Открытым способом разрабатываются полезные ископаемые (уголь, руда) и местные строительные материалы (камень, гравий, песок, известняк). Местные строительные материалы транспортировать на большое расстояние нецелесообразно. Обычно их вывозят на объекты, расположенные в пределах области, а чаще района. Производительность карьеров местных строительных материалов относительно невелика, до 100-150 тыс. м³ в год.

Промышленная зона состоит из карьера, завода первичной переработки сырья, мастерских, подсобных и вспомогательных зданий и транспортных сооружений. Транспортирование материала из карьера до завода первичной переработки сырья или места погрузки в железнодорожный подвижной состав производится конвейерами или автотранспортом. Выбор вида транспорта зависит от производительности карьера, расстояния возки, условий залегания материала и его вида. Конвейеры применяются для сыпучих и комковатых материалов (песок, гравий, глина). Транспортирование конвейерами камня нерационально, так как требует предварительного его дробления.

Применение железнодорожного транспорта затруднено из-за больших уклонов на въезде в карьеры. Его можно использовать при поверхностной разработке материалов, не требующих первичной переработки и отправляемых на значительное расстояние (более 100 км).

Завод первичной обработки карьерного материала представляет собой: на каменных карьерах – дробильно-сортировочный завод, на гравийных и песчаных – сортировочную и моечную установку для разделения материала по крупности и промывки с целью удаления глинистых включений.

Карьер со всеми обслуживающими его установками и производственными зданиями является лишь частью промышленного узла. Его нельзя рассматривать самостоятельно, в отрыве от других карьеров, предприятий строительной индустрии: кирпичных, железобетонных заводов, растворобетонных узлов, известково-обжигательных печей, потребляющих карьерный материал.

Предприятия открытого способа добычи полезных ископаемых являются центрами, вокруг которых формируются промышленные узлы с густой транспортной сетью. В качестве примера на рис. 3.9 приведена схема промышленного узла одного из крупных железорудных карьеров с горно-обогатительным комбинатом (ГОК).

Как видно из схемы, основными элементами промышленного узла являются два действующих карьера 8, ГОК 7, многочисленные отвалы вскрышных пород 4 и чернозема 3, хранилище «хвостов» 10, получающихся при обогащении железистых кварцитов. Производительность карьеров 10 млн. т кварцитов в год, производительность ГОК 9,5 млн. т обогащенной аглоруды. В состав промышленного узла входят также несколько населенных пунктов для рабочих 2 и комбинат подсобных предприятий 6.

В состав железорудного карьера в свою очередь входят дробильно-сортировочная фабрика, центральные ремонтно-механические мастерские, локомотивные и вагонное депо, материально-техническая база, пароводогрейная котельная, электростанция, административно-бытовой комбинат и другие, более мелкие объекты.

Горно-обогатительный комбинат включает в себя: дробильно-обогатительную фабрику, фабрику окомкования, площадку радиальных сгустителей, лабораторный корпус, электроподстанцию, котельную, материально-техническую базу, административно-бытовой комбинат и другие, более мелкие сооружения.

Как видно из этого далеко не полного перечня только наиболее крупных предприятий, промышленный узел представляет собой сложный комплекс различных предприятий и сооружений.

Рис. 3.9. Промышленный узел железнодорожного карьера и

горно-обогательного комбината:

1 – склад взрывчатых материалов; 2 – населенные пункты; 3 – отвалы чернозема; 4 – отвалы породы; 5 – дамбы; 6 – комбинат подсобных предприятий; 7 – горно-обогатительный комбинат; 8 – карьеры; 9 – проектируемые карьеры;

10 – хвостохранилище

При проектировании промышленного узла учитываются климатические, топографические особенности местности, наличие транспортных коммуникаций. По возможности соблюдается принцип зонирования. В данном случае положение горно-обогатительного комбината определилось возможностью устройства хвостохранилища в пойме реки и расположения обогатительной фабрики на отметках‚ превышающих отметку зеркала хранилища на весь период его эксплуатации. Отвалы располагаются по периметру в непосредственной близости от карьеров. Положение карьеров определяется контурами залегания рудного тела.

