Кар'є́р — сукупність відкритих гірничих виробок, призначених для розробки родовища корисних копалин; копальня, гірниче підприємство з видобування корисних копалин відкритим способом.
Вугільний кар'єр називають «вугільним розрізом». Кар'єр для видобутку каменю називається «каменярня».
Історія
Відкриті гірничі роботи відомі з епохи палеоліту. Перші великі кар'єри з'явилися у зв'язку з будівництвом у Стародавньому Єгипті пірамід. Пізніше в античному світі в кар'єрах у великих масштабах добувався мармур. Розширення області застосування відкритого способу розробки за допомогою кар'єрів стримувалося аж до початку ХХ ст. відсутністю високопродуктивних машин для виймання і переміщення великих обсягів розкривних порід. На кінець ХХ ст. в кар'єрах добувалося 95 % будівельних гірських порід, бл. 70 % руд, 90 % бурого і 20 % кам'яного вугілля.
Елементи кар'єру
Елементи кар'єру — просторові складові кар'єру, які вичерпно характеризують його геометрію. Основні елементи (рис.): робочий (1) і неробочий (2) борт кар'єру, підошва або дно (3), верхній і нижній контури (4) кар'єру, уступи (5,6), майданчики (7,8), кути укосу уступу γ1, γ2, границі кар'єру.
Робоча зона кар'єру
Робоча зона кар'єру — сукупність робочих (розкривних та добувних) уступів, на яких виконуються роботи по підготовці та вийманню гірських порід. Положення К.р.з. визначається на розрізі кутом нахилу робочого борту кар'єру і висотними відмітками верхнього та нижнього робочих горизонтів; у плані — протяжністю фронту робіт на робочих уступах. При розробці горизонтальних і пологих родовищ малої та середньої потужності висотне положення К.р.з. залишається незмінним; при розробці похилих і крутих родовищ, а також потужних ізометричних покладів робоча зона поступово знижується разом зі збільшенням глибини кар'єру.
Дно кар'єру
Дно кар'єру — майданчик нижнього уступу кар'єру (що називається також підошвою кар'єру). В умовах розробки крутих та нахилених тіл корисних копалин мінімальні розміри Д.к. визначаються з урахуванням умов безпечного виймання і навантаження гірських порід з останнього уступу: по ширині — не менше 20 м, по довжині — не менше 50-100 м.
Під час розробки морфологічно складних покладів значного простягання Д.к. може мати ступінчасту форму.
Глибина кар'єру
Глибина кар'єру — відстань по вертикалі між рівнем земної поверхні і дном кар'єру або відстань від верхнього контуру кар'єру до нижнього. Розрізняють проектну, кінцеву та граничну Г.к. Див. глибокий кар'єр.
Граничний контур кар'єру
Граничний контур кар'єру — контур кар'єру на період його погашення, тобто припинення робіт.
Будівництво кар'єру
Сукупність робіт (гірничо-капітальних, транспортних, монтажних та інших), що включають супутнє видобування корисної копалини і проводяться з метою утворення мінімально можливого фронту гірничих робіт, нормативних розкритих запасів, робочих майданчиків на уступах, передбачених проектом транспортних комунікацій тощо.
Технологія і техніка проведення
Кар'єр — це система уступів (як правило, верхні — породні або розкривні, нижні — видобувні), посування яких забезпечує виймання гірн. маси в контурах кар'єрного поля. Транспортні зв'язки в кар'єрі забезпечуються постійними або ковзаючими з'їздами, а з поверхнею — траншеями. У процесі експлуатації відбувається переміщення робочих уступів, внаслідок чого збільшується вироблений простір. За допомогою розкривних робіт покривні породи переміщають у відвали, які іноді розміщують у виробленому просторі. При глибині кар'єра до 100 м з міцними вмісними породами в собівартості 1 м³ розкриву до 25-30 % займають буропідривні роботи, 12-16 % — екскавація, 35-40 % — транспорт і 10-15 % — відвалоутворення. Із збільшенням глибини К. частка витрат на транспорт збільшується до 60-70 %.
Для буріння вибухових свердловин у кар'єрі застосовують важкі бурові станки масою до 100—130 т та легкі бурові станки. Осн. тип ВР — ґранульовані аміачно-селітряні ґрануліти, грамоніти (суміш селітри з тротилом) і водонаповнені (в обводнених свердловинах). Основне виймально-навантажувальне обладнання при видобуванні вугілля і руди — електричні екскаватори з канатним приводом і ковшем місткістю 15-30 м³ при довжині стріли до 26 м. Одночасно дуже поширені гідравлічні прямі мехлопати з ковшами місткістю 10-38 м³. Використовуються одноковшеві навантажувачі з ковшами місткістю 4-20 м³. На розкривних роботах впроваджуються все потужніші мехлопати і драґлайни (наприклад, застосовується розкривна мехлопата масою 12 тис.т з ковшем місткістю 135 м³ при потужності привода 22 тис. кВт і драґлайн масою 12 тис.т з ковшем місткістю 168 м³ при довжині стріли 92 м).
