Главная » Отопление в доме » Что называется карьером. Самые большие открытые карьеры земли

Что называется карьером. Самые большие открытые карьеры земли

В статье рассказывается о том, что такое карьер, какие они бывают, как ведется их разработка и для чего они вообще нужны.

Добыча сырья

Еще в древние времена люди обратили внимание на то, что в недрах земли сосредоточена масса различного сырья, которое при необходимой обработке может дать много полезных материалов. Естественно, на первом месте всегда стоял металл, из которого производили орудия труда и войны. Из-за несовершенства методов обработки долгое время люди использовали такие металлы, как олово, медь и свинец. Но из-за их пластичности инструменты быстро изнашивались, а позже были придуманы различные сплавы, которые отличались более высокой твердостью и устойчивостью. Но с началом промышленного производства стали необходимость в них отпала.

Однако кроме металлов в недрах земли есть и иные полезные материалы, в частности, песок и различные породы камня. Добывают их чаще всего в карьерах. Так что такое карьер? И что в нем добывают? В этом мы и разберемся. Но для начала определимся с терминологией.

Определение

Карьер - это совокупность выработок полезных ископаемых, которые производятся открытым способом, то есть на самой поверхности земли, а не в шахтах. Слово это имеет французские корни, и в оригинале оно звучит как carrière, что означает «разрез». Так что теперь мы знаем, что такое карьер. Но почему их разработка ведется именно на поверхности и что в них чаще всего добывают?

Технология

Большинство полезных ископаемых и прочих материалов, имеющих ценность, сосредоточены под землей. Глубина залегания обычно зависит от конкретного участка, материала, его формы и т. п. К примеру, уголь скрыт толщей земли потому, что образовался из останков древних растений, которые под давлением постепенно минерализировались. Есть, конечно, и наземные выходы, они получились из-за разломов земной коры. Но не все вещества скрыты глубоко, некоторые находятся на самой поверхности или же залегают недалеко от нее, и потому для их добычи нет никакой необходимости строить глубокие шахты, гораздо проще производить добычу открытым способом.

Чаще всего карьер выглядит как большая воронка, на склонах которой по мере углубления делается спиралевидная дорога для техники.

Так, мы разобрали вопрос о том, что такое карьер. Но что же в них добывают чаще всего?

Песок

Песок - одно из самых распространенных веществ на планете, и уж недостатка в нем точно никто не ощущает. Однако чем может быть полезен песок, зачем вообще он нужен?

Как ни странно, песок весьма ценен. Конечно, не так, как железо, и уж тем более золото с серебром. Из некоторых изготавливают стекло, песок добавляют в бетон при строительстве, используют как дренаж при прокладке тоннелей, и в конце концов ни одна детская площадка не обходится без песочницы. И кстати, песчаный карьер после окончания выработки часто затапливается и становится местом купания.

Камень

Без камня человечество тоже не может обойтись. Естественно, ценны далеко не все камни, а его определенные разновидности. Чаще всего это мрамор и гранит. Поскольку залегают они обычно у самой поверхности, для их добычи шахты не строят, а применяют все те же карьеры. В отличие от песка, камень добывать несколько сложнее - нельзя просто грузить его экскаваторами. Потому, в зависимости от типа, его или сначала дробят или взрывами, или же применяют специальные машины для резки. Происходит это тогда, когда нужны монолитные и ровные глыбы, которые в дальнейшем обрабатывают дополнительно.

Каменный карьер обычно разрабатывается долгие годы, и запасы его практически неисчерпаемы.

Вот и все. Теперь мы знаем, для чего нужен карьер.

Наиболее древней, но сохранившей актуальность и по сей день технологией добычи полезных ископаемых является разработка открытым способом. Уже в Древнем Египте знали, что такое карьер, а первые открытые горные выработки известны нам из эпохи палеолита. В античном мире подобная технология применялась для добычи мрамора. Наибольших успехов при этом достигли строители Древней Греции.

