Что такое карьер? Подробный разбор. Значение слова карьер

К числу удивительных явлений природы наверняка можно отнести периодически разверзающиеся в разных местах земного шара дыры.

1.Кимберлитовая трубка "Мир" (Mir diamond pipe), Якутия.

Кимберлитовая трубка «Мир» - карьер, расположенный в городе Мирный, Якутия. Карьер имеет глубину 525 м и диаметр 1,2 км, является одним из крупнейших в мире карьеров. Добыча алмазоносной кимберлитовой руды прекращена в июне 2001 года. В настоящее время на борту карьера ведётся строительство подземного рудника с одноимённым названием, для отработки оставшихся подкарьерных запасов, выемка которых открытым способом нерентабельна.

Самый большой в мире карьер по добыче алмазов поражает воображение.

2.Кимберлитовая трубка "Большая дыра" , ЮАР.

Большая дыра - огромный недействующий алмазный рудник в городе Кимберли (ЮАР). Считается, что это наибольший карьер, разработанный людьми без применения техники. В настоящее время является главной достопримечательностью города Кимберли.

Начиная с 1866 по 1914 год около 50 тыс. шахтёров вырыли шахту с помощью кирок и лопат, разработав при этом 2,722 тонн алмазов (14,5 миллионов карат). В процессе разработки карьера было извлечено 22,5 млн тонн грунта.Именно здесь были найдены такие знаменитые алмазы, как "Де Бирс" (428,5 карата), голубовато-белый "Портер-Родс" (150 карат), оранжево-желтый "Тиффани" (128,5 карата). В настоящее время это месторождение алмазов исчерпано.Площадь "Большой дыры" составляет 17 гектаров. Её диаметр составляет 1,6 км. Дыра была вырыта на глубину 240 метров, но затем был засыпана пустой породой до глубины 215 метров, в настоящее время дно дыры заполняет вода, её глубина составляет 40 метров.

На месте шахты раньше (примерно 70 - 130 миллионов лет назад) находилось жерло вулкана.Почти сто лет назад – в 1914 году, разработки в “Большой дыре” были прекращены, но зияющее жерло трубки остается по сей день и теперь служит разве что приманкой для туристов, выполняя роль музея. И… начинает создавать проблемы. В частности, возникла серьезная опасность обрушения не только ее краев, но и проложенных в непосредственной близости от нее дорог.Дорожные службы ЮАР давно уже запретили проезд в этих местах тяжелого грузового транспорта, а теперь настоятельно рекомендуют и всем прочим водителям избегать проезда по Бултфонтейн-Роад в районе Big Hole.Власти собираются полностью перекрыть опасный участок дороги. А крупнейшая алмазная компания мира “Де Бирс”, владевшая этой шахтой с 1888 года, не нашла ничего лучшего, как избавиться от нее, выставив на продажу.

3. Карьер Kennecott Bingham Canyon Mine , штат Юта.

Самый большой действующий карьер в мире - разработка меди началась в 1863 году и идет до сих пор. Около километра в глубину и три с половиной километра в ширину.

Является крупнейшим в мире антропогенным образованием (выкопаным человеком). Представляет собой рудник разработка которого ведётся открытым способом.

Имеет по состоянию на 2008 год размеры: 0,75 милю (1,2 км) глубиной, 2,5 мили (4 км) в ширину и охватывает площадь 1900 акров (7,7 кв.км).

Руда были впервые обнаружены в 1850 г., с 1863 началась разработка карьера которая продолжается по сей день.

В настоящее время в карьере работают 1400 человек, которые ежедневно извлекают 450000 тонн (408 тыс. т) породы. Руда загружается в 64 больших самосвалов, которые способны перевозить по 231 тонн руды, эти грузовики стоят около 3 млн долл. США каждый.

4. Карьер "Дьявик" (Diavik) , Канада. Добывают алмазы.

