es decir, la distancia de movimiento del frente de minado, expresada en metros por unidad de tiempo (en su mayor parte, por año). La velocidad depende de la escala del trabajo, el tipo y diseño del equipo de carga y transporte que se utiliza, el método de movimiento del frente minero y la altura de los salientes que se están trabajando. Los hay en abanico, isósceles y mixtos de avance del frente de trabajo en una cantera.
Avance en abanico - movimiento del frente minero durante el desarrollo de un campo de cantera (ya sea parte de él) de forma redondeada, que se caracteriza por una mayor tasa de avance de las secciones frontales separadas del punto de giro (movimiento del frente en términos de "abanico", "a lo largo del abanico").
El avance del frente es isósceles - el movimiento del frente minero paralelo a uno de los ejes del campo de cantera desde uno de sus bordes a otro o desde una posición intermedia a los contornos.
Avance delantero mixto - combinación diferentes esquemas avanzando en el frente de la minería, por ejemplo, isoswan y fan.
Profundidad de desarrollo de deformaciones en una cantera
La profundidad de desarrollo de las deformaciones en la cantera es la distancia horizontal desde la posición inicial del borde superior de la pendiente (el borde superior del contorno del pozo) hasta la última grieta, que se traza visualmente en la dirección opuesta a la dirección de movimiento de las masas desplazadas del talud.
ver también
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notas
Literatura
- Melnikov NV Manual del Ingeniero y Técnico de Minería Abierta, 4ª ed.- M., 1961.
- Rzhevsky V. V. Tecnología, mecanización y automatización de procesos mineros a cielo abierto. - M., 1966.
- Rzhevsky V. V. Tecnología y mecanización compleja de la minería a cielo abierto. - M., 1968.
- Kuleshov N. A., Anistrátov Yu. I. Tecnología de minería a cielo abierto. - M., 1968.
Enlaces
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Un extracto que caracteriza la Cantera
Bolkhovitinov contó todo y guardó silencio, esperando la orden. Tol empezó a decir algo, pero Kutuzov lo interrumpió. Quería decir algo, pero de pronto su rostro se arrugó, se arrugó; él, saludando con la mano a Tolya, se volvió en dirección opuesta, hacia la esquina roja de la choza, ennegrecida por las imágenes.- ¡Señor, mi creador! Atendiste nuestra oración... - dijo con voz temblorosa, cruzando las manos. - Rusia salvada. ¡Gracias Señor! Y lloró.
Desde el momento de esta noticia hasta el final de la campaña, toda la actividad de Kutuzov consiste solo en usar el poder, la astucia y las solicitudes para evitar que sus tropas realicen ofensivas, maniobras y enfrentamientos inútiles con un enemigo moribundo. Dokhturov va a Maloyaroslavets, pero Kutuzov duda con todo el ejército y da órdenes de despejar Kaluga, una retirada más allá de la cual le parece muy posible.
Kutuzov se retira por todas partes, pero el enemigo, sin esperar su retirada, retrocede en la dirección opuesta.
Los historiadores de Napoleón nos describen su hábil maniobra en Tarutino y Maloyaroslavets y hacen suposiciones sobre lo que habría sucedido si Napoleón hubiera logrado penetrar en las ricas provincias del mediodía.
Pero aparte del hecho de que nada impidió que Napoleón fuera a estas provincias del mediodía (ya que el ejército ruso le dio el camino), los historiadores olvidan que el ejército de Napoleón no podía ser salvado por nada, porque ya llevaba consigo las condiciones inevitables. muerte. ¿Por qué este ejército, que encontró abundante comida en Moscú y no pudo conservarla, sino que la pisoteó, este ejército, que, habiendo llegado a Smolensk, no seleccionó la comida, sino que la saqueó, por qué este ejército podría recuperarse en Kaluga? provincia, habitada por los mismos rusos que en Moscú, y con la misma propiedad del fuego para quemar lo que se enciende?
El ejército no pudo recuperarse en ninguna parte. Ella, de la batalla de Borodino y el robo de Moscú, ya llevaba consigo, por así decirlo, condiciones quimicas descomposición.
La gente de este antiguo ejército huyó con sus jefes sin saber adónde, deseando (Napoleón y todos los soldados) una sola cosa: salir personalmente lo antes posible de aquella situación desesperada, de la que, aunque poco clara, todos eran conscientes.
Solo por eso, en el consejo de Maloyaroslavets, cuando, fingiendo que ellos, los generales, estaban consultando, dando opiniones diferentes, la última opinión del soldado sencillo Mouton, quien dijo que todos pensaban que solo debían irse tan pronto como fue posible, cerró todas las bocas, y nadie, ni siquiera Napoleón, pudo decir nada en contra de esta verdad universalmente reconocida.
Pero aunque todos sabían que tenían que irse, aún quedaba la vergüenza de saber que tenían que correr. Y se necesitaba un empujón externo para superar esta vergüenza. Y este impulso vino a tiempo correcto. Era el llamado francés le Hourra de l'Empereur [aliento imperial].
Al día siguiente del concilio, Napoleón, temprano en la mañana, fingiendo querer inspeccionar las tropas y el campo de batalla pasado y futuro, con un séquito de mariscales y una escolta, cabalgó en medio de la línea de disposición de tropas. Los cosacos, husmeando sobre la presa, tropezaron con el propio emperador y casi lo atrapan. Si los cosacos no atraparon a Napoleón esta vez, entonces lo salvó lo mismo que arruinó a los franceses: la presa, en la que tanto en Tarutino como aquí, dejando a la gente, los cosacos se precipitaron. Ellos, sin prestar atención a Napoleón, corrieron hacia la presa, y Napoleón logró escapar.