Вплоть до 20 века этот способ добычи песка, мрамора, камня, угля, мела, известняка и других строительных материалов являлся ведущим в мире. Это связано с отсутствием высокопроизводительной техники для вскрытия верхних слоев литосферы и вынимания непосредственно полезных ископаемых. Актуальность карьеров сохранилась и по сей день, но доля их участия в добывающей промышленности несколько уменьшилась.

Преимущества карьеров

Для того чтобы понять, что такое карьер, необходимо познакомиться с открытым способом добычи полезных ископаемых. Суть этого метода состоит в том, что ресурсы добывают непосредственно с поверхности земли путем вскрытия верхних слоев литосферы. А совокупность горных выработок или предприятий и называется карьером.

Разработка карьеров имеет ряд преимуществ по сравнению с получением полезных ископаемых подземным способом:

Высокая степень безопасности.
Более комфортные условия для рабочих.
Простота организации работ.
Короткие сроки возведения сооружения.
Низкое капиталовложение.
Более полное извлечение ресурсов.

Но что такое карьер не позволяет вновь сделать основным местом добычи полезных ископаемых? В качестве основного фактора можно назвать снижение экономической выгоды: чем дольше разрабатывается земная поверхность, тем глубже становится карьер, из-за чего увеличиваются расходы по доставке материала к перерабатывающим предприятиям. На данном этапе развития добывающей промышленности это основной барьер на пути развития открытого способа добычи.

Основные элементы карьера

Проще всего карьер представить в виде конуса, вершина которого погружена в земную поверхность. Внутри такого «конуса» можно заметить спиральные съезды, которые образованы уступами. Основными элементами, которые способны охарактеризовать любой, будь то каменный или песчаный карьер, являются:

Дно карьера - поверхность нижнего уступа, которая именуется также подошвой. Если ведется добыча морфологически сложных и протяженных пород, то дно может иметь ступенчатую структуру.
Глубина карьера - расстояние верхнего среза до самой низкой точки горной разработки. Эта величина может достигать значения в 1000 метров.
Предельная глубина - максимальное расстояние от верхнего края до нижнего контура, при котором добыча ископаемых экономически целесообразна.
Предельный контур - контур карьера на период его закрытия ввиду малой экономической эффективности.

Основной элемент, без которого невозможно представить, что такое карьер, является уступ. Его основные характеристики - высота, угол откоса, размеры верхней и нижней рабочей площадки - зависят от массивности и ценности разрабатываемых пород.

Технология добычи

Добыча полезных ископаемых открытым способом ведется двумя видами работ - вскрышными и добычными. На первом этапе производят «вскрытие» земной поверхности - верхний слой литосферы срезают, выкапывают котлован, открывая тем самым доступ к полезным ископаемым. После приступают непосредственно к добыче ресурсов.

По мере выработки слоев «земных богатств» увеличиваются диаметр и глубина карьера, рабочие уступы перемещаются от центра к краям. Получение практически любого вида ресурса предполагает проведение буровзрывных работ. В зависимости от условий местности их доля может составлять 25-30% от себестоимости добываемого материала.

Экономическая эффективность

Разрабатывая мрамор, известняковые породы, создавая любую горную выработку открытого типа, в том числе и песчаный карьер, стремятся сократить издержки. Для этого используют роторные экскаваторы и большегрузный транспорт: в основном автомобили типа БЕЛАЗ, что позволяет снизить затраты на транспортировку.

Часто открытый способ добычи подземных ресурсов применяется для получения каменного угля. При этом удается снизить расходы, связанные с доставкой непосредственно к потребителям, что делает его доступным широкой массе населения. К тому же карьерный способ добычи угля является наиболее безопасным, но качество сырья оставляет желать лучшего из-за наличия большого количества примесей.

Влияние карьеров на экологическую обстановку

Разработка карьеров оказывает негативное влияние на экологическую обстановку разрабатываемой территории. Во-первых, полностью уничтожается верхний плодородный слой земли, который впоследствии восстановить нельзя. Во-вторых, существенно изменяются гидрогеологические условия площадки, рельеф местности.

