ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОГЕННОГО ИЗМЕНЕНИЯ НЕДР

Открытая разработка ведется непосредственно с земной поверхности. Поэтому применялась она еще в древнейшее время, когда извлекались только те полезные ископаемые, которые залегали наиболее близко к земной поверхности. По мере увеличения глубины работ открытый способ становился невыгодным, т. к. удаление увеличивающегося объема пустых пород по-средством мускульно­го труда было слишком трудоемким и дорогим. Поэтому открытый способ разра­ботки на длительное время был в основном вытеснен подземным, при котором не требовалась выемка пустых пород. Лишь с конца XIX в. в связи с внедрением гор­ных машин открытые работы начали получать широкое распространение. С этого времени, а особенно в 30 - 50 г. XX в. применение открытого способа разработки непрерывно расширялось во всем мире.

В России наиболее старыми являются Уральские железорудные карьеры. Горные работы в них ведутся с XVIII в. — на Гороблагодатском карьере с 1735 г., на Высокогорном— с 1781 г. Однако техническая оснащенность карьеров была низкой — преобладали ручная погрузка и конная откатка грузов. Горное машино­строение было развито слабо. Путиловский завод, единственный в России изго­товлявший экскаваторы, выпустил их всего 25 штук. Они были громоздкие, мало­производительные, с паровым приводом и на железнодорожном ходу.

Значительное развитие открытых горных работ началось в период пер­вых советских пятилеток. Были введены в действие такие крупные карьеры, как Магнитогорский железорудный (1930), Коунрадский меднорудный (1936), Краснобродский и Бачатский угольные разрезы (1948 - 1950) и др.

Наиболее быстрое развитие открытых горных работ началось в послевоенный период, чему способствовал выпуск современного карьерного горнотранспортно­го оборудования. В период 1947-1950 гг. на карьеры стали поступать экскавато­ры СЭ-3, драглайны ЭШ-4/40, ЭШ-6/60, ЭШ-14/65, большегрузные автосамосва­лы и думпкары и другая техника, что способствовало значительному улучшению технико-экономических показателей открытого способа добычи. Для разработки скальных пород в дальнейшем были созданы новые буровые станки шарошечного и огневого бурения, карьерные экскаваторы (мехлопаты) с ковшом вместимостью до 20 м3, думпкары грузоподъемностью 180 т, автосамосвалы грузоподъемностью 110 - 180 т, а также целая серия вспомогательного оборудования.

С внедрением новой техники совершенствовались технология ведения гор­ных работ и параметры карьеров. Сейчас проектируются карьеры глубиной до 700 м. Высота уступа увеличилась с 7 до 40 м. Широкое применение получили бес- 70 транспортные и транспортно-отвальные технологические схемы, повысилась ин­тенсивность отработки (углубка карьеров достигает 15 — 20 м/год), возросла про­изводственная мощность карьеров.

В настоящее время открытыми работами в России добывают более 2/3 всех руд. Исследования показали, что на месторождениях, пригодных для экономич­ной открытой разработки, можно добывать около 55 % всего угля, 75 % руд цвет­ных металлов и 82 % железной руды. Широкое распространение открытых ра­бот и непрерывное расширение области их применения объясняются целым ря­дом достоинств, присущих открытому способу разработки по сравнению с под­земным.

Преимущества открытых работ: большая безопасность и лучшие санитарно- гигиенические условия труда рабочих; широкое применение высокопроизводи­тельных машин и механизмов и вследствие этого более высокая производитель­ность труда рабочих, обеспечивающая низкую себестоимость вскрышных и до­бычных работ; меньшие потери руды и большие возможности селективной выем­ки; более простая организация работ.

Недостатки открытых работ: некоторая зависимость от климатических условий; значительные капитальные затраты в случае необходимости предвари­тельного удаления большого объема покрывающих пород; большие затраты на восстановление (рекультивацию) поверхности после окончания разработки.

С точки зрения законов формирования техногенно измененных недр харак­терной особенностью открытого способа разработки месторождений полезных ископаемых является то, что полезное ископаемое может быть извлечено из недр только после того, как удалена, полностью или частично, налегающая толща гор­ных пород. То есть зона техногенного разрушения литосферы формируется после удаления того объема пород, в котором должна была бы сформироваться зона ге­офизических изменений. Так как удаление налегающей толщи по своей физиче­ской сущности также требует разрушения составляющих ее пород, то общая мо­дель техногенно измененных недр принимает вид, в котором зона полного техно­генного разрушения и изъятия материала литосферы целиком поглощает зону из­менения физических свойств.