Cuando les enfants du Don [hijos del Don] pudieron atrapar al propio emperador en medio de su ejército, quedó claro que no había nada más que hacer sino correr lo antes posible por el camino familiar más cercano. Napoleón, con su barriga de cuarenta años, sin sentir en sí mismo la agilidad y el coraje anteriores, entendió esta sugerencia. Y bajo la influencia del miedo, que obtuvo de los cosacos, inmediatamente estuvo de acuerdo con Mouton y dio, como dicen los historiadores, la orden de retirarse a la carretera de Smolensk.
El hecho de que Napoleón estuviera de acuerdo con Mouton y que las tropas retrocedieran no prueba que él lo ordenara, sino que las fuerzas que actuaron sobre todo el ejército, en el sentido de dirigirlo a lo largo del camino de Mozhaisk, actuaron simultáneamente sobre Napoleón.
Cuando una persona está en movimiento, siempre se le ocurre el propósito de este movimiento. Para caminar mil millas, una persona necesita pensar que hay algo bueno detrás de esas mil millas. Necesitas una visión de la tierra prometida para tener la fuerza para moverte.
La tierra prometida durante la ofensiva francesa fue Moscú, durante la retirada fue la patria. Pero la patria estaba demasiado lejos, y para una persona que camina mil millas, ciertamente debe decirse a sí mismo, olvidándose de la meta final: “Hoy vendré cuarenta millas a un lugar de descanso y alojamiento para pasar la noche”, y en la primera transición este lugar de descanso oscurece la meta final y concentra todos los deseos y esperanzas. Esas aspiraciones que se expresan en un individuo siempre se incrementan en una multitud.
Para los franceses, que retrocedieron por el antiguo camino de Smolensk, la meta última de la patria estaba demasiado lejana, y la meta más cercana, aquella a la que, en una proporción enorme, reforzándose en la multitud, aspiraban todos los deseos y esperanzas, era Smolensk. No porque la gente supiera que había muchas provisiones y tropas frescas en Smolensk, no porque se lo dijeran (al contrario, rangos más altos ejércitos y el propio Napoleón sabían que había pocas provisiones), sino porque solo esto les podía dar la fuerza para moverse y soportar verdaderas penalidades. Ellos, y los que sabían, y los que no sabían, igualmente engañándose a sí mismos, como si fueran a la tierra prometida, lucharon por Smolensk.
Saliendo a la carretera principal, los franceses con una energía asombrosa, con una velocidad inaudita, corrieron hacia su meta ficticia. Además de esta razón para el esfuerzo común, que unió a las multitudes de franceses en un todo y les dio algo de energía, había otra razón que los conectaba. La razón de esto fue su número. La enorme masa de ellos, como en la ley física de la atracción, atrajo átomos individuales de personas hacia sí. Se movían con su masa cienmilésima como un estado completo.
Cada uno de ellos quería una sola cosa: rendirse al cautiverio, deshacerse de todos los horrores y desgracias. Pero, por un lado, la fuerza del deseo común por la meta de Smolensk llevó a todos en la misma dirección; por otro lado, era imposible que un cuerpo se rindiera a una compañía y, a pesar de que los franceses aprovecharon todas las oportunidades para deshacerse de los demás y, al menor pretexto decente, entregarse al cautiverio, estos pretextos no lo hicieron. no siempre sucede. Su gran número y su movimiento cercano y rápido los privaron de esta oportunidad e hicieron no solo difícil sino imposible para los rusos detener este movimiento, al que se dirigía toda la energía de la masa de los franceses. El desgarro mecánico del cuerpo no podía acelerar el proceso de descomposición en curso más allá de un cierto límite.
Un trozo de nieve no se puede derretir instantáneamente. Hay un cierto límite de tiempo antes del cual ningún esfuerzo de calor puede derretir la nieve. Por el contrario, cuanto más calor, más fuerte es la nieve restante.
De los líderes militares rusos, nadie excepto Kutuzov entendió esto. Cuando se determinó la dirección del vuelo del ejército francés a lo largo de la carretera de Smolensk, lo que Konovnitsyn previó en la noche del 11 de octubre comenzó a hacerse realidad. Todos los mandos superiores del ejército querían distinguirse, cortar, interceptar, cautivar, derribar a los franceses, y todos exigían la ofensiva.
Solo Kutuzov usó todas sus fuerzas (estas fuerzas son muy pequeñas para cada comandante en jefe) para contrarrestar la ofensiva.
No pudo decirles lo que estamos diciendo ahora: ¿por qué luchar, y bloquear el camino, y perder a su gente, y acabar inhumanamente con los desdichados? ¿Por qué todo esto, cuando un tercio de este ejército se desvaneció de Moscú a Vyazma sin luchar? Pero él les habló, deduciendo de su sabiduría senil lo que podían entender: les habló sobre el puente dorado, y se rieron de él, lo calumniaron, lo desgarraron, lo arrojaron y fanfarronearon sobre la bestia muerta.
Cerca de Vyazma, Yermolov, Miloradovich, Platov y otros, al estar cerca de los franceses, no pudieron resistir el deseo de cortar y derrocar a dos cuerpo francés. Kutuzov, informándole de su intención, enviaron en un sobre, en lugar de un informe, una hoja de papel blanco.
Y no importa cuánto trató Kutuzov de mantener a las tropas, nuestras tropas atacaron, tratando de bloquear el camino. Los regimientos de infantería, como dicen, con música y tambores se lanzaron al ataque y golpearon y perdieron a miles de personas.
