Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України
Державний вищий навчальний заклад
«Криворізький національний університет»
Кафедра відкритих гірничих робіт
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
до виконання практичних робіт
з дисципліни
«Проектування кар’єрів»
для студентів спеціальності
6.050301 «Відкрита розробка корисних копалин»
усіх форм навчання
Кривий Ріг
2011 р.

Укладачі: Луценко С.О., канд. техн. наук, доцент,
Пижик М.М., канд. техн. наук, доцент.
Відповідальний за випуск: Навітній Ю.М., канд. техн. наук, доцент.
Рецензент:	Пижик	А.М.,	канд.	техн. наук, доцент.
Методичні вказівки містять роз’яснення, рекомендації, довідковий матеріал та вихідні
дані до виконання практичних робіт з курсу «Проектування кар’єрів». Кожна робота
супроводжується багатоваріантністю вихідних даних, а також наведеним порядком та
методикою визначення головних параметрів кар’єру. Подано список рекомендованої
літератури.
Розглянуто на засіданні кафедри
відкритих гірничих робіт
Протокол №1 від 27.08.2011р.
Схвалено на засіданні вченої ради
гірничого факультету
Протокол № 2 від 30.10.2011р.
2

Зміст
Загальні положення практичних робіт
стор
3
Зміст практичної роботи
3
Перелік практичних робіт.
4
Практична робота №1.
4
Практична робота №2.
8
Практична робота №3.
11
Практична робота №4.
15
Практична робота №5.
20
Список літератури
23
Загальні положення практичних робіт
Метою практичних робіт є розширення та закріплення теоретичного
матеріалу, перевірка знань студентів з основних питань курсу «Проектування
кар’єрів» та набуття практичних навиків з визначення головних параметрів
кар’єру.
Практична робота є основним обліковим документом, який підтверджує
повноту та глибину засвоєння навчального матеріалу.
Зміст практичної роботи
Практична робота виконуються студентом відповідно до завдання за
варіантом на міліметровці формату А2 - 1 лист або А3 - 2 листа .
Кожна робота повинна містити коротку пояснювальну записку, в якій
обов’язково потрібно наводити:
-	номер та назву роботи;
-	вихідні дані до завдання;
-	формули, за якими обчислюються величини;
-	числові значення, які підставляються у формули та звідки вони
беруться;
-	одиниці виміру фізичних величин;
-	таблиці з розрахунками;
-	графіки залежностей;
-	текстові пояснення, схеми або креслення, які вичерпно
обґрунтовуватимуть логіку розв’язання завдання.
При вірному розв’язанні практична робота зараховується під час
співбесіди викладача зі студентом, в якій студент обґрунтовує прийняті
рішення, а викладач перевіряє наскільки вірно студент володіє матеріалом
курсу.
3

Без зарахованої практичної роботи студент не допускається до екзамену.
Перелік практичних робіт.
1.	Визначення та усереднення експлуатаційних коефіцієнтів розкриття за
даними поперечних геологічних розрізів родовища корисних копалин.
2.	Обґрунтування експлуатаційних коефіцієнтів розкриття за допомогою
геологічних погоризонтних планів родовища корисних копалин.
3.	Обґрунтування та вибір оптимального напрямку поглиблення дна
кар’єру.
4.	Визначення виробничої потужності кар’єру за гірничо-технічними
можливостями(інтенсивністю розвитку гірничих робіт та
транспортними умовами).
5.	Визначення границь кар'єру або доведення економічної доцільності
застосування відкритого способу розробки в заданих границях кар’єру.
Практична робота №1.
Усереднення експлуатаційних коефіцієнтів розкриття за даними
поперечних геологічних розрізів родовища корисних копалин.
Мета роботи: навчитися, за допомогою поперечних розрізів, усереднювати
та визначати експлуатаційні коефіцієнти розкриву за періодами роботи
кар’єру.
1.	Теоретичні основи.
Під режимом гірничих робіт розуміють визначений порядок виконання
розкривних і видобувних робіт у межах кар'єрного поля за весь або тривалий
період експлуатації кар'єру.
При роботі з постійним кутом укосу робочого борту кар'єру (ф)
поточний коефіцієнт буде величиною змінної.
Нерівномірність режиму гірничих робіт приводить до наступних
негативних чинників:
1.	Непостійна потреба в гірничо-транспортному устаткуванні.
2. Нерівномірне споживанні електроенергії,	запасних частин,
матеріалів.
3.	Непостійна потреба в трудових ресурсах.
4.	Нерівномірний знос основних фондів.
5.	Ускладнюється організація гірничих робіт.
Через вищевикладене виникає необхідність	в усереднюванні
експлуатаційних коефіцієнтів розкриття.
Розглянемо два крайні можливі випадки відпрацювання кар'єру:
1.	Видобувні і розкривні роботи в кар'єрі проводяться на максимально
можливій кількості робочих уступів із збереженням робочих майданчиків
4

