Главными условиями прогрессивного развития открытого способа разработки являются создание и наиболее полное использование в карьерах высокоэффективных средств горного и транспортного оборудования.

На современных открытых разработках приходится перемещать значительные объемы полезного ископаемого и особенно вскрышных пород (до сотен тысяч кубических метров в сутки). Транспортирование вскрыши и полезного ископаемого— один из наиболее трудоемких процессов технологического комплекса открытых горных работ. Стоимость перемещения горной массы составляет 40—50% общей стоимости вскрышных работ в карьере.

С помощью средств карьерного транспорта горная масса от экскаваторных забоев перемещается до пунктов разгрузки. Разгрузочными пунктами являются: для вскрышных пород— отвалы, для полезного ископаемого— устройства для перегрузки с одного вида транспорта на другой, постоянные или временные склады, приемные бункера дробильных, сортировочных, обогатительных, агломерационных или брикетных фабрик.

Карьерный транспорт имеет ряд следующих особенностей, отличающих его от транспорта общего пользования:

1. Пункты погрузки и разгрузки постоянно изменяют свое положение, следуя за фронтом горных работ, что требует периодического перемещения транспортных коммуникаций и оборудования (железнодорожных путей, автодорог, конвейеров).

2. Цикл карьерных транспортных средств прерывного действия (железнодорожный, автомобильный и др.) состоит из операций погрузки, движения с грузом, разгрузки и обратного движения порожняком.

3. Транспортирование из карьера происходит, как правило, на большом уклоне при разработке как глубинных, так и нагорных месторождений.

4. Для производительного использования горного и транспортного оборудования (экскаваторов и подвижного состава) необходимо взаимное согласование их параметров. Основными требованиями, предъявляемыми к карьерному транспорту, являются: обеспечение заданного грузооборота; бесперебойность работы (точное соблюдение графика движения—для средств цикличного действия и непрерывность потока— для транспортных средств непрерывного действия); возможно меньшая трудоемкость работ (благодаря применению механизации и автоматизации основных и вспомогательных процессов при транспортировании); безопасность движения и ведения работ. Одно из основных положений при выборе схем транспортирования— разделение грузопотоков вскрышных пород и полезного ископаемого, что целесообразно, например, в условиях большой и средней производственной мощности карьеров (если позволяют горно-геологические условия), так как обеспечивает ритмичную и бесперебойную работу всего предприятия. Выбор вида и средств карьерного транспорта определяется рядом факторов и в первую очередь характеристикой транспортируемого груза, расстоянием перевозки, масштабами работ и темпами их развития. От масштабов работ (грузооборота) зависит мощность транспортных средств, а темпы ведения горных работ определяют требования к маневренности средств транспорта. В условиях карьеров самостоятельно или в комбинациях используются железнодорожный, автомобильный, конвейерный, гидравлический, канатный и воздушный виды транспорта. Каждому из этих видов соответствуют определенное оборудование, коммуникации, схемы и организация работы.

Основное распространение на карьерах получили железнодорожный, автомобильный и конвейерный транспорт, которые применяются уже в течение длительного времени и имеют свою эволюцию. По прогнозу развития открытой добычи и в будущем эти виды транспорта останутся основными (как при самостоятельном их использовании, так и в различных комбинациях).

Железнодорожный транспорт, ранее других применявшийся на карьерах СССР, в настоящее время оснащен современной техникой. Совершенствуется система организации движения поездов. Применение системы СЦБ (сигнализации, централизации и блокировки) и радиосвязи диспетчера с экскаваторными и локомотивными бригадами позволяет значительно улучшить организацию и безопасность работы. Железнодорожный транспорт эффективно применяется во многих карьерах большой мощности при значительных расстояниях откатки, хотя предъявляет наиболее строгие требования к плану и профилю пути, т. е. применение этого вида транспорта требует наибольших радиусов кривых и допускает наименьшие подъемы пути. Автомобильный транспорт применяется в сложных условиях залегания полезных ископаемых или при быстром продвигании фронта работ. Основное преимущество автомобильного транспорта— маневренность, поэтому он более других видов транспорта пригоден для разработки месторождений с небольшими запасами при малом сроке эксплуатации карьера, особенно при коротких расстояниях транспортирования. Главным преимуществом автомобильного транспорта перед железнодорожным является его способность преодолевать в 2—3 раза большие подъемы и проходить кривые в 4—6 раз меньшего радиуса.

Конвейерный транспорт, способный транспортировать материал под углом 17—19°, широко применяется на карьерах СССР и за рубежом. Однако применение конвейерного транспорта предъявляет наиболее жесткие требования к характеристике (кусковатости и абразивности) перемещаемого материала, в связи с чем основное распространение конвейеры получили при транспортировании мягких, рыхлых горных пород. Благодаря созданию конвейерных лент высокой прочности в настоящее время расширяется область применения этого вида транспорта, в частности для доставки тяжелых и абразивных материалов.

Нередко экономичным является применение комбинированного транспорта. В этом случае на определенных участках транспортирования проявляются преимущества каждого вида транспорта.

Железнодорожный транспорт

Применение железнодорожного транспорта на карьерах началось за рубежом в конце 19 в., в СССР — в 30-е гг. 20 в. Использовались узкая колея, маломощные паровозы, вагоны с ручным опрокидыванием. Развитие железнодорожного карьерного транспорта было связано с совершенствованием подвижного состава, применением нормальной колеи, усилением конструкции железнодорожного пути и др. Начало электрификации железнодорожного карьерного транспорта в СССР относится к 30-м гг. (Магнитогорский и Коунрадский рудники), в 70-е гг. создан специализированный подвижной состав — тяговые агрегаты и большегрузные думпкары.

Область применения железнодорожного транспорта

Железнодорожный транспорт экономичен главным образом в карьерах средней и большой производственной мощности по горной массе (10-100 млн. т в год и более), глубиной до 400-500 м при расстояниях перемещения от карьера более 2-3 км для перемещения практически всех видов пород. Он применяется на крупнейших карьерах.

Достоинства железнодорожного транспорта: возможность использования любых видов энергии и типов локомотивов; небольшой расход энергии вследствие малого удельного сопротивления движению подвижного состава по рельсовым путям; возможность достижения большой производительности при любом расстоянии перевозок за счёт пропуска по путям большого числа поездов и увеличения полезной массы поезда до 1500т и более; возможность автоматизации движения транспортных средств и управления транспортными операциями; надежность работы в любых климатических и горно-геологических условиях; сравнительно небольшой штат поездных бригад, небольшие расходы на ремонт, содержание и амортизацию подвижного состава вследствие его прочности, надежность и значительный срок службы (до 20-25 лет); низкие затраты на 1 ткм перевозки (меньше чем при автомобильном и конвейерном в 4-6 раз).