В-третьих, загрязняется территория землеотвода образующимися отходами и сточными водами. Кроме того, нельзя не учитывать шумовое воздействие на окружающую среду, а также выброс большого количества угарного газа. Подобные негативные эффекты наблюдается в то время, когда создается как гранитный карьер, так и любая другая открытая горная выработка.

При использовании таких понятий как "шахта", "рудник" и "прииск", обычно не возникает затруднений в определении принадлежности объекта к добыче вида природных ископаемых. А что такое карьер? Это также искусственный промышленный объект или все-таки природное углубление?

Определение

Карьер – это искусственно образованная выемка в поверхности земной коры для добычи залегающего слоя природных ископаемых методом открытой выборки. Как правило, имеет воронкообразную форму, сужающуюся книзу. Территория ограничена образованными плоскостями. На начальной стадии разработки происходит снятие верхнего слоя грунта и перемещение его за пределы зоны добычи.

Понятие «карьер» возникло от заимствованного из французского языка слова carriere, которое использовалось для обозначения мест добывания и обработки природного камня. Может также применятся для выделения специализации предприятия, деятельность которого связана с добычей природных ископаемых открытым способом.

Разновидности

Выработку закрытым способом без снятия верхнего слоя принято называть шахтой. При открытой добыче угля пользуются термином разрез. При разработке ископаемых для извлечения руд металлов и кристаллов чаще встречается понятие рудник (прииск).

Для всех случаев можно сказать, что карьер – это открытая разработка для промышленной выборки породы, залегающей на глубине. В зависимости от месторождения это может быть песок, глина, гравий, известняк. Добыча горючих ископаемых производится в торфяных, сланцевых, угольных карьерах. Для химической промышленности производят выборки для извлечения из недр планеты фосфитов, апатитов, серы, мышьяка и прочих солей. Из нерудных материалов можно выделить карьеры по добыче алебастра, талька, слюды.

Металлы добывают из руды. Добыча ее чаще всего также производится карьерным методом. Так добывают сырье для производства черных металлов (железо, марганец, хром) и цветных (медь, цинк, олово). По такому же принципу происходит выборка руд благородных, радиоактивных и редкоземельных металлов. Рядом с такими месторождениями обычно строится горно-обогатительный комбинат.

Добыча гранита

Метод вскрытия зависит от характера месторождения. Обычно используют вертикальную траншею, направленную внутрь выработки. Особенность карьеров в том, что материал идет на изготовление облицовочного камня и блоков. Основная задача заключается в максимальной сохранности монолита извлекаемых блоков.

Гранит обладает свойством раскалываться по плоскости залегания породы. Эту особенность используют при добыче клиновым способом. Применяют несколько технологических приемов. Самый простой – бурение скважины с последующей закладкой взрывчатки. Во время подрыва порода вскрывается. Крупные куски идут на порезку плит. Недостаток метода в большом количестве отхода, который идет на щебень. В крупных частях повышается вероятность возникновения микротрещин, которые проявятся в процессе обработки. Более щадящий метод – закачивание сжатого воздуха в буровую скважину, что приводит к растрескиванию пласта.

Гранитные карьеры на стадии подготовки при разработке месторождения обходятся дешевле, чем мраморные. Но в процессе выработки из-за сложной технологии себестоимость продукции возрастает. Самые лучшие результаты по качеству продукции дает резка пласта породы сразу на блоки. Но именно такой вариант наиболее затратный.

Интенсивное строительство требует много бетона. Песок – незаменимый компонент в его составе. Наличие залежей этого материала на небольшой глубине в непосредственной близости от черты города положительно сказывается на себестоимости строительства. При оценке месторождения берется во внимание химический состав (содержание SiO 2), наличие примесей, огнеупорность, структура породы, ее физико-механические свойства.