Pero cortado, nadie fue cortado o derribado. Y el ejército francés, acercándose al peligro, continuó, derritiéndose uniformemente, el mismo camino desastroso hacia Smolensk.
La batalla de Borodino, seguida de la ocupación de Moscú y la huida de los franceses, sin nuevas batallas, es uno de los fenómenos más instructivos de la historia.
Todos los historiadores están de acuerdo en que la actividad exterior de los estados y pueblos, en sus enfrentamientos entre sí, se expresa en las guerras; que directamente, como resultado de mayores o menores éxitos militares, aumenta o disminuye la fuerza política de los estados y pueblos.
No importa cuán extrañas sean las descripciones históricas de cómo un rey o emperador, después de pelear con otro emperador o rey, reunió un ejército, luchó con el ejército del enemigo, ganó una victoria, mató a tres, cinco, diez mil personas y, como resultado, resultado, conquistó el estado y todo el pueblo en varios millones; no importa cuán incomprensible por qué la derrota de un ejército, una centésima parte de todas las fuerzas del pueblo, obligó al pueblo a someterse, todos los hechos de la historia (hasta donde sabemos) confirman la validez del hecho de que mayor o menor los éxitos menores del ejército de un pueblo contra el ejército de otro pueblo son causas o, al menos según signos esenciales, de un aumento o disminución de la fuerza de los pueblos. Venció el ejército, e inmediatamente aumentaron los derechos del pueblo vencedor en detrimento del vencido. El ejército ha sufrido una derrota, e inmediatamente, según el grado de derrota, el pueblo es privado de sus derechos, y con la derrota total de su ejército, se somete por completo.
Así ha sido (según la historia) desde la antigüedad hasta el presente. Todas las guerras de Napoleón sirven como confirmación de esta regla. Según el grado de derrota de las tropas austriacas, Austria se ve privada de sus derechos y aumentan los derechos y las fuerzas de Francia. La victoria de los franceses en Jena y Auerstet destruye la existencia independiente de Prusia.
El post de hoy está dedicado a una conferencia introductoria sobre la minería de canteras.
Conceptos básicos y definiciones
Cantera - empresa minera compañía minera camino abierto(minería a cielo abierto).
Cantera - excavación en la corteza terrestre, delimitada por una superficie creada artificialmente, que es el resultado de operaciones mineras a cielo abierto.
En la práctica de la minería a cielo abierto de carbón y yacimientos aluviales, se acostumbra sustituir el término cantera por los términos sección y mina, respectivamente.
sobrecargar– excavación de las rocas que cubren el mineral para garantizar el pleno acceso al mismo. La sobrecarga se lleva a cabo en capas horizontales o ligeramente inclinadas, mientras que la superficie lateral de la cantera adquiere una forma de repisa. para la sobrecarga, los métodos de excavación o hidráulicos son los más utilizados.
repisa- parte de la superficie lateral de la cantera, que tiene forma de escalón.
Figura 1 - los elementos principales de la repisa:
1 - la plataforma superior de la repisa.
2 - la plataforma inferior de la repisa.
3 – pendiente de la cornisa.
4 - el borde superior de la repisa.
5 - el borde inferior de la repisa.
6 - la parte inferior de la repisa.
h es la altura de la repisa.
& es el ángulo de inclinación del saliente.
Plataforma de trabajo de un banco: una plataforma de un banco, en la que se encuentra el equipo principal para su desarrollo.El ancho de la plataforma de trabajo del banco excede su altura en 2-4 veces.
Una berma es un sitio donde no se realiza ningún trabajo. Hay bermas de seguridad y transporte (conexión).
Pendiente de cornisa: una superficie inclinada que limita la cornisa desde el lado de la cornisa.
Ángulo de pendiente: el ángulo formado por el plano del banco y el plano horizontal.
Cara del banco: parte de la repisa, que sirve como objeto de influencia del equipo de minería.
Características del método abierto:
la necesidad de remover volúmenes significativos de estéril de la cantera, cuyos costos de desarrollo representan la mayor parte de costos totales para la extracción de minerales;
la necesidad de cumplir con un cierto orden de elaboración de las capas: la excavación de las capas inferiores puede comenzar solo después de la extracción (excavación) de las capas superiores;
posibilidad ilimitada de utilizar equipos especiales de minería de gran tamaño y alto rendimiento que proporcionan una mecanización y automatización integral de todos los procesos productivos.
Ventajas del método abierto:
la posibilidad de proporcionar un alto nivel de automatización y mecanización de las operaciones mineras;
alta productividad laboral;
bajo costo de los minerales;
condiciones de trabajo más seguras;
extracción más completa de minerales;
menor los gastos de capital.
Desventajas del método abierto:
dependencia de algunos parámetros tecnológicos de las condiciones climáticas;
daños ambientales significativos durante las operaciones mineras.
Principales indicadores de la minería a cielo abierto:
productividad anual de una cantera en términos de minerales y estériles;
relación de extracción;
productividad laboral mensual de un trabajador en un mineral;
costos por 1 m3 de sobrecarga;
producción y costo total de un mineral;
costos de capital por 1 tonelada (1 m3) de minerales;
utilidad anual y rentabilidad de la carrera.
Para comparacion varias opciones el diseño a cielo abierto utiliza costos reducidos
Zp \u003d (C + En K) Q, frotar
donde C es el costo de 1 tonelada de minerales, rub/t;
Yong - coeficiente normativo eficiencia de las inversiones de capital = 0,1 - 0,2;
k - costos de capital por 1 tonelada de minerales, frotar;
Q es el volumen anual de extracción, es decir
El concepto de relación de extracción
La relación de desmonte está determinada por la relación entre el volumen o el peso del desmonte y la cantidad de minerales extraídos o por extraer. Dependiendo de la dimensión, la relación de decapado se denomina peso (t/t), volumétrica (m3/m3) y mixta (capa estéril/mineral m3/t).
