На стадии разработки подавляющего большинства месторождений полезных ископаемых широко применяется открытый способ добычи, предполагающий бурение взрывных скважин. Собственно стадия бурения скважины представляет собой процесс разрушения горной породы и вынос продуктов разрушения этой горной породы из разрабатываемой скважины. При этом определяющими фактами, влияющими на общую производительность добычи, являются конструкционные особенности долота и качество очистки скважины от буровой мелочи.

В процессе разработки буровзрывных скважин до шестидесяти процентов затрат на бурение приходится на закупку бурового инструмента. На большинстве крупных карьеров применяются дорогие шарошечные долота до 320 миллиметров диаметром. При этом производительность вращательных буровых станков практически не увеличивается, зато их стоимость постоянно растет. В условиях постоянного ухудшения условий горнодобывающего производства это приводит к стабильному росту затрат, связанных с бурением.

Применяемые сейчас принципы бурения взрывных скважин разрабатывались еще в середине двадцатого века, что надолго определило перспективы широкого применения шарошечного бурения. Горнодобывающая промышленность получила новые тяжелые буровые станки, быстро заменившие собой вращательные станки со шнековой технологией очисткой скважин. Новые станки позволили в два и более раз повысить производительность труда, механизировать вспомогательные работы. К середине 70-х годов в нашей стране широко применялись такие станки шарошечного бурения, как СБШ, БАШ и т.д.

Западные образцы станков шарошечного бурения представлены продукцией компаний Ingersoll-Rand, Atlas Copco, Tamrock-Driltech, Bucyrus-Erie и т.д. В таких станках возможно применение не только шарошечных долот, но и их режущие разновидности либо пневмоударный. Многие современные модели буровых станков гидрогенизированы, что позволяет понизить вес станка, точнее регулировать его характеристики и понизить расход электроэнергии. Например, буровой станок производства Atlas Copco использует всего один дизельный двигатель — все остальные приводы станка гидрогенизированы. Такой станок отличается повышенной мобильностью и не нуждается в наличии внешней электросети. При этом, благодаря использованию гидравлики, практически все операции бурового процесса могут быть механизированы.

Горные работы, проводимые на основе буровзрывной технологии, связаны с усложнением горнотехнических условий и постоянным повышением уровня затрат. Это связано, помимо всего прочего, с ростом цен на топливо.

Одним из вариантов снижения затрат может стать переход на современное, высоко рентабельное оборудование, которое может совмещать сразу несколько этапов горного производства — например, взрывание, бурение, дробление и погрузку.

Одним из ярких представителей подобной техники являются горные комбайны Wirtgen Surface Miner. Такие комбайны способны фрезеровать горный массив, осуществляя погрузку породы, что способствует снижению затрат, связанных с горным производством.

В начале двухтысячных годов в компании Wirtgen началась тотальная модернизация всего модельного ряда разработанных к тому времени горных комбайнов. Все машины были переведены на гидромеханическую передачу, были увеличены их масса и мощность. Кардинальные изменения претерпели системы управления — в них стала использоваться компьютерная диагностика.

За последние десять лет компания Wirtgen успела выпустить более пятисот комбайнов. Значительная часть модельного ряда была переработана — например, это касается комбайнов с расширенным барабаном. Такие комбайны широко применяются, когда необходимо укладывать отбитую комбайном породу в виде валков, а не транспортировать при помощи конвейера.

Широко используя опыт эксплуатации карьерных комбайнов, компания Wirtgen смогла разработать без взрывной способ добычи полезных ископаемых. Комбайны Wirtgen Surface Miner могут использоваться для разработки широкого спектра минеральных горных пород. Такие комбайны применяются по всему миру — от Японии до Ливии. Самое большое количество комбайнов Wirtgen Surface Miner работает на индийских карьерах, обеспечивающих потребности цементного производства. Помимо этого, такие карьерные комбайны применяются при добыче гипса и других полезных ископаемых.

В настоящее время компанией Wirtgen созданы принципиально новые модели комбайнов, включающие в себя модели 4200 SM, 2500 SM и 2200 SM. Комбайн 4200 SM создавался в соответствии с запросами, полученными от австралийских горняков. Он отличается исключительно комфортными условиями работы оператора, который полностью защищен от вибрации и шума двигателя. В кабине предусмотрены кондиционирование воздуха, панорамное остекление и прочие удобства.

В горнодобывающей промышленности широко применяются процессы дробления и измельчения. В развитии размольного и дробильного оборудования наметились определенные тенденции, о которых мы и расскажем ниже.

Развитие щековых дробилок характеризуется укрупнением их размера и применением технологии сложного качания щеки. Ранее было принято считать, что щековые дробилки возможно применять лишь в случае материала с крупностью частиц до пятисот миллиметров. Но с использованием современных технологий такие ограничения ушли в прошлое. К основным плюсам дробилок такого типа можно отнести уменьшение занимаемой площади и небольшую сложность монтажа.

Конусные дробилки крупного дробления появились сравнительно недавно. По крайней мере в случае дробилок отечественного производства. Такие дробилки выпускаются ОАО «Объединенные машиностроительные заводы», компаниями ThyssenKrupp, FFE Minerals и т.д.

Конусные дробилки мелкого и среднего дробления нашли широкое применение в отечественной добывающей промышленности. Хотя принцип работы конусных дробилок и является одним из наименее энергетически выгодных, за счет максимального заполнения пространства обрабатываемым материалом можно значительно понизить связанные с их использованием энергетические затраты.

Дробилки ударного действия используются в центробежный-ударных установках, имеющих вертикальный вал. Этот тип дробилок является относительно новым, но уже сейчас он успел завоевать популярность. Изначально дробилки ударного действия использовались в производстве строительных материалов, так как позволяют получать кубовидный щебень и песок. В настоящее время дробилки такого типа широко применяются при добыче меди, золота и других ископаемых.

Валковые дробилки высокого давления представляют еще одну новую разработку, использующую принцип максимального заполнения пространства между обрабатывающими породу валками. Несмотря, что использование такого принципа приводит к введению ограничений на крупность материала, использование валковых дробилок высокого давления позволяет повысить трещиноватость продукта дробления и добиться селективного разрушения материала.

Шаровые мельницы тоже развиваются в сторону укрупнения размеров. Изначально одни из самых крупных мельниц устанавливались на цементных заводах. Теперь же такие мельницы приоритет используются на предприятиях цветной металлургии. Укрупнение размера мельниц привело к применению скоростных редукторов, сдвоенных приводов, использованию без редукторной технологии и кольцевых двигателей. Сейчас максимальная мощность шаровых мельниц составляет восемь мегаватт. Крупнейшая работающая шаровая мельница достигает мощности более пятнадцати мегаватт.