Карье́р (от фр. carriere, вар.: разрез) — совокупность горных выработок, образованных при добыче полезного ископаемого открытым способом; горное предприятие по добыче полезных ископаемых открытым способом.

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.

История

Открытые горные работы известны из эпохи палеолита. Первые большие К. появились в связи со стройками в Древнем Египте пирамид. Позже в античном мире в К. в больших масштабах добывался мрамор. Расширение области применения открытого способа разработки с помощью К. держалось вплоть до нач. ХХ века, за отсутствием высокопродуктивных машин для вынимания и перемещения больших объемов вскрышных пород. На конец ХХ века в К. добывалось 95 % строительных горных пород, бл. 70 % руд, 90 % бурого и 20 % каменного угля.

Рабочая зона карьера

Рабочая зона карьера — это зона, в которой осуществляются вскрышные и добычные работы. Она характеризуется совокупностью вскрышных и добычных уступов, одновременно находящихся в работе. Положение рабочей зоны определяется высотными отметками рабочих уступов и длиной их фронта работ. Рабочая зона представляет собой перемещающуюся и изменяющуюся во времени поверхность, в пределах которой осуществляются работы по подготовке и выемке горной массы. Она может охватывать один, два или все борта карьера. При строительстве карьера рабочая зона, как правило, включает только вскрышные уступы, а к окончанию горно-капитальных работ — и добычные. Число вскрышных, добычных и горно-подготовительных забоев в рабочей зоне не может устанавливаться произвольно, так как от этого зависит выполнение планов по отдельным видам работ. В рабочей зоне карьера каждый экскаватор в процессе работы занимает определенную горизонтальную площадь, которая характеризуется шириной рабочей площадки и длиной экскаваторного блока. При разработке горизонтальных и пологих месторождений малой и средней мощности высотное положение р.з.к. остается неизменным; при разработке наклонных и крутых месторождений, а также мощных изометрических залежей рабочая зона постепенно понижается вместе с увеличением глубины карьера.

Элементы карьера

Элементы карьера (англ. open-pit elements, нем. Tagebauelemente n pl) — пространственные составляющие карьера, которые исчерпывающе характеризуют его геометрию. Основные элементы (рис.^[1] ): рабочий (1) и нерабочий (2) борт карьера, подошва или дно (3), верхний и нижний контуры (4) карьера, уступы (5,6), площадки (7,8),^[1]

Дно карьера

ДНО КАРЬЕРА — площадка нижнего уступа карьера (что называется также подошвой карьера). В условиях разработки крутых и наклонных тел полезных ископаемых минимальные размеры Д.к. 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 Д.к. может иметь ступенчатую форму.

Глубина карьера

К. — это система уступов (как правило, верхние — породные или вскрышные, нижние — добычные), подвигание которых обеспечивает выемку горной массы в контурах карьерного поля. Транспортные связи в К. 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 К. 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 К. часть расходов на транспорт увеличивается до 60-70 %. Для бурения взрывных скважин в К. применяют тяжелые буровые станки массой до 100—130 т (типа СБШ-250) и легкие буровые станки. Основной тип ВВ — гранулированные аммиачно-селитренные гранулиты, грамониты (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 ковшом вместимостью 168 м³ при длине стрелы 92 м).

Поточная технология на К. достигается применением роторных экскаваторов (при диаметре ротора 22 м и ковшах вместимостью 6,6 м³ суточная производительность машины до 240 тыс. м³). На К. средней и малой мощности высокую эффективность показывают компактные роторные экскаваторы с уменьшенными рабочими параметрами. На К. с крепкими породами наибольший объем перевозок осуществляется тяжелыми автосамосвалами.

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 К. применяют железнодорожные тяговые агрегаты сцепной массой 360 т, думпкары грузоподъемностью до 180 т. Применяют самоходные карьерные дробилки на гусеничном, колесном и шагающе-рельсовом ходу с массой до 600 т и производительностью 5 тыс. т в год. Использование в К. дробильных агрегатов позволяет перейти к более широкому использованию конвейерных систем.

Наибольший карьер на Украине — Ингулецкий (до 34,8 млн.т руды за год).

Подвигание фронта работ в карьере

ПОДВИГАНИЕ ФРОНТА РАБОТ В КАРЬЕРЕ — один из показателей интенсивности разработки месторождения; характеризуется скоростью П.ф.р.к., то есть расстоянием перемещения фронта горных работ, выраженным в метрах за единицу времени (по большей части — за год). Зависит г.ч. от масштаба работ, вида и конструкции нагружающего и транспортного оборудования, которое применяется, способа перемещения фронта горных работ и высоты уступов, которые отрабатываются. Различают веерное, равнобежное и смешанное П.ф.р.к.

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 границы к другой или с промежуточного положения до контуров.

Подвигание фронта смешанное — комбинация разных схем подвигания фронта горных работ, например, равнобежного и веерного.

Глубина развития деформаций в карьере

Глубина развития деформаций в карьере — горизонтальное расстояние от начального положения верхней бровки откоса (верхней бровки контуру карьера) к последней трещине, которая визуально прослеживается в направлении, противоположному направлению движения смещенных масс укоса.

Примечания

См. также

• Угольный разрез
• Карьер Kennecott Bingham Canyon Mine
• Репнянское карьероуправление