мінімальної ширини. Кут укосу робочого борту постійний і дорівнює
максимально допустимому фтах. (рис. 1.1)
Рис. 1.1. Робота кар’єру з максимальним кутом укосу робочого
борта (ф= фтах)
2.	Видобувні і розкривні роботи проводяться тільки на одному робочому
уступі до повного його відпрацювання, а потім опускаються на уступ, що
знаходиться нижче, і так далі. Робочі майданчики в цьому випадку будуть
максимальної ширини, а кут укосу робочого борту ф0 близький до нуля
(рис. 1.2).
На рис. 1.3 показаний альтернативний розвиток гірничих робіт у кар'єрі.
Кожне проміжне положення гірничих робіт не випадкове, а залежить від
прийнятих способів розкриття і системи розробки та характеризується
напрямом і швидкістю пониження гірничих робіт W, кутами робочих бортів
кар'єру ур.
У кожному похилому шарі, який знаходиться між двома суміжними
контурами гірничих робіт, можуть бути підраховані об'єми корисної копалини
і порід, величина яких залежить від параметрів гірничих робіт і перш за все
від висоти уступу і кута робочого борту кар'єру.
На підставі даних рис. 1.2, 1.3. підраховуємо об'єми руди і порід для цих
двох крайніх випадків і відбудовуємо кумулятивні графіки V=f(P) (рис. 1.4).
Впііп
Рис. 1.2. Робота кар’єру з мінімальним кутом укосу робочого
борту кар’єру (ф = 0).
5

Рис. 1.3 Зміна положення лінії відкосу робочого борту кар’єру при
поглибленні робіт (9=const)
Рис. 1.4. Кумулятивні графіки V=f(P) при ф = 0 та ф= фтах.
Якщо при відпрацюванні кар'єру дотримуватися будь-якого з намічених
крайніх випадків, доведеться працювати весь час зі змінним коефіцієнтом
розкриття, що небажано. На графіку V=f(P) коефіцієнт розкриття
характеризується тангенсом кута нахилу дотичної до кривої V=f(P) в даній
точці. Отже робота з постійним коефіцієнтом розкриття повинна виражатися
на кресленні прямою лінією. Для визначення величини коефіцієнта розкриття
на кривій V=f(P) необхідно визначати координати точок початку і кінця
періоду усереднення та обчислювати відношення AV/AP.
Випадки роботи кар’єру з постійними експлуатаційними коефіцієнтами
розкриття можуть бути виражені прямими, які знаходяться в області між
кривими V=f(P) при ф=фтах и ф=0. При цьому небажано, щоб прямі, які
характеризують роботу з усередненим експлуатаційним коефіцієнтом
розкриття розташовувалися вище за криву ф = 0 і нижче за криву ф=фтах.
Крива ф=фтах дійсна тільки для одного варіанта розвитку гірничих
робіт. Якщо змінити напрям поглиблення гірничих робіт (спосіб розкриття),
6