Hay relaciones de sobrecarga promedio, actual, de contorno, límite y planificada.
El coeficiente promedio Kav está determinado por la relación del volumen Vv de sobrecarga al volumen Vi del mineral en los contornos finales de la cantera.
Кср = Vв/ Vii
El actual ratio de desbroce Kt está determinado por la relación del volumen Vv.t de desbroce, desplazado de la cantera o dentro de sus límites por un determinado período de tiempo (año, trimestre, mes) al volumen Vv.t del mineral extraído durante el mismo período de tiempo
Kt \u003d Vv.t / Vi.t
El coeficiente de contorno de sobrecarga Kk está determinado por la relación entre el volumen de sobrecarga y el volumen del mineral extraído al cambiar los contornos finales del tajo abierto.
El coeficiente de sobrecarga límite Kgr caracteriza el volumen máximo específico de rocas a mover, al cual los costos 
para la extracción de una unidad de un mineral por un método abierto no exceda los costos similares Sp en camino subterráneo, es decir.
Los valores de la relación de desbroce son indicadores importantes de la minería a cielo abierto. Sirven para determinar los límites económicamente viables de la minería a cielo abierto y la profundidad de los rajos abiertos en el desarrollo de yacimientos inclinados y empinados que se encuentran a una profundidad considerable, así como para planificar y regular la producción de una cantera y el costo de carbón producido.
Cantera y sus elementos. Determinación de los parámetros de los elementos de cantera.
campo ocupacional- un yacimiento o parte del mismo, destinado a ser explotado por una cantera. Este término debe entenderse como un cuerpo geométrico de configuración compleja, encerrado en los contornos finales de una cantera.
Muro de cantera: la superficie lateral que limita la cantera.
El fondo de la cantera es la superficie que delimita la cantera desde abajo.
Los contornos superior e inferior del pozo son las líneas de intersección del costado del pozo, respectivamente, con la superficie diurna y el fondo.
Ángulo de pendiente del lado del tajo: el ángulo formado por el lado de la cantera y el plano horizontal que pasa por su base.
Muro de trabajo de una cantera: un muro en el que actualmente se llevan a cabo operaciones mineras.
Profundidad de la cantera: la distancia promedio entre la suela y el nivel promedio de la superficie del día.
Los contornos finales de una cantera son los contornos correspondientes al momento de finalización de la explotación a cielo abierto. Corresponden a la profundidad final de la cantera y las dimensiones finales en el plano. El contorno final en la superficie diurna también se denomina límite técnico de la cantera.
A los principales parámetros de una carrera. incluir el volumen del macizo rocoso en las curvas de nivel, la profundidad final, las dimensiones a lo largo de la suela, los ángulos de las pendientes de los lados, las reservas minerales en las curvas de nivel y las dimensiones al nivel de la superficie diurna.
Volumen Vg.m del macizo rocoso en los contornos de una cantera, caracterizando la escala de las operaciones mineras. la vida útil y la productividad de una cantera se pueden determinar mediante la fórmula de Miembro Correspondiente. Academia de Ciencias de la URSS V.V. Rzhevski:
y decidir ecuación cuadrática con respecto a Hk, obtenemos una fórmula para determinar la profundidad intermedia del tajo abierto, en la que la relación de extracción actual será igual al coeficiente de límite
Los métodos analíticos para calcular la profundidad final de los tajos abiertos son bastante aproximados, ya que no pueden tener en cuenta todas las características mineras, geológicas, topográficas y de otro tipo del yacimiento. Para una solución más precisa de este problema, se utilizan otros métodos: gráfico, gráfico-analítico y el método de variantes. Los cálculos técnicos y económicos muestran que es conveniente desarrollar una serie de depósitos en el país a una profundidad de 700-800 m.
Reservas de equilibrio: reservas que cumplen con los requisitos de las condiciones, cuyo desarrollo es económicamente factible bajo nivel moderno desarrollo de la ingeniería y la tecnología.
Reservas fuera de balance: reservas cuyo desarrollo no es económicamente factible en el nivel actual de desarrollo de tecnología y tecnología.
Reservas comerciales: parte de las reservas de saldo que se extraerán de las entrañas.
Pérdidas de diseño - parte de las reservas de saldo, proyectadas para abandono irremediable en las entrañas. En las canteras, las pérdidas son del 3 al 10%.
Dependencia de la minería a cielo abierto de factores naturales
Razón fundamental factibilidad economica El uso de la minería a cielo abierto y la elección de su tecnología y mecanización depende de:
relieve de la superficie topográfica del yacimiento;
posición del depósito con respecto a la superficie;
ángulo de incidencia, espesor y forma del depósito;
condiciones climáticas e hidrogeológicas.
El relieve de la superficie puede ser una llanura, una pendiente, una colina, una superficie montañosa, una superficie de agua.
Dependiendo de la posición del depósito con respecto a la superficie, puede ser:
superficie: el espesor de las rocas suprayacentes es de 25 a 30 m;
profundo: el espesor de la sobrecarga es superior a 30 m;
gran altitud - por encima del nivel dominante de la superficie topográfica;
altitud profunda.
Según el ángulo de incidencia, se distinguen los siguientes depósitos:
horizontal;
suave - ángulo de incidencia 0 - 12o;
inclinado - ángulo de incidencia 13 - 30o;
empinado: el ángulo de incidencia es más de 30o.
