УГОЛЬ ИСКОПАЕМЫЙ В тех случаях, когда угольный пласт залегает неглубоко и не перекрыт мощным слоем пустой породы, разработка ведется открытым способом. После удаления вскрыши начинаются буровзрывная отбойка угля и погрузка его в автосамосвалы или железнодорожные вагоны.
Вскрышные работы. Вначале производят бурение с отбором керна для анализа твердости покрывающей породы, ее слоистости, трещиноватости и степени выветрелости. Если верхний слой породы тонкий и рыхлый, то вскрышные работы проводятся бульдозерами и скреперами; для удаления больших количеств вскрыши и угля применяются механические лопаты, драглайны и роторные экскаваторы в сочетании с более мелкими видами оборудования (см. также ЭКСКАВАТОР). Буровзрывные работы, как правило, требуются, когда имеется мощный слой твердой покрывающей породы или необходимы узкие и крутые заходки шириной 20-30 м.
Капитальная траншея. Если рельеф плоский и пласт угля не выходит на поверхность, то вскрытие месторождения производится экскаватором, прокладывающим до горизонта угля капитальную траншею шириной ок. 20 м, которая может быть фланговой (вдоль одной из сторон контура карьера) или центральной. Вскрыша укладывается в отвал по периметру карьера. Иногда уголь, заваленный первой вскрышей, просто оставляется, так как его малое количество не оправдывает затрат на повторное удаление вскрыши. В других случаях вскрыша по мере ее выгрузки мощным экскаватором перемещается и разравнивается по большей площади бульдозерами, скреперами и малыми механическими лопатами для облегчения ее дальнейшего удаления. Поскольку механическая лопата, драглайн или роторный экскаватор стоят на расстоянии не менее 7-8 м от места, где ковш забирает разрыхленную взрывом вскрышу, а люди туда не допускаются, уступ такой капитальной траншеи может быть почти вертикальным. Здесь необходима особая техника взрывной отбойки, при которой порода не сбрасывается взрывом вниз, а разрыхляется таким образом, что легко вынимается ковшом экскаватора. Для этого заряды ВВ закладывают в скважины, пробуренные вертикально почти до горизонта угля или горизонтально на 1-1,5 м выше угольного пласта.
Для вскрытия глубоко залегающих пластов необходимо очень мощное оборудование, иначе работы будут убыточными. Используются дизельные и электрические лопаты любых требуемых размеров, которые могут забирать ковшом 225 т вскрышных пород и перемещать их на расстояние до 130 м. Для работы на крутых откосах уступа, идущих к пологому угольному пласту, используются драглайны. Самые крупные из них имеют объем ковша почти 120 м3 и перемещают на стреле породу на расстояние ок. 170 м на высоте 14-этажного дома. Гигантские экскаваторы способны перемещать до 2700 м3 породы в час на расстояние до 150 м. Такие машины могут работать на уступах высотой более 30 м.
Вскрышные работы в горных районах. На склонах гор траншею, вскрывающую угольный пласт, обычно проходят по профилю склона. При этом используются те же машины, о которых говорилось выше. Другой возможный способ - снятие вершины горы с укладкой вскрыши в долине.
Транспортная проходка траншеи. При разработке месторождений битуминозных углей траншеи проходят обычно бестранспортным способом, при котором вся порода из траншеи выкладывается экскаватором прямо на борта. При добыче антрацита чаще применяется транспортный способ, при котором вскрыша грузится в железнодорожные вагоны или автосамосвалы и перемещается на значительное расстояние от траншеи - в старые карьеры или на полностью выработанные участки того же месторождения. Такой способ позволяет за одну операцию, производимую с одного места, вскрывать несколько лежащих один над другим угольных слоев. Он дает возможность экономически эффективно разрабатывать пласты, залегающие на глубине до нескольких сотен метров.
Рекультивация отработанного карьера. После отработки весь карьер представляет собой ряд длинных траншей, причем на поверхности часто оказывается подпочвенный слой, беспорядочно перемешанный с породой (почвенный слой хранится отдельно для последующего восстановления растительности). В карьерах часто образуются водоемы с оранжевой или ржавой (из-за повышенной кислотности) водой, которые должны быть изолированы от ближайших рек и озер. При продуманном планировании почвенный покров в местах расположения полностью выработанных карьеров может быть восстановлен, хотя и ценой значительных затрат. На некоторых участках после рекультивации земная поверхность может оказаться даже в лучшем состоянии, чем до вскрышных работ, и использоваться для выращивания сельскохозяйственных культур, выпаса скота, лесопосадок, создания зоны отдыха либо заповедника для диких животных и птиц.
Бурошнековая выемка. В холмистой местности, где мощная вскрыша делает экономически невыгодной разработку пласта с поверхности, применяются бурошнековые комбайны. Огромные (до 2 м в диаметре) буры таких машин (одиночных, спаренных или строенных) врезаются в уступ по падению пласта. Отбитый уголь переносится шнеком и ссыпается на конвейер, перемещающий его к самосвалам. Таким методом можно вынимать до 25 т угля в минуту. Выбор комбайна зависит от протяженности угольного пласта, угла его падения и прочности окружающей породы.
В настоящее время существуют и используются дистанционно управляемые комбайны с фрезерной головкой для непрерывной выемки, лазерным направляющим устройством и непрерывно работающим транспортировочным конвейером. Комбайном управляет через компьютер оператор, находящийся за пределами подземной выработки.