то потрібно будувати іншу криву. Крива ж для ф=0 буде однаковою для всіх
можливих варіантів розвитку гірничих робіт.
Правила усереднення експлуатаційних коефіцієнтів розкриття:
1.	Усереднююча лінія повинна бути прямою.
2.	Усереднююча лінія повинна проходити на графіку в області, яка
обмежена кривими V=f(P) при ф=0 і ф= фтах.
3.	Усереднююча пряма повинна розташовуватися якомога ближче до
нижньої кривої (ф= фтах).
Лінія, яка характеризує роботу кар'єру, в I-му періоді експлуатації
відсікає на осі ординат відрізок рівний об'єму гірничо-капітальних робіт. Для
визначення тривалості періоду усереднення під віссю абсцис (Р) необхідно
побудувати шкалу часу (Т).
4.	Якщо ділянка кривої V=f(P) має опуклість вниз - об'єми
розкривних робіт зростають і дана ділянка усереднення не вимагає.
5.	Якщо ділянка кривої V=f(P) має опуклість вгору - об'єми
розкривних робіт зменшуються, що викликає необхідність в
усередненні, при цьому тривалість періоду усереднення повинна
бути не менше 7 - 8 років (тобто рівна терміну окупності основних
фондів).
2.	Порядок виконання роботи.
1.	Вся товща гірничих порід у кар'єрі розбивається на горизонти (висота
уступу з розкривних порід 10-12м, зі скельних 15м).
2.	По кожному розрізу відбудовуємо положення робочих бортів кар'єру
при роботі з ф=0 і ф=фтах.
3.	Для кожного розрізу складаються дві таблиці (таблиця 1.1) для
підрахунку об'ємів гірничих порід (одна для ф=0 і друга для ф=фтах).
Таблиця 1.1
Об’єми виймання руди та розкривних порід
Горизонти
розкриття
Площа
Зона
впливу
розрізу,
м
Об’єми
Зростаючі
об’єми
V,
м2
р,м2
V,
м3
P,
м3
V, м3
P, м3
х
х
х
х
х
х
х
х
4.	По кожному горизонту виїмки заміряємо площі з рудної маси і
розкриву, і з урахуванням зони впливу розрізів розраховуємо об'єми, значення
яких заносимо в таблицю 1.1.
5.	Складаємо зведену таблицю зростаючих об'ємів виймання
розкривних порід та корисної копалини при поглибленні кар'єру.
7

6.	Відповідно до даних таблиці будуємо кумулятивний графік V=f(P)
для двох крайніх випадків ф=0 і ф=фтах.
7.	Усереднюємо і визначаємо експлуатаційні коефіцієнти розкриття за
періодами роботи кар'єру.
Практична робота №2.
Обґрунтування експлуатаційних коефіцієнтів розкриття за допомогою
геологічних погоризонтних планів корисних копалин.
Мета роботи: навчитися відбудовувати геологічні погоризонтні плани
кар’єру та за їх допомогою визначати експлуатаційні коефіцієнти розкриву.
1.	Теоретичні основи.
Більшість родовищ, особливо рудних, мають складні форми залягання.
У цих умовах розрахунки, що виконуються за поперечними геологічними
розрізами, можуть привести до значних помилок. Тому необхідно
користуватися геологічними погоризонтними планами.
На підставі наявних геологічних погоризонтних планів і плану кар'єру
на момент відпрацювання складають на кальці погоризонтні плани в
маштабах 1:5000 або 1:2000 з нанесенням геологічних даних, контурів кар'єру
на горизонті і контурів дна в'їзної траншеї на даний горизонт.
Гірничі роботи в кар'єрі починаються з розкриття і підготовки
верхнього уступу. Горизонт вважається підготовленим, коли на ньому
пройдена в'їзна і розрізна траншеї, які забезпечують нормальну роботу хоча б
одного екскаватора.
Спочатку на кожному плані наноситься положення розрізної траншеї,
що забезпечує підготовку даного горизонту. Потім наносять лінії фронтів
гірничих робіт, положення яких забезпечує можливість розкриття і підготовки
уступів, що знаходяться нижче, за умови збереження мінімальних робочих
майданчиків. Ці лінії відповідають положенню нижніх бровок робочих
уступів.
Об'єм гірничих робіт з підготовки гор.-15м. складається з об'ємів в'їзної
та розрізної траншей (рис. 2.1 і 2.2а) і позначений (1). Для підготовки гор.-
30м. на ньому повинна бути пройдена в'їзна і розрізна траншеї (об'єм робіт з
підготовки гор.-30м. на рис. 2.1. і 2.2б позначений 2). Але для того, щоб
пройти розрізну траншею на гор.-30м. на гор.-15м. необхідно рознести борт
розрізної траншеї (рис 2.2 в) на величину (Во), яка забезпечує роботу з
мінімальним робочим майданчиком:
В0 = Вш,п + Ну Х Ctga, м
де Bmin - мінімальна ширина робочого майданчика, м;
Ну - висота уступу, м;
а - кут укосу уступу, град.
8