Небольшая глубина залегания делает возможным вскрытие месторождения колесной техникой: скреперами, бульдозерами. Выборка осуществляется драглайнами, многоковшовыми экскаваторами, а транспортировка – автомобильным транспортом. Песчаный карьер – это сравнительно неглубокая выработка (до 15 м). Особенность в том, что материал сыпучий. Обеспечить стабильность фронтальных отвалов не получается из-за опасности обвалов. Другая особенность – вероятность подтопления грунтовыми водами, что предполагает их отвод или использование «мокрой» технологии добычи.

Открытым способом (с поверхности земли); по отношению к предприятию, добывающему уголь, применяют термин «разрез». Карьер представляет собой систему уступов. Верхние уступы обычно вскрышные и породные, а нижние – добычные: на них ведётся разработка полезных ископаемых, располагаются вывозные пути, организуется движение машин, перемещение буровых станков для образования взрывных скважин и т. п. При разработке пород применяются рыхлители, роторные и шагающие экскаваторы, погрузчики, дробильные агрегаты. Транспортирование полезных ископаемых и горной массы осуществляется автосамосвалами, железнодорожными составами, конвейерными системами, отвалообразователями и др. Открытый способ добычи полезных ископаемых известен с эпохи палеолита: в карьерах добывали мрамор, камень, песок и другие . В Древнем Египте первые карьеры были разработаны в связи со строительством пирамид. В кон. 20 в. этим способом добывалось до 95 % строительных горных пород, до 70 % руд, 20 % каменных углей, 90 % бурых углей. Масштабы добычи в карьерах достигают десятков миллионов тонн в год. Крупнейшие угольные и рудные карьеры с объёмом годовой добычи 20–50 и более миллионов тонн находятся в России, Канаде, Германии.

Энциклопедия «Техника». - М.: Росмэн . 2006 .

Синонимы :

Смотреть что такое "карьер" в других словарях:

- (фран. carriere). 1) самый быстрый бег лошади. 2) камнеломня, ломка, выломка, прииск. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. КАРЬЕР пустить лошадь в карьер значит скакать во весь опор. Словарь иностранных… … Словарь иностранных слов русского языка

Горнопромышленное предприятие по добыче открытым способом угля, руд и нерудных полезных ископаемых: песка, строительного камня и др. Карьер в угольной промышленности разрез. Карьер в горнорудной промышленности, иногда рудник. Карьер совокупность… … Финансовый словарь

Эксплуатационная открытая выработка значительных поперечных размеров, служащая для добычи руды, песка, строительного камня и др. Глубина его может быть незначительной (напр., при добыче песка, гравия и т. п.) или весьма значительной до 400 600 м… … Геологическая энциклопедия

Конская побежка вскачь; скачка во весь опор (Даль) См … Словарь синонимов

Толковый словарь Ушакова

1. КАРЬЕР1, карьера, мн. нет, муж. (франц. carrière) (спец.). Самый быстрый аллюр, ускоренный галоп, скачка. Пустить лошадь карьером или в карьер. Охотничья собака не должна носиться карьером. ❖ С места в карьер (разг.) сразу, без всякого… … Толковый словарь Ушакова

1. КАРЬЕР, а; м. [франц. carrière] Самый быстрый аллюр, ускоренный галоп. Пустить лошадь в к. (карьером). Мчаться во весь к. ◊ С места в карьер. Тотчас, сразу же, без приготовлений. ◁ Карьерный, ая, ое. К. аллюр. 2. КАРЬЕР, а; м. [франц.… … Энциклопедический словарь

Муж. карьера жен., франц. путь, ход, поприще жизни, службы, успехов и достижения чего. | Карьер, скачка во весь опор, во весь дух; конская побежка вскачь, слань, стелька. | Камнеломня, ломка, прилом, выломка, прииск. Толковый словарь Даля. В.И.… … Толковый словарь Даля

карьер - КАРЬЕР, а, м. Сигнал несущей. Модем не ловит карьер. Из жарг. пользователей компьютеров; от англ. Сarier … Словарь русского арго

- (франц. carriere) совокупность горных выработок, образованных при добыче полезного ископаемого открытым способом; горное предприятие по добыче полезных ископаемых открытым способом … Большой Энциклопедический словарь

КАРЬЕР - эксплуатационная открытая выработка значительных поперечных размеров, служащая для добычи руды, песка, строительного камня и др. Глубина его может быть незначительной (напр., при добыче песка, гравия и т. п.) или весьма значительной - до 400 - 600 м и более (напр., при добыче магнетитовых руд).