Según el poder, los depósitos se distinguen:
suave en poder vertical
muy bajo consumo- 3-5 metros;
baja potencia - 6 -20 m;
espesor medio - 20-40 m;
potente más de 40 m.
inclinado y empinado - por poder horizontal
muy pequeño - 15-20 m;
pequeño - 25-75 m;
medio - 75 - 100 m;
Alta potencia de más de 100 m.
Según la estructura se distinguen depósitos simples, complejos y dispersos.
Los depósitos simples tienen una estructura homogénea.
Los depósitos complejos contienen capas intermedias de rocas estériles y minerales de baja calidad.
Los depósitos dispersos contienen capas intermedias de minerales en forma de cuerpos distribuidos en una serie de rocas huésped.
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es una parte importante de la economía de muchos estados, incluida Rusia. Además de la minería subterránea, la minería a cielo abierto es una parte importante de ella, en el caso de que los depósitos se encuentren relativamente poco profundos. Para ello se utilizan tecnologías modernas, se utilizan muchos tipos de equipos especiales de carrera.
Es difícil decir cuándo la humanidad comenzó a desarrollar la primera cantera de su historia. Pero seguro que esto sucedió antes de que se excavara la primera mina: es mucho más fácil extraer minerales ubicados directamente debajo de la superficie, o incluso sobre ella. De una forma u otra, será cierto que la humanidad ha evolucionado junto con la tecnología de extracción de minerales útiles y materiales de construcción. Durante el desarrollo de una cantera, se extraen y clasifican millones de toneladas de roca, lo que no puede sino afectar el estado del medio ambiente, al menos a escala local. Sin embargo, la necesidad de minerales de la civilización, desde el carbón hasta los metales preciosos, está creciendo de siglo en siglo y, en consecuencia, la escala de producción también está creciendo.
A aspectos positivos la minería a cielo abierto debe incluir factores tales como la simplicidad del trabajo preparatorio (de sobrecarga y otros), la relativa seguridad de los participantes proceso de producción, costos relativamente bajos para la exploración y producción en sí, alta productividad en la extracción de roca.
Sin embargo, además de sus ventajas, el desarrollo de código abierto también tiene sus inconvenientes. Éstos incluyen Número grande maquinaria y equipos de trabajo en la cantera, y de ahí el considerable coste de su adquisición y mantenimiento. Con la profundización del rajo, los costos de desarrollo de yacimientos también aumentan: la entrega de roca a una planta de procesamiento o estación de preclasificación requiere cada vez más esfuerzo y rutas más largas para los equipos, por lo tanto, los costos de la empresa desarrolladora también aumentan.
El ciclo tecnológico de la minería a cielo abierto comienza con la exploración.
Es necesario no solo encontrar depósitos, sino también evaluar su volumen, composición de roca y profundidad de ocurrencia para fines de extracción. Además, se llevan a cabo trabajos preliminares en el sitio de futuros desarrollos, que incluyen drenaje (a veces riego) del territorio, tendido de comunicaciones (caminos de acceso, electricidad, comunicaciones, Internet), desarraigo del bosque y construcción de edificios administrativos y auxiliares. ¿Cuánto tiempo transcurre desde la finalización de la exploración hasta la finalización de trabajo preliminar, es imposible decirlo inequívocamente: depende de las inversiones en la futura cantera, la naturaleza del terreno, los factores climáticos y meteorológicos.
Cuando se extraen minerales de forma abierta, ya sean depósitos de carbón, manganeso o minerales que contengan metales, las excavadoras de minería se utilizan mucho: máquinas cíclicas, conectadas de forma suelta o que extraen rocas destruidas y las mueven secuencialmente, interrumpiendo la excavación mientras dura el movimiento de las rocas. Apertura de yacimientos, excavación de minerales y su posterior carga en vehículos- las funciones principales de estas máquinas. Junto con excavadoras de ruedas de cangilones gigantes, rotativas y de cable Maquinas electricas Las más utilizadas en minería a cielo abierto son las excavadoras hidráulicas para minería sobre orugas.
Un ejemplo típico de este tipo de máquina es la R9250. Equipado con una cuchara de 15 metros cúbicos, es ideal para trabajar con camiones volquete de clase 100 toneladas. Dependiendo de las condiciones de trabajo, el modelo está equipado con una planta de energía diesel o eléctrica con una capacidad de 287 hp.La velocidad de rotación del motor rotativo es de 8 revoluciones por minuto. La máquina puede equiparse con pala delantera y trasera y puede trabajar incluso en condiciones extremas. temperaturas bajas: hasta menos 40-50 grados centígrados. La R9250, al igual que otras máquinas de la familia de excavadoras Liebherr, tiene un centro de gravedad bajo y una gran profundidad de excavación de 8,7 metros. El peso bruto del vehículo es de 253,5 toneladas.
En realidad, el desarrollo de una cantera comienza con el desbroce.
Es necesario eliminar la superficie, capa vacía de roca, debajo de la cual hay depósitos de minerales. Para hacer esto, el suelo se elimina en capas, como resultado de lo cual se forma una cascada de repisas a lo largo del perímetro de la futura cantera. Si antes la perforación y la voladura se usaban ampliamente para estos fines, hoy en día se usa con más frecuencia equipo especial para trabajos de desmonte, principalmente excavadoras y cargadoras, y camiones volcadores de minería para la remoción de desmonte. Cuanto más delgado capa superficial- las operaciones mineras más eficientes son: la eficiencia de la minería a cielo abierto está determinada por la relación entre la roca estéril desplazada y el resultado de la minería. Cantidad metros cubicos el suelo removido se divide por el tonelaje del fósil removido.
cargador minero
Con dimensiones mucho más impresionantes que sus contrapartes de construcción, estos vehículos de movimiento de tierras con ruedas u orugas tienen un cucharón con una capacidad de hasta 10 metros cúbicos o más, articulado al final de la pluma y descarga hacia adelante, como cuerpo de trabajo principal. Las funciones de los cargadores de minería incluyen desgarrar y demoler, cortar y transportar rocas, así como cargarlas en un camión volquete.