Bo
Рис. 2.1. Поперечний розріз родовища з нанесеними проектними контурами
кар’єру.
При цьому порядок робіт наступний: план горизонту -30м накладаємо
на план горизонту -15м, суміщаємо координатні вісі й намічаємо контури
з’їздної і розрізної траншеї на гор.-30м (рис. 2.2б). Потім міняємо місцями
розташування погоризонтних планів і від контурів розрізної траншеї на
горизонті -30м, які просвічуються (пунктирна лінія на рис. 2.2в) на горизонті -
15м відбудовуємо лінію положення фронту гірничих робіт на відстані В0. Ця
лінія визначає необхідне горизонтальне посування фронту гірничих робіт на
гор.-15м., щоб створити нормальні умови для поглиблення дна кар'єру на гор.-
30м. Так само на усіх погоризонтних планах фіксуються положення гірничих
робіт у кар'єрі на момент розкриття і підготовки всіх горизонтів, що
пролягають нижче. Дані вимірів об'ємів робіт з розкриття і підготовки
кожного горизонту заносять у таблицю 2.1.
2.	Порядок виконання роботи.
1.	По характерному геологічному розрізу відбудовуємо плани кожного
горизонту, з нанесеними на них проектними контурами кар'єру, контурами
технологічних сортів і розкривних порід.
2.	Відбудовуємо положення гірничих робіт на момент розкриття і
підготовки кожного горизонту.
3.	По кожному горизонту на момент його підготовки визначаємо
об'єми руди і розкриву, значення яких заносимо в таблицю 2.1.
9

а.	б.	в.
Рис. 2.2. Геологічні погоризонтні плани:
а)	горизонт -15м
б)	горизонт -30м, який розміщено на погоризонтний план -15м
в)	горизонт -15м, який розміщено на погоризонтний план -30м
Сума об'ємів гірничих робіт у першій колонці представляє об'єм
гірничої маси, який виймається на горизонті -15м, тобто відповідає ф=0.
Сума об'ємів гірничих робіт у рядках відповідає об'ємам, які
виймаються за умови поглиблення і горизонтального посування при ф = фтах.
4.	Відповідно до даних таблиці 2.1 будуємо кумулятивні графіки
V=f(P) для двох крайніх випадків ф=0 і ф= фтах.
5.	Усереднюємо і визначаємо експлуатаційні коефіцієнти розкриття за
періодами роботи кар'єру.
6.	Відбудовуємо положення гірничих робіт на момент відпрацювання
родовища.
10

Таблиця 2.1.
ор-ти
'^^ийм.
Гор^^
підго-\^
товки
-15м
-30м
-45
-60
Усього
ф_фшах
Зростаючі
об’єми,
м3
V,
м3
P,
м3
V,
м3
P,
м3
V,
м3
P,
м3
V,
м3
P,
м3
V,
м3
P,
м3
V,
м3
P,
м3
-15
+
+
-30
+
+
+
+
-45
+
+
+
+
+
+
-60
+
+
+
+
+
+
+
+
Усього
ф=0
Зростаючі
об’єми,
м3
Практична робота №3.
Обґрунтування та вибір оптимального напрямку поглиблення дна
кар’єру.
Мета роботи: закріпити знання з оцінки режиму гірничих робіт кар’єру і
навчитися визначати оптимальний напрямок поглиблення його дна.
1.	Теоретичні основи.
При постійній якості корисної копалини коректно оцінку варіантів
розвитку гірничих робіт визначати за мінімальним значенням коефіцієнта
розкриття. У разі, коли рудна сировина характеризується значною мінливістю
своїх якісних показників, цілком правомірно, в якості критерію,
використовувати коефіцієнт гірничої маси.
При змінній якості рудної сировини, яка представлена декількома
технологічними сортами і цінність яких різна, критерієм може бути
мінімальне значення витрат на гривну товарної продукції.
n
У РЗ
тг рз + рз +...+рз у 11	.	,
К = —^	—	— = -^	> mm, грн./грн..
рдг + р2 ц2+...Рі Зі	у рц 9 F F
і =1
11

Оптимальним напрямком розвитку гірничих робіт у кар'єрі вважається
напрямок, який забезпечує роботу кар'єру з мінімальним значенням
прийнятого за основу критерію (n; m; до;) за весь період його роботи.
За крок планування приймаємо час, необхідний на розкриття і
підготовку горизонту. Горизонт вважається підготовленим, якщо на ньому
пройдена з’їздна і розрізна траншеї, а на всіх вищерозташованих горизонтах
фронту гірничих робіт посунені на величину, яка забезпечує робочі
майданчики мінімальної ширини.
2.	Порядок виконання роботи
1.	Уся товща гірничих порід у кар'єрі розбивається на горизонти.
2.	Із заданих напрямків поглиблення дна кар’єрів, по мінімальному
значенню первинного коефіцієнта розкриття (no), вибирається його контур на
кінець будівельного періоду.
Початковий коефіцієнт розкриву визначається за формулою:
По(А)=	, м3/ м3
де Уо(А) - об’єм розкриву, який виймається у будівельний період
-у
роботи кар’єру (напрямок А), м .
"5
Р - загальний об’єм руди у проектних контурах кар’єру, м .
Рис. 3.1. Визначення контуру будівельного періоду.
3.	Місце розташування розкривної виробки на горизонті, який
розкривається визначається зоною оптимального розташування її центру.
Розміри зони обмежені точками перетину ліній укосів бортів кар'єру з лінією
горизонту, який розкривається. В межах даної зони оптимізації розташування
центру розкривної виробки намічаємо три варіанти розвитку гірничих робіт:
-	з одностороннім рознесенням борту кар’єру вліво (рис.3.1 або рис.3.2
варіант 1);
-	з рівномірним рознесенням бортів (на рис.3.3 або рис.3.2 варіант 2);
12

-	з одностороннім рознесенням борту кар’єру вправо (на рис.3.4 або
рис.3.2 варіант 3).
Рис. 3.2. Визначення оптимального напрямку поглиблення дна кар’єру.
13

Рис. 3.3. Розвиток гірничих робіт з двостороннім рознесенням бортів кар’єру.
Рис. 3.4. Розвиток гірничих робіт з правостороннім рознесенням борту
кар’єру.
4.	По кожному горизонту виймання для кожного варіанта режиму
гірничих робіт заміряються площі з корисної копалини і розкриву (таблиця
3.1). З урахуванням зони впливу розрізів розраховуються об'єми, значення
яких заносяться в таблицю 3.1. Далі розраховуються значення критеріїв
оцінки за варіантами (поточні коефіцієнти розкриття), за якими визначається
по кожному кроку оптимальний варіант напрямку поглиблення дна кар'єру.
Контур кар'єру, який відповідає напрямку поглиблення з мінімальним
значенням критерія оцінки, приймається за вихідний при поглибленні на
горизонт, що знаходится нижче.
5.	Складається зведена таблиця зростаючих об'ємів виймання
розкривних порід і корисної копалини(таблиця 3.1).
6.	Переходимо до наступного кроку планування, на якому виконання
графічних і аналітичних робіт аналогічне.
14

Таблиця 3.1
До визначення значень критеріїв оцінки варіантів напрямку поглиблення
дна кар’єру.
Г оризонт
підготовки
Варіанти
Площа, м2
Зона
впливу
розрізу,
м
Об'єм, м3
Коеф.
розкриву,
м3/м3
Зростаючий об'єм, м3
V
Р
V
Р
V
Р
1
+
+
+
+
+
+
+
+
-30
2
+
+
+
+
+
+
+
+
3
+
+
+
+
+
+
+
+
1
+
+
+
+
+
+
+
+
-45
2
+
+
+
+
+
+
+
+
3
+
+
+
+
+
+
+
+
Ламана лінія на поперечному розрізі кар'єру (ABCDE), яка відповідає
мінімальним значенням критерію оцінки режиму гірничих робіт, називається
оптимальним напрямом поглиблення його дна (рис. 3.2).
Практична робота №4.
Визначення виробничої потужності кар’єру за гірничо-технічними
можливостями(інтенсивністю розвитку гірничих робіт та транспортними
умовами)
Мета роботи: навчитися визначати виробничу потужність кар’єру за гірничо¬
технічними можливостями.
1.	Теоретичні основи.
Основним показником роботи будь-якого підприємства є його
виробнича потужність.
Виробнича потужність кар'єру характеризується його можливою
продуктивністю з корисної копалини та гірничої маси. Взаємозв'язок цих
показників виражається через експлуатаційний коефіцієнт розкриття.
Правильне визначення виробничої потужності гірського підприємства є
одним з числених завдань проектування. У теперішній час відомо дві групи
методів визначення річної продуктивності кар'єру:
-	за гірничо-технічними чинниками ;
-	за економічними чинниками.
Перша група, яка частіше називається методами визначення
продуктивності кар’єру за гірничими можливостями, включає методи
визначення продуктивності кар'єру:
15

-	за можливою інтенсивністю розвитку гірничих робіт;
-	за транспортними можливостями.
Гірнича маса, що видобувається в кар'єрі, повинна по транспортним
комунікаціям доставлятися до місця призначення: породи - у відвал, корисна
копалина - до збагачувальної фабрики.
З практики роботи і проектування кар'єрів відомі випадки, коли
можливості транспорту, особливо залізничного, обмежують продуктивність
кар'єру.
Добова провізна здатність системи розкривних траншей (W^ повинна
бути рівна або більше виходу гірничої маси з робочих уступів.
W>fxW,
W = f * L * h * K * l , м3 / доб
c 'T'	p	PP
c
де f -коефіціент резерву, f=1,25;
W - середньодобовий вантажообіг карьеру через дану систему траншей,
-5
м3/доб;
T с- кількість рабочих днів на рік, діб;
L р- довжина фронту рабіт на даному робочому уступі, м;
h - висота уступу, м;
Кр - кількість робочих уступів, які одночасно обслуговуються даною
трасою;
1р- річне просування фронту робочих уступов, м/рік.
Пропускна здатність кар'єрного транспорту визначається по найбільш
важкому, лімітуючому перегону, для якого час ходу поїзда в двох напрямах
для однопутного і в одному напрямку для двоколійного перегону є
найбільшим.
Добова пропускна спроможність обмежуючого однопутного перегону
визначається за формулою:
60xT	.	/д	,
N =	 , пар потягів / добу
^1 ^ ^2 ^ 2г
Для двоколійного перегону:
N = 60 x T , потягів одного напрямку / добу
* х +Т
де T - час роботи транспорту в перебігу доби, годин (зазвичай для
залізничного транспорту T =22 години);
*1 - час руху завантаженого поїзда по перегону, хв.;
*2 - час руху порожнього поїзда, хв.;
х - час на зв'язок між роздільними пунктами, хв.;
^ - час ходу поїзда в одному напрямку, хв.
При відомій пропускній здатності добова провізна здатність
визначається за формулою:
W = N x Qn = N x g x n, т/добу
де Q„=g x n - вага поїзда, т;
16

