6.4. Способ и система разработки месторождения

Расчет технико-экономических показателей начинается с обоснования способа разработки месторождения. Можно выделить пять основных способов разработки месторождений: открытый, подземный, геотехнологический, дражный и гидравлический. Часто применяют комбинированный способ, когда верхние горизонты разрабатывают открытым, а нижние  подземным способом.

Открытый способ, т.е. разработка месторождений с помощью карьеров, играет ведущую роль, им добывается бóльшая часть полезных ископаемых. Преимущества открытого способа состоят в том, что он позволяет развить высокую производительность рудника при относительно незначительных потерях полезного ископаемого. Кроме того, при открытом способе улучшаются условия безопасного ведения горных работ. Однако данный способ применим лишь при разработке относительно неглубоко залегающих полезных ископаемых.

Добыча руды в карьерах производится уступами высотой от 5 до 20 м. Рыхлые руды добывают экскаваторами, скальные  предварительно разрушают взрывным способом. Некоторые специфичные полезные ископаемые, например облицовочный строительный материал, распиливают на блоки. Особо ценные полезные ископаемые, например оптическое сырье, подвергают ручной или механизированной рудоразборке.

Карьер имеет несколько важных геометрических параметров: глубину, площадь на поверхности, площадь на дне, объем и углы откоса бортов. Последние зависят от степени устойчивости горных пород (табл.24) и являются весьма существенным фактором, определяющим объем карьера и, следовательно, объем горных работ. В простейшем случае, когда рельеф дневной поверхности носит равнинный характер, а углы откоса бортов сохраняют свое значение по глубине, объем карьера может быть рассчитан по формуле объема усеченного конуса (9).

Таблица 24

Ориентировочные углы откоса бортов карьера, градусы

Характеристики горных пород	Коэффициент крепости по шкале Протодьяконова	Глубина карьера, м
		90	180	240	300
В высшей степени крепкие и очень крепкие	15-20	60-68	57-65	53-60	48-54
Крепкие и довольно крепкие	8-14	50-60	48-57	45-53	42-48
Средней крепости	3-7	45-50	41-48	39-45	36 42
Довольно мягкие и мягкие	1-2	30-43	28-41	26-39	24-36
Мягкие и землистые	>0,8	21-30	20-28	-	-

При более сложной конфигурации объем карьера делят на несколько геометрических и объемных элементов простой формы или для вычисления объема используют такие же методы, что при подсчете запасов руд (см. главу 5).

Подземный способ, т.е. добыча с помощью шахт и штолен, применяется для глубоко расположенных месторождений. В условиях сильно расчлененного рельефа вместо шахт используют штольни. Подземный способ по значимости занимает второе место. Достоинствами его являются возможность добычи руд на больших глубинах (до 3 км) и относительно небольшие капитальные вложения на строительство рудника, так как объем горно-капитальных работ по сравнению с карьером небольшой.

Добыча руды в шахтах и штольнях производится преимущественно с применением взрывных работ. Существует много систем подземной разработки, зависящих от формы, размеров и элементов залегания рудных тел, от устойчивости руд и вмещающих пород, от ценности полезного ископаемого (табл.25). На выбор системы разработки могут оказать влияние обводненность месторождения, газоносность, возможность самовозгорания полезного ископаемого, необходимость предотвратить от обрушения вышележащие полезные ископаемые или от просадок дневную поверхность и другие факторы. На больших глубинах определенное влияние оказывает возможность появления горных ударов.

Таблица 25