Схема промышленного узла во многом зависит от применяющегося транспорта. В данном случае предусмотрена смешанная схема. Вскрыша вывозится в отвал автомобильным транспортом, кварциты от экскаваторов до промежуточной площадки – автомобилями, а оттуда до ГОК – железнодорожным транспортом.

Рис. 3.10. Промышленный узел угольного разреза

На рис. 3.10 дана общая схема одного из угольных разрезов. Вскрыша толщиной до 100-120 м разрабатывается экскаваторами, и грунт отвозится в отвалы железнодорожным транспортом. Подача вагонов под погрузку и в отвал производится вагонами вперед.

Уголь добывается экскаваторами и вывозится на поверхность железнодорожным транспортом через центральную угольную выездную траншею. Углесборочная станция является распорядительной. Здесь уголь выгружается и поступает на обогатительную фабрику, а после обогащения грузится в железнодорожные вагоны сети общего пользования.

Как видно на рис. 3.10, ко всем основным объектам узла подведены автомобильные дороги, составляющие вместе с железнодорожными путями хорошо развитую мобильную транспортную сеть. Характерной особенностью приведенной транспортной схемы является четкое разграничение угольных и породных перевозок с пересечением путей в разных уровнях.

Рис. 3.11. Схема путевого развития угольного разреза

Такое же четкое разграничение угольных и породных перевозок характерно для схемы угольного разреза, путевое развитие которого приведено на рис. 3.11. Распределение порожних вагонов по уступам вскрыши производится на станции Вскрыша. Станция Породная является тупиковой, на которой происходит перемена направления движения породных вертушек. Поэтому перецепка локомотива не производится. Этим же объясняется относительная простота горловин станций Вскрыша и Породная.

Распределение порожних вагонов по уступам под погрузку угля производится на станции Траншейная. Распорядительной является станция Угольная, где формируются поезда на ГРЭС. Здесь же размещено локомотивное хозяйство, необходимость которого определяется тем, что все перевозки внутри узла и на ГРЭС осуществляются собственным подвижным составом.

На рис. 3.12 приведена схема карьера, полностью обслуживаемого автомобильным транспортом. На двух вскрышных и двух добычных горизонтах разработка ведется одноковшовыми экскаваторами 4. Вскрыша и уголь вывозятся по пологому спиралевидному спуску (северная часть карьера). Для погрузки угля в железнодорожные вагоны на станции «Погрузочная» устроен приемный бункер 1, соединенный ленточным транспортером 2 с погрузочными бункерами 3. Кольцевая дорога на отвале обеспечивает поточное движение автомобилей в месте выгрузки породы. Применение автомобилей для карьерных работ имеет то преимущество, что возможны уклоны дорог 100 ‰ и более. Это позволяет значительно сократить величину и объемы земляных работ на устройстве въездной траншеи. Отпадает необходимость в непрерывной перекладке погрузочных путей.

Рис. 3.12. Схема карьера, обслуживаемого автомобильным транспортном:

1 – приемный бункер; 2 – ленточный транспортер; 3 – погрузочный бункер;

4 – экскаватор; 5 – автомобильная дорога

Рис. 3.13. Схема карьера, обслуживаемого железнодорожным и конвейерным транспортом

На рис. 3.13 приведена схема карьера с другим вариантом смешанной транспортной схемы. Вскрыша вывозится железнодорожным транспортом. Уголь конвейером из карьера подается на промышленную площадку, где грузится в железнодорожные вагоны через бункер. Работу железнодорожного транспорта по вывозу угля регулирует станция Угольная, соединенная подъездным путем со станцией примыкания. Породные перевозки регулирует станция Породная, где производится перецепка локомотива перед подачей вагонов на отвал.