Геологический словарь: в 2-х томах. - М.: Недра . Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др. . 1978 .

Карьер

(франц. carriere, от позднелат. quarraria, quadraria - каменоломня * a. quarry, pit; н. Tagebau, Grube, Tagebaubetrieb; ф. mine а ciel ouvert, carriere; и. cantera ) - горн. предприятие по добыче п. и. открытым способом; К. наз. также совокупность выемок в земной коре, образованных при добыче п. и. открытым способом. В СССР применительно к К. по добыче угля используется термин " ".
Открытые горн. работы известны с эпохи палеолита. Первые крупные К. появились в связи со стр-вом в Др. Египте пирамид; позднее в античном мире в К. в больших масштабах добывался . Расширение области применения открытого способа разработки при помощи К. сдерживалось вплоть до нач. 20 в. отсутствием производит. машин для выемки и перемещения больших объёмов вскрышных пород. В нач. 80-х гг. в мире посредством К. добывается 95% строительных г. п., ок. 70% руд, 90% бурых и 20% каменных углей. Масштабы добычи в К. достигают десятков млн. т в год (табл.).

Ведение открытых горн. работ на больших глубинах отличается рядом особенностей (см. Глубокий карьер). Большая специфика характерна и для К., действующих на больших высотах в горах (см. Высокогорный карьер). К. представляет собой систему уступов (обычно верхние - породные или вскрышные, нижние - добычные, редко породные), подвигание к-рых обеспечивает выемку горн. массы в контурах карьерного поля (рис. 1).