Las máquinas modernas de este tipo tienen un peso operativo de hasta 62 toneladas. Además del cucharón delantero, una hoja excavadora, un desgarrador, una plataforma elevadora y otras unidades se utilizan como equipos intercambiables para los cargadores de minería.
Un brillante representante de la familia de cargadores mineros es un modelo de un eminente fabricante japonés de equipos especiales. Este cargador minero tiene un peso operativo de 55 toneladas y está equipado con un cucharón de 7,03 metros cúbicos. La unidad de potencia original del cargador SAS6D170E-7 con una capacidad de 529 caballos de fuerza Cumple con los estándares ambientales Tier 4 Final. Según la empresa de desarrollo, el modelo tiene una serie de mejoras en comparación con las generaciones anteriores de equipos Komatsu; en particular, la WA600-8 ha mejorado significativamente la visibilidad de la cabina y el asiento del operador está equipado con una función de calefacción.
La misma técnica se utiliza para la minería directa.
Actualmente, por razones de viabilidad económica, muchos procesos se están automatizando; por ejemplo, los camiones volquete no tripulados que no requieren un conductor y, a menudo, no tienen cabina en absoluto se están generalizando; también existen instalaciones donde el proceso de extracción se controla de forma totalmente remota (“cantera inteligente”). Con costos iniciales más altos, este enfoque garantiza ahorros significativos en los salarios del personal y, además, garantiza la seguridad de la vida y la salud de los empleados de la empresa minera. Sin embargo, incluso el trabajo en una cantera técnicamente equipada todavía se considera bastante difícil y, a veces, extremo para el cuerpo humano y, por lo tanto, requiere una gran estabilidad física y psicológica. Al mismo tiempo, el daño al cuerpo humano por trabajar en una cantera es mucho menor que en una mina, y el nivel de lesiones es mucho menor.
Los minerales extraídos en una cantera se trituran y clasifican en el sitio o se transportan en camiones de volteo a los puntos de transbordo y luego a las plantas de procesamiento. La remoción de roca de la cantera se realiza mediante volquetes mineros; las muestras más grandes de este equipo son capaces de transportar alrededor de quinientas toneladas de carga; sin embargo, en las carreteras uso común esta técnica, por sus dimensiones, no se puede mover, por lo que se suele entregar en el lugar de trabajo desmontada, por ferrocarril, carretera o mar.
Los métodos de perforación y voladura en el desarrollo de minerales de forma abierta están siendo reemplazados cada vez más por los mineros de superficie, que permiten no solo extraer material, sino también cargarlo directamente en camiones o apilarlo en botaderos. Si el camión volquete está ocupado con otro trabajo, la roca cortada por la cosechadora se alimenta a lo largo del transportador y se descarga en el vertedero. Así funcionan las cosechadoras de la empresa. Dependiendo del ángulo de rotación de su transportador, el material se puede almacenar en un vertedero con 3-5 cortes de roca. En el futuro, el material se carga en la carrocería de un camión volquete mediante un cargador minero. Dependiendo de la altura de la hoja resultante, es posible cargar el material utilizando un cargador frontal.
Los Surface Miners para roca dura y blanda 4200SM de mayor rendimiento de Wirtgen están diseñados para profundidades de corte de hasta 830 y 650 milímetros con un ancho de corte de 4,2 metros. Además de su tarea principal, la extracción de carbón, piedra caliza, bauxita, mineral de hierro, fosfatos, esquisto bituminoso, kimberlita, sal, estos mineros de superficie pueden trabajar de manera efectiva en la construcción, incluida la construcción de carreteras. En particular, estas máquinas son capaces de realizar funciones tales como trazar una ruta para la construcción de carreteras y la construcción de una vía férrea, fresado preciso de zanjas, planos y taludes, fresado de canales, formando el fondo de un túnel y rehabilitación de carreteras.
Muchos minerales valiosos se extraen de forma abierta: carbón, ámbar, mármol, diamantes: la lista puede continuar durante mucho tiempo. Y el desarrollo de una cantera puede durar desde varios años hasta muchas décadas. Por ejemplo, el desarrollo de la cantera Bingham Canyon en los EE. UU., el estado de Utah, cuya profundidad es actualmente de 1200 metros, se lleva a cabo desde 1863.
Hay muchos factores que influyen en los patrones de producción; los mineros dicen que en principio no existen dos canteras idénticas. Sin embargo, la mayoría de estas estructuras comparten una serie de elementos comunes; entre ellos - tablero de trabajo y no trabajo; fondo o suela - la plataforma inferior de la repisa; contornos inferior y superior; sobrecargar y despejar repisas; plataformas (debajo de la pendiente, por encima de la pendiente); punto de aceptación de la raza; comunicaciones de transporte. El perímetro de la suela de la cantera está determinado por la conveniencia de minar la roca y cargarla en camiones mineros.