Канадский карьер “Diavik” – пожалуй, одна из самых молодых (по разработке) алмазных кимберлитовых трубок. Впервые она была исследована только в 1992 году, инфраструктура создана к 2001 году, а добыча алмазов началась с января 2003. Предположительно шахта прослужит от 16 до 22 лет.
Место ее выхода на поверхность земли само по себе уникально. Во-первых это не одна, а сразу три трубки, образовавшиеся на острове Las de Gras, - примерно в 220 км южнее Полярного круга, у берегов Канады. Поскольку дыра огромная, а остров посреди Тихого океана небольшой, всего 20 кмІ

а короткий срок алмазная шахта Diavik стала одной из важнейших составляющих экономики Канады. Из этого месторождения добывается до 8 миллионов каратов (1600 кг) алмазов в год. На одном из соседних с ней островов построен аэродром, способный принимать даже громадные Боинги. В июне 2007 года консорциум семи компаний горнодобывающей промышленности объявил о своем намерении спонсировать экологические исследования и приступить к строительству на северном берегу Канады крупного порта для приема грузовых судов водоизмещением до 25 000 тонн, а также – 211 км подъездной дороги, которая соединит порт с заводами консорциума. А это значит, что дыра в океане будет расти и углубляться.

5. Great Blue Hole , Белиз.

Всемирноизвестная Great Blue Hole (“Великая голубая дыра”) – основная достопримечательность живописного, экологически идеально чистенького Белиза (бывший Британский Гондурас) – государства в Центральной Америке, на полуострове Юкатан. Нет, на сей раз это не кимберлитовая трубка. Из нее “добывают” не алмазы, а туристов – любителей дайвинга со всего мира, благодаря чему она кормит страну не хуже трубки алмазной. Наверное, ее лучше было бы назвать не “Голубой дырой”, а “Голубой мечтой”, поскольку такое может привидеться разве что в грезах или во сне. Это подлинный шедевр, чудо природы – идеально круглое, сумеречно синеющее пятно посреди Карибского моря, окруженное кружевной манишкой атола Lighthouse Reef.

Вид из космоса!

Ширина 400 метров, глубина 145 - 160 метров.

Будто над бездной проплывают…

6. Отверстие водостока в резервуаре плотины Monticello.

Большая рукотворная дыра находится в Северной Калифорнии, США. Но это не просто яма. Отверстие водостока в резервуаре плотины Монтичелло - самый большой гидрослив в мире! Его соорудили примерно 55 лет назад. Этот воронкообразный выход просто незаменим здесь. Он позволяет быстро сбрасывать излишки воды из резервуара, когда ее уровень превышает допустимую норму. Этакий защитный клапан.

Визуально воронка выглядит, как гигантская бетонная труба. Она способна пропускать через себя в секунду аж 1370 куб. м воды! Глубина эдакой дыры - около 21 м. Сверху донизу она имеет форму конуса, диаметр которого на вершине достигает почти 22 м, а книзу сужается до 9 м и выходит с другой стороны плотины, выводя при переполнении водохранилища излишки воды. Расстояние от трубы до пункта выхода, который расположен немного южнее, приблизительно 700 футов (около 200 м).

7. Карстовый провал в Гватемале.

Гигантская воронка глубиной 150, а диаметром 20 метров. Вызван подземными водами и дождями. Во время образования провала погибло несколько человек и уничтожено с десяток домов. По словам местных жителей, примерно с начала февраля в районе будущей трагедии ощущались подвижки почвы, а из-под земли слышался приглушенный гул.

Карьер (разрез )- совокупность выемок в земной коре, образованных при добыче полезного ископаемого открытым способом; горное предприятие по добыче полезных ископаемых открытым способом.
В широком смысле карьер – это громадная вырытая в земной поверхности скважина. Карьеры образуются, когда из земли огромными или раздробленными кусками вынимают породу, и бывают они разными.

Принцип открытой разработки заключается в том, что расположенные сверху более мощные слои пустых пород, покрывающих полезное ископаемое, в пределах горного отвода разделяется на горизонтальные слои, 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.

Дном карьера является площадка нижнего уступа карьера (что называется также подошвой карьера). В условиях разработки крутых и наклонных тел полезных ископаемых минимальные размеры дна карьера 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 дно карьера может иметь ступенчатую форму.

Глубина карьера - это расстояние по вертикали между уровнем земной поверхности и дном карьера, или расстояние от верхнего контура карьера к нижнему. Различают проектную, конечную и предельную глубину карьера.

Карьер представляет собой систему уступов (как правило, верхние - породные или вскрышные, нижние - добычные), которые постоянно подвигаются, обеспечивая выемку горной массы в контурах карьерного поля.

