При открытой разработке месторождений полезное ископаемое добывают непосредственно с земной поверхности. Горное предприятие, представляющее собой совокупность горных выработок и осуществляющее разработку месторождения полезного ископаемого открытым способом, называют карьером. Карьер, предназначенный для добычи угля, называется разрезом.

Месторождение (или его часть), разрабатываемое одним карьером, называют карьерным полем. Границами карьерного поля являются поверхности, проходящие через верхний и нижний контуры карьера (рис. 6.1). При этом верхним контуром карьера называют линию пересечения борта карьера с земной поверхностью, а нижним контуром карьера — с плоскостью дна карьера. Дном карьера называется нижняя, обычно горизонтальная, поверхность карьера.

Рис. 6.1. Границы карьерного поля

Участок, занимаемый основными объектами карьера, называется земельным отводом. Площадь земельного отвода во много раз превышает площадь карьерного поля.

При открытой разработке месторождение разделяют на отдельные горизонтальные слои. Слои вынимают сверху вниз с опережением верхнего слоя по отношению к нижнему.

Горизонтальный слой толщи пустых пород или полезного ископаемого, разрабатываемый самостоятельными средствами отбойки, погрузки и транспортирования горной массы, называют уступом. Уступ — основной технологический элемент карьера (рис. 6.2).

Часть уступа по его высоте, которая разрабатывается самостоятельными средствами выемки, но обслуживается транспортом, общим для всего уступа, называют подуступом.

Горизонтальные поверхности,ограничивающие уступ сверху и снизу, называется площадками уступа.

Различают нижнюю 1 и верхнюю 2 площадки уступа. Кроме того, площадки уступа подразделяются на рабочие и нерабочие. Площадка называется рабочей, если на ней располагается выемочно-погрузочное оборудование. Нерабочие площадки остаются свободными. Наклонная поверхность, ограничивающая уступ со стороны выработанного пространства, называется откосом уступа 7. Угол наклона откоса уступа к горизонтальной поверхности называется углом откоса . Углы откосов уступов зависят от многих факторов, в том числе от физико-механических свойств пород и полезного ископаемого, высоты уступов, времени их стояния и пр. и находятся в пределах 25—85°.

Линия пересечения откоса уступа с его площадкой называется бровкой уступа. Различают верхнюю 9 и нижнюю бровки уступа 8. Торец, или откос, уступа, являющийся непосредственным объектом горных работ, называется забоем 10, 11.

Уступ разрабатывают последовательными параллельными полосами — заходками 3, 4, 5, 6 с применением или без применения буровзрывных работ 16. Часть заходки по ее длине, разрабатываемая самостоятельными средствами отбойки и погрузки, называют блоком.

Комплекс площадок и откосов уступов от поверхности земли до дна карьера называют бортом карьера (рис. 6.1). Поверхность, проходящую через верхний и нижний его контуры, называют бортом карьера.

Рис. 6.2. Основные элементы уступа:
1, 2 — соответственно нижняя и верхняя площадки уступа; 3, 4, 5, 6 — заходки; 7 — откос уступа; 8 — нижняя бровка уступа; 9 — верхняя бровка уступа; 10, 11 — соответственно забои угольного и породного уступов; 12 — направление перемещения фронта работ; 13 — направление перемещения забоя заходки; 14 — развал породы после взрыва; ? — угол откоса уступа; 15 — погрузка породы экскаватором в железнодорожный состав; 16 — подготовка заходки к взрыву, бурение и заряжание скважин; А — рабочая площадка; Б — нерабочая площадка

Основными открытыми горными выработками являются: траншея и котлован.

Открытую горную выработку, имеющую значительную длину по сравнению с шириной и глубиной, называют траншеей (рис. 6.3). Траншея имеет трапециевидное или треугольное поперечное сечение. Они бывают горизонтальными, наклонными ,крутыми.

Наклонная траншея, при помощи которой земная поверхность связывается с рабочими уступами карьера, называется капитальной траншеей. Горизонтальная траншея, предназначенная для создания первоначального фронта работ на уступе, называется разрезной траншеей. В зависимости от расположения относительно контура карьера траншеи делятся на внешние и внутренние.

Рис. 6.3. Общий вид (а) и план (б) капитальной и разрезной траншеи:
1-2 - разрезная траншея; 2-3 - капитальная траншея; 4 - контур карьерного поля

Открытым способом добывают твердые полезные ископаемые, имеющие самые разнообразные формы и залегающие в различных природных условиях. Основные типы месторождений, разрабатываемых открытым способом, различают по геометрическим признакам: углу падения и мощности залежи. По положению залежи относительно дневной поверхности различаются месторождения: поверхностного типа, расположенные на поверхности или покрытые наносами небольшой мощности; глубинного типа, расположенные значительно ниже господствующего уровня поверхности; нагорного типа, расположенные на возвышенности или склоне горы; высотно-глубинного типа, частично расположенные на горе или на горном склоне.

По углу наклона к горизонту различают следующие залежи: горизонтальные или слабонаклонные — до 10—15°; наклонные — от 10 до 30°; крутые — более 30°.

По мощности различают залежи: тонкие — до 2—3 м; малой мощности — до 10—20 м; средней мощности — 20—30 м; большой мощности — более 30—50 м.

По структурному строению и распределению качества: залежи простые однокомпонентные с однородным строением и равномерным распределением качественных признаков; сложноструктурные многосортные и многокомпонентные.

© 2007-2008 «КарГТУ», кафедра РМПИ