Los volquetes mineros son una especie de vehículos todoterreno de este tipo que se utilizan en la explotación de yacimientos de forma abierta. Debido a su impresionante tamaño, su funcionamiento en la vía pública es imposible, y se entregan en el lugar de trabajo desmontados. El esquema más apropiado para volquetes pesados se reconoce como un esquema de dos ejes, con descarga trasera, con descarga trasera o todas las ruedas motrices Una subclase separada de volquetes mineros son los vehículos articulados, para los cuales se utiliza un esquema de tres ejes. Por ejemplo, como la empresa sudafricana Bell produce: uno de cada cinco camiones volquete articulados en el mundo sale de su línea de ensamblaje. caracteristica principal Esta máquina es la más liviana en todas las clases de carga útil, gracias al uso de un chasis de aleación de acero soldado de alta resistencia y componentes duraderos de peso optimizado. Otras características incluyen - potentes motores Transmisiones retardadoras integradas Mercedes Benz y ZF y Allison. Uno de modelos populares- B50D con una disposición de ruedas de 6 × 6 con un peso muerto de 34,5 toneladas es capaz de transportar 45,4 toneladas de carga. Está equipado con un motor diésel de 523 CV. y un tanque de combustible de 640 litros. De los sistemas de seguridad del volquete, cabe destacar un freno de montaña automático, una función de llenado rápido con bloqueo en seco y control de la presión de los neumáticos y protección de la cabina contra vuelcos y caídas de objetos.
Como se mencionó anteriormente, la minería no es en vano para el medio ambiente.
El dispositivo de una cantera destruye un paisaje que ha evolucionado durante siglos y, a veces, milenios. Se arrancan muchas hectáreas de bosques, se drenan lagos, se realizan voladuras, el nivel de agua subterránea. Miles de metros cúbicos de suelo que podrían ser utilizados con fines agrícolas son convertidos en vertederos durante las operaciones de desmonte. Dependiendo de composición química Los vertederos pueden contener elementos peligrosos no solo para la flora y la fauna, sino también para la salud de las personas que habitan en los asentamientos cercanos. Sus habitantes también sufren altos niveles de ruido, contaminación Aguas residuales y emisiones de monóxido de carbono de los motores de maquinaria y equipos especiales.
A pesar de que la minería a cielo abierto causa daños significativos ambiente, los efectos nocivos de la misma pueden ser minimizados. Para ello, a menudo se llenan de agua las canteras explotadas, creando embalses artificiales, y se realiza la recuperación de los territorios adyacentes, plantándolos con árboles y arbustos. En cuanto a las rocas de desecho, a menudo producen fertilizantes minerales, alúmina, así como algunos tipos de materiales de construcción. Todas estas medidas permiten no sólo compensar parcialmente los daños causados a la naturaleza desarrollo abierto, pero a menudo también para obtener beneficios económicos. En el mundo, el número de empresas especializadas en el cultivo del territorio de canteras explotadas y el procesamiento de desechos mineros crece año tras año.
Las canteras, los cortes en los que se extrae el carbón, las canteras permiten a las personas recibir anualmente millones de toneladas de valiosos materiales naturales. Solo en Rusia, más de 4/5 del volumen total de mineral de hierro y materias primas mineras y químicas, hasta 2/3 de minerales de metales no ferrosos, casi todo el volumen de minerales no metálicos y rocas de construcción, más de un tercio del carbón se obtiene mediante minería a cielo abierto, y en un futuro próximo se planea aumentar la participación de su producción hasta en un 56-60%. Por su alto eficiencia económica La minería a cielo abierto también prevalece en varios otros países con importantes depósitos minerales: EE. UU., Canadá, Australia y China.
A menudo, el procesamiento primario de minerales se lleva a cabo directamente en el lugar de extracción. Varias cosas se utilizan para esto. Por ejemplo, las trituradoras de impacto de eje horizontal Telsmith de trituración primaria y secundaria son muy adecuadas para procesar piedra caliza y otros materiales con baja abrasividad. Están diseñados con un amplio margen de seguridad y cuentan con un rotor macizo de una sola pieza, que es su principal ventaja frente a los análogos del mercado, así como una gran cámara de trituración, que proporciona una alta productividad y un material en forma de cubo en el salida. La trituradora primaria más productiva es la Telsmith 6071 con un motor de 800-1500 hp, que tiene una capacidad de 1000-2100 toneladas por hora. La trituradora con un peso operativo de 89 toneladas está diseñada para talla máxima pieza entrante 1422 mm. De las trituradoras para trituración secundaria, la más productiva es la Telsmith 5263 con un motor de 300 hp; su productividad alcanza las 320 toneladas por hora. Este modelo está diseñado para un tamaño máximo de entrada de pieza de 406 mm; peso de la trituradora - 22 toneladas.
El mineral, el carbón y otros minerales sólidos, si se encuentran cerca de la superficie de la tierra, generalmente no se extraen en minas, sino a cielo abierto. Primero, se excava el depósito: se elimina la masa rocosa que lo cubre. Los mineros llaman a este proceso apertura del yacimiento. Luego, del pozo o cantera resultante, se extrae un mineral. Las grandes canteras alcanzan un diámetro de varios kilómetros y una profundidad de -200-300 m.
La cantera es un embudo escalonado gigante. Los escalones, los mineros los llaman cornisas y, tienen varias decenas de metros de ancho. Colocan carreteras o vías férreas, poderosas cintas transportadoras. Como regla general, las canteras se construyen con la ayuda de excavadoras, la roca y el mineral se extraen mediante volquetes y locomotoras eléctricas con una composición de vagones autovolcadores: volquetes. Las excavadoras recogen la tierra con baldes y la vuelven a cargar en cintas transportadoras, camiones volquete y vagones volquete. De la cornisa a la cornisa hay suaves pendientes: congresos. Subiéndolos, el transporte de montaña lleva carga a la superficie. El mineral se entrega inmediatamente a la planta de procesamiento, y los desmontes se entregan al botadero (ver Enriquecimiento de minerales).