Взрывы

Одним из способов добычи каменной породы в карьере является взрыв. Для взрыва бурят скважины заданной глубины, с помощью буровой машины. Диаметр скважин может быть разный, в зависимости от состава камня. Сетка скважин (расстояние между скважинами) тоже может быть разной. Скважины бурят как правило заранее и потом закрывают их мешками, чтобы не попала вода или мелкие камни до начала работы. Раскладывают компоненты: мешок со взрывчаткой и детонатор. Затем подсоединяют детонаторы и опускают вниз. Кабель привязывают, чтобы «не ушел» вниз.

Заряжают скважину взрывчатым веществом. По ходу работ меряют уровень взрывчатого вещества в скважине.

После заряда, в скважине выполняется забойка (пробка) из породы, которая осталось после бурения скважины.
Забойка нужна для запирания продуктов взрыва, чтобы не «вылетело» вверх из скважины, и чтобы взрыв пошел по кратчайшему пути не вверх, а в бок.

Заканчивают работу, соединяют провода в гирлянду. Проверяют контур на отсутствие обрывов.

Подается предупредительный сигнал перед взрывом. Всю технику с карьера убирают на безопасное расстояние от точки взрыва, люди прячутся в укрытии, и происходит взрыв. После взрыва подается сигнал об окончании взрывных работ.

Виды карьеров

Карьер

Карьеры бывают:

алмазные;
медные;
угольные и иные.

Продукция карьеров

На гранитных карьерах добывают и производят , отсев гранитный, бутовый камень.

На кварцитовых карьерах: щебень кварцитовый, отсев кварцитовый.

На песочных карьерах: строительный, песок овражный, песок карьерный.

На известняковых карьерах: щебень известняковый, мука известняковая, гипсовый щебень.

На андезитовых карьерах: андезитовый, камень бутовый, камень бутовый тонкоколотый.

На мраморном карьере: мраморная крошка, мраморный песок, мраморная мука, камень бутовый.

На блочных карьерах: блоки гранитные, плиты гранитные, блоки габбро, брусчатка.

На перлитовых карьерах: щебень перлитовый, песок, камень перлитовый, перлит вспученный.

На цеолитовых карьерах: щебень цеолитовый, цеолит природный дробленый.

« »

Видео гранитного карьера

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.

Угольный карьер

Песчаный карьер

Угольный карьер называется угольным разрезом .

История

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

Основными взрывчатыми веществами, применяемыми при разработке карьеров в Советском союзе, в 1920-е годы были аммонал и аммониты , в 1930-е - динамоны , в годы Великой отечественной войны - оксиликвиты и аммониты, а с 1956 года по 1960-е - игданит .

Элементы карьера

Дно карьера

Глубина карьера

Глубина карьера - это расстояние по вертикали между уровнем земной поверхности и дном карьера или расстояние от верхнего контура карьера до нижнего. Различают проектную, конечную и предельную глубину карьера [ ] .

Самые глубокие карьеры в мире достигают глубины почти 1 км. Самым глубоким карьером является Бингем-Каньон (штат Юта , США), карьер Чукикамата (Чили) имеет глубину более 850 м.

Предельный контур карьера

Предельный контур карьера - контур карьера на период его погашения, то есть прекращения работ по выемке полезного ископаемого и вскрыши [ ] .

Технология и организация работ в карьере

Перемещение горной массы осуществляется различными видами транспорта. Транспортные связи в карьере 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 карьера 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 карьера часть расходов на транспорт увеличивается до 60-70 %.

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 рабочей зоны карьера остается неизменным. При разработке наклонных и крутых месторождений, а также мощных изометрических залежей рабочая зона постепенно понижается вместе с увеличением глубины карьера.

Подвигание фронта работ в карьере

Подвигание фронта работ в карьере - один из показателей интенсивности разработки месторождения. Подвигание фронта работ в карьере характеризуется скоростью, то есть расстоянием перемещения фронта горных работ, выраженным в метрах за единицу времени (по большей части - за год). Скорость зависит от масштаба работ, вида и конструкции погрузочного и транспортного оборудования, которое применяется, способа перемещения фронта горных работ и высоты уступов, которые отрабатываются. Различают веерное, равнобежное и смешанное подвигание фронта работ в карьере.

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»).

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.