Потокова технологія на кар'єрах досягається застосуванням роторних екскаваторів (при діам. ротора 22 м і ковшах місткістю 6,6 м³ добова продуктивність машини до 240 тис. м³). На кар'єрах середньої і малої потужності високу ефективність показують компактні роторні екскаватори із зменшеними робочими параметрами. На кар'єрах з міцними породами найбільший обсяг перевезень здійснюється важкими автосамоскидами.
Автосамоскиди вантажопідйомністю 100—155 т — поширений засіб транспорту завдяки їх маневреності, можливості долати круті схили. Експлуатуються і 200-300-тонні самоскиди. Для транспортування гірн. маси з кар'єрів застосовують залізничні тягові агрегати зчіпною масою 360 т, думпкари вантажопідйомністю до 180 т. Застосовують самохідні кар'єрні дробарки на гусеничному, колісному і крокуючо-рейковому ходу з масою до 600 т і продуктивністю 5000 т/год. Використання в кар'єрах дробильних агрегатів дозволяє перейти до ширшого використання конвеєрних систем.
Найбільший кар'єр в Україні — Інгулецький (до 34,8 млн т руди на рік).
Фронт робіт у кар'єрі
Фронт робіт кар'єру — сумарна протяжність фронтів робіт окремих робочих уступів; поділяється на розкривний та видобувний.
ПОСУВАННЯ ФРОНТУ РОБІТ У КАР'ЄРІ — один з показників інтенсивності розробки родовища; характеризується швидкістю П.ф.р.к., тобто відстанню переміщення фронту гірничих робіт, вираженою в метрах за одиницю часу (здебільшого — за рік). Залежить г.ч. від масштабу робіт, виду та конструкції навантажувального і транспортного обладнання, що застосовується, способу переміщення фронту гірничих робіт та висоти уступів, що відпрацьовуються. Розрізняють віялове, рівнобіжне та змішане П.ф.р.к.
Посування віялове — переміщення фронту гірничих робіт при розробці кар'єрного поля (чи його частини) округлої форми, що характеризується більшою швидкістю посування відділених від поворотного пункту ділянок фронту (переміщення фронту в плані «віялом», «по віялу»).
Посування фронту рівнобіжне — переміщення фронту гірничих робіт паралельно одній з осей кар'єрного поля від однієї його границі до іншої чи з проміжного положення до контурів.
Посування фронту змішане — комбінація різних схем посування фронту гірничих робіт, наприклад, рівнобіжного і віялового.
Відносно простягання покладів корисних копалин фронт робіт може бути поздовжнім (рис.4,а), поперечним (рис.4,б ) або концентричним (рис.4,в). Сумарна довжина фронтів робіт на уступах становить фронт робіт кар'єру.
- Поздовжній фронт кар'єру має значну довжину і відносно малу швидкість посування (30...60 м/р). При цьому складаються сприятливі умови для роздільної розробки різновидів гірських порід ва уступах, утворення значних запасів підготовлених до виймання корисних копалин і інтенсивності їх видобування. Але таке орієнтування фронту пов'язано з великим об'ємом гірничопідготовчих робіт. Воно доцільне на кар'єрах з відносно невеликою потужністю покривних порід і експлуатацією залізничних потягів та стрічкових конвеєрів.
- Поперечний фронт кар'єру має відносно малу довжину і велику швидкість посування (60... 200м/р). Резерви нарощування виробничої потужності і створення значних запасів підготовлених до виймання корисних копалин обмежені. Проте, об'єми гірничо-підготовчих робіт невеликі, що забезпечує темп поглиблення до 10...20 м/р і більше. Така орієнтація фронту доцільна при розробці крутоспадаючих родовищ корисних копалин з використанням автомобільного транспорту у вибоях.
- Концентричний фронт кар'єру характеризується довжиною на кожному уступі, що змінюється протягом усього періоду експлуатації. Фронт робіт по корисних копалинах обмежений 3... 5 нижніми уступами. Однак, таке орієнтування фронту забезпечує мінімальні об'єми гірничопідготовчих і розкривних робіт та високий темп поглиблення. Воно практикується на глибоких кар'єрах з використанням автомобільного і рідко – залізничного транспорту у вибоях.
Глибина розвитку деформацій в кар'єрі
Глибина розвитку деформацій в кар'єрі — горизонтальна відстань від початкового положення верхньої бровки укосу (верхньої бровки контуру кар'єру) до останньої тріщини, що візуально прослідковується в напрямку, протилежному напряму руху зміщених мас укосу.
Об'єм кар'єру
Об'єм гірських порід, що підлягають розробці в кінцевих (проектних) контурах кар'єру.
Межі (границі) кар'єра
Межі (границі) кар'єра — поверхні, що проходять через верхній і нижній контури кар'єру, та поверхні, що обмежують його по глибині.
Визначаються планом кар'єра, ТЕО на об'єкт.
Див. також
Література
| Вікісховище має мультимедійні дані за темою: Кар'єр |
- Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2004. — Т. 1 : А — К. — 640 с. — ISBN 966-7804-14-3.
- Положення про проектування гірничодобувних підприємств України та визначення запасів корисних копалин за ступенем підготовленості до видобування.