Рис. 1. Схема карьера, разрабатывающего мощное рудное месторождение с косогорным рельефом местности: 1 - плужное отвалообразование вскрышных пород при железнодорожном электрифицированном транспорте; 2 - зона вскрышных работ с буровзрывным рыхлениеммассива и погрузкой взорванной горной массы одноковшовыми экскаваторами в железнодорожный транспорт; 3 - главная электроподстанция для энергоснабжения внутрикарьерных потребителей и обогатительной фабрики; 4 - обогатительная фабрика по переработке руды и извлечению полезных компонентов в концентраты; 5 - зона добычных работ с буровзрывным комплексом подготовки руды к выемке, с погрузкой механическими лопатами в думпкары и автосамосвалы для транспортирования на обогатительную фабрику.
Трансп. связи в К. обеспечиваются постоянными или скользящими съездами, а с поверхностью - траншеями. В процессе эксплуатации происходит перемещение рабочих уступов, вследствие чего увеличивается . Посредством вскрышных работ покрывающие породы перемещаются в отвалы, иногда размещаемые в выработанном пространстве, добычные работы обеспечивают выемку и перемещение п. и. на пром. площадку для первичной переработки или для отгрузки потребителю. Так формируются осн. грузопотоки в К., во многом определяющие его и технол. особенности.
При глуб. К. до 100 м с крепкими вмещающими породами в себестоимости 1 м 3 вскрыши до 25-30% занимают , 12-16%-экскавация, 35-40%-транспорт и 10-15% - отвалообразование; с увеличением глубины К. доля расходов на транспорт увеличивается до 60-70%. Совр. К. - высокомеханизир. предприятия, оснащённые производит. машинами и механизмами для дробления, выемки, транспортирования и складирования г. п. Применительно к крупным К. определяющим является мощное горн. и трансп. оборудование. Для бурения взрывных скважин применяют тяжёлые буровые станки (шарошечные с удалением буровой мелочи сжатым воздухом) массой до 100-130 т, развивающие усилие на долото 60-70 тс (диаметр скважин до 300-450 мм), лёгкие буровые станки. Осн. ВВ - гранулир. аммиачно-селитренные (бестротиловые простейшего состава), (смесь селитры с тротилом) и водонаполненные (в обводнённых скважинах). Механич. рыхление осуществляется рыхлителями, к-рых достигла 735 кВт, а масса 130 т. Электрич. экскаваторы с канатным приводом и ковшом вместимостью 15-30 м 3 при длине стрелы до 26 м - осн. выемочно-погрузочное оборудование на добыче угля и руды. Одновременно широко распространяются гидравлич. прямые мехлопаты с ковшами вместимостью 10-38 м 3 . Совершенствуются одноковшовые погрузчики разл. моделей с ковшами вместимостью 4-20 м 3 , массой от 25 до 180 т и приводом мощностью от 184 до 1040 кВт; осн. часть моделей - с шарнирно-сочленёнными рамами, поворачивающимися на 35-45°. На вскрышных работах внедряются всё более мощные мехлопаты и драглайны (применяется вскрышная мехлопата массой 12 тыс. т с ковшом вместимостью 135 м 3 при мощности привода 22 тыс. кВт и массой 12 тыс. т с ковшом вместимостью 168 м 3 при длине стрелы 92 м). на К. достигается применением роторных экскаваторов (при диам. ротора 22 м и ковшах вместимостью 6,6 м 3 суточная производительность машины до 240 тыс. м 3). На К. средней и малой мощности высокую эффективность показывают т.н. компактные роторные экскаваторы с уменьшенными рабочими параметрами. На К. с крепкими породами наибольший объём перевозок осуществляется тяжёлыми автосамосвалами. Автосамосвалы грузоподъёмностью 100-155 т являются распространённым средством транспорта благодаря манёвренности, возможности преодолевать крутые уклоны. В эксплуатации находится нек-рое число 200-тонных самосвалов и самый большой - грузоподъёмностью 318 т. Для транспортирования горн. массы из К. применяются ж.-д. тяговые агрегаты сцепной массой 360 т, думпкары грузоподъёмностью до 180 т. Создан для применения по трансп.-отвальной системе разработки производительностью 12,5 тыс. м 3 /ч с длиной стрелы 220 м. Высокую производительность и благоприятные условия рекультивации обеспечивает оборудования, включающий ленточные конвейеры и перегружатели. На К. средней производств. мощности применяются самоходные карьерные на гусеничном, колёсном и шагающе-рельсовом ходу с массой до 600 т и часовой производительностью 5 тыс. т. Использование в К. дробильных агрегатов позволяет перейти к более широкому использованию конвейерных систем транспортирования.
Электроснабжение К. осуществляется по воздушным линиям через карьерные подстанции напряжением 6-10 тыс. В. Для питания вспомогат. техники и освещения К. в рабочей зоне используются передвижные трансформаторные киоски. На К., особенно глубоких, при больших притоках подземных вод применяется осушит. с помощью скважин, пробуренных с поверхности вокруг К. или из подземных горн. выработок (см. Дренаж). Помимо осушения на К. производится ограждение от поверхностных и просачивающихся в К. вод.
Созданы автоматизир. системы перспективного, текущего и оперативного планирования горн. работ в К. по всем технол. процессам, включая рекультивацию земель, нарушенных открытыми горн. работами. Для определения конечных границ и производительности К. применяют . В компьютерную систему закладываются данные условий залегания, о мощности вскрышных пород, др. геол. факторы, экономич. показатели (плановая производительность К., стоимостные данные), требования по охране окружающей среды.
В связи с большим масштабом горн. работ и глубиной К. изменяют циркуляцию масс воздуха (холодный воздух "стекает" в К.), создают особый микроклимат (см. Проветривание карьеров). Л. М. Гейман.