g - вантажопідйомність одного вагона, т
n - число вагонів у потязі, штук.
Збільшення провізної здатності може бути досягнута за рахунок
збільшення корисної ваги поїзда. Практично це досягається :
1.	Встановленням раціонального керівного ухилу профілю траси
траншеї.
2.	Застосуванням локомотивів великої зчіпної ваги і вагонів з малим
коефіцієнтом тари.
3.	Застосуванням тягових агрегатів.
2.	Порядок виконання робіт.
1.	Вихідними даними для визначення продуктивності кар'єру за
можливою інтенсивністю гірничих робіт служить характерний геологічний
розріз родовища, на якому нанесені кінцеві контури кар'єру, а також
оптимальний напрямок поглиблення його дна (рис.3.2).
2.	Для дослідження кожного варіанта розробки необхідно встановити
довжину фронтів робіт на горизонтах і можливу кількість екскаваторів, яку
можна розмістити на кожному уступі, зростаючі погоризонтні об'єми
виймання руди і гірничої маси. Усі отримані результати заносимо в таблицю
4.1.
Таблиця складається послідовно за горизонтальними рядками. У кожен
елемент таблиці 4.1 заносяться п'ять цифр:
1.	Об'єм гірської маси, який вилучається на даному горизонті кар'єру
-5
(Уг.м., м )
2.	Об'єм руди, який вилучається на даному горизонті кар'єру (Р, т).
3.	Максимальна кількість екскаваторів, яку можна встановити на даному
горизонті (n, шт) визначається за формулою:
n -	, шт
т-min у
Ьбл
де Ьфр - довжина фронту гірничих робіт на горизонті, м
ьт; - мінімальна довжина екскаваторного блоку, м.
-5
4.	Експлуатаційна продуктивність екскаватора ^екс, м /год).
5.	Час відпрацювання даної ділянки (t, років).
Час відпрацювання ділянки визначається за формулою:
V..
t
* п , років
n * Q
е
Наприклад (див. таблицю 4.1), для розкриття та підготовки гор.-30м.
(рис. 4.1) необхідно на гор.-15м. вийняти об'єм гірської маси Уг.м.=1,99*106
-5
м . Руда на даному горизонті відсутня. При довжині фронту Lф=1,2 км. на
17

горизонті можуть працювати два екскаватори ЭКГ-8И з автомобільним
транспортом.
Таблиця 4.1.
До визначення можливої продуктивності кар’єру з корисної копалини
при поглибленні його дна.
Горизонти
підготовки
Горизонти відпрацювання
гор,
млн.
т
Імах,
років
Ар,
млн.
т/рік
-15 м
-30
м
-45
м
-60
м
-75
м
-90
м
-105
м
-120
м
-30 м
1,99*106
х
х
0
х
х
2
х
0,8*106
x
0,71
x
х
-45 м
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
x
x
x
x
x
x
х
... м
-120 м
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
x
x
x
x
x
x
х
Час відпрацювання ділянки при середній продуктивності екскаватора по
наносах 0,8*106 м3/год складе:
1,99 *106
t =		 = 0.71 років
2*1.4 *106
Після цього необхідно визначити:
а)	сумарні погоризонтні об'єми виймання руди (таблиця 4.1. стовпець
ХРгор);
б)	максимальний час відпрацювання ділянки на горизонті при
поглибленні дна кар'єру на один уступ (таблиця 4.1. стовпець