Además de una variedad de excavadoras y vehículos mineros, carrera moderna Trabajo de bulldozers, raspadores, perforadoras. Las explosiones a menudo retumban en él; esto es destruido por fuertes rocas(ver Explosión, voladura). En algunas canteras se utiliza la hidromecanización.
Una cantera tiene muchas ventajas sobre una mina. En su vasto espacio abierto, trabajan las máquinas más grandes jamás creadas por el hombre: excavadoras andantes y de rueda de cangilones, cada una de las cuales reemplaza a miles de excavadoras a la vez. Por lo tanto, la productividad laboral en una cantera es varias veces mayor que en una mina, y el carbón y el mineral extraídos son más baratos. Los mineros se ven obligados a dejar bajo tierra a veces hasta la mitad de las reservas minerales en los llamados pilares, columnas subterráneas naturales que retienen la enorme presión de las rocas suprayacentes. No existe tal necesidad en una cantera, y el mineral se extrae casi por completo.
Pero la ventaja más importante de una cantera es la liberación de los mineros del duro trabajo subterráneo.
Sin embargo, a veces es muy difícil elegir entre una cantera y una mina. Aquí se requiere un cálculo exacto: si el recurso mineral pagará los costos de apertura del depósito, si será posible, después de la extracción del recurso mineral, restaurar la superficie perturbada de la tierra. Y, sin embargo, la elección se centra cada vez más en una carrera. En la Unión Soviética ya 3/4 de todos los minerales sólidos se extraen en canteras.
El artículo habla sobre qué es una cantera, qué son, cómo se desarrollan y por qué son necesarias.
Extracción de materias primas
Incluso en la antigüedad, la gente prestaba atención al hecho de que una gran cantidad de diversas materias primas se concentran en las entrañas de la tierra, que, cuando procesamiento necesario puede proporcionar mucha información útil. Naturalmente, el metal siempre ha estado en primer lugar, a partir del cual se fabricaron herramientas de trabajo y guerra. Debido a la imperfección de los métodos de procesamiento, durante mucho tiempo se utilizaron metales como el estaño, el cobre y el plomo. Pero debido a su plasticidad, las herramientas se desgastaron rápidamente y luego se inventaron varias aleaciones, que se distinguieron por su mayor dureza y estabilidad. Pero con el comienzo producción industrial se volvió innecesario.
Sin embargo, además de los metales, hay otros materiales útiles en las entrañas de la tierra, en particular, arena y varias razas piedra. Por lo general, se extraen en canteras. Entonces, ¿qué es una cantera? ¿Y qué se extrae en él? En esto lo entenderemos. Pero primero, definamos la terminología.
Definición
Una cantera es un conjunto de labores de minerales que se producen a cielo abierto, es decir, en la superficie misma de la tierra, y no en minas. Esta palabra tiene raíces francesas, y en el original suena como carrière, que significa "cortar". Así que ahora sabemos lo que es una cantera. Pero, ¿por qué su desarrollo se lleva a cabo precisamente en la superficie y qué se extrae con mayor frecuencia en ellos?
Tecnología
La mayoría de los minerales y otros materiales de valor se concentran bajo tierra. La profundidad de ocurrencia generalmente depende del sitio específico, el material, su forma, etc. Por ejemplo, el carbón está oculto por la tierra porque se formó a partir de restos de plantas antiguas, que se mineralizaron gradualmente bajo presión. Hay, por supuesto, salidas a tierra, resultaron debido a fallas. la corteza terrestre. Pero no todas las sustancias están ocultas en lo profundo, algunas están en la superficie o se encuentran cerca de ella y, por lo tanto, para su extracción no es necesario construir minas profundas, es mucho más fácil extraerlas de forma abierta.
La mayoría de las veces, una cantera parece un gran embudo, en cuyas laderas, a medida que se profundiza, se hace un camino en espiral para el equipo.
Entonces, hemos resuelto la cuestión de qué es una cantera. Pero, ¿qué obtienen con más frecuencia?
Arena
La arena es una de las sustancias más comunes del planeta, y definitivamente nadie siente la falta de ella. Sin embargo, ¿cómo puede ser útil la arena? ¿Por qué es necesaria?
Por extraño que parezca, la arena es muy valiosa. Por supuesto, no como el hierro, y más aún el oro y la plata. Algunos se convierten en vidrio, se agrega arena al concreto durante la construcción, se usa como drenaje para hacer túneles y, al final, ningún patio de recreo está completo sin una caja de arena. Y, por cierto, el pozo de arena después del final del desarrollo a menudo se inunda y se convierte en un lugar para bañarse.
Piedra
La humanidad tampoco puede prescindir de la piedra. Naturalmente, no todas las piedras son valiosas, pero sí ciertas variedades de ellas. La mayoría de las veces es mármol y granito. Como suelen estar en la misma superficie, no construyen minas para su extracción, sino que utilizan todas las mismas canteras. A diferencia de la arena, la piedra es un poco más difícil de extraer: no puedes simplemente cargarla con excavadoras. Por lo tanto, según el tipo, primero se tritura o explota, o se utilizan máquinas de corte especiales. Esto sucede cuando se necesitan bloques monolíticos e incluso, que se procesan adicionalmente.
La cantera de piedra generalmente se extrae largos años, y sus reservas son prácticamente inagotables.
Eso es todo. Ahora sabemos para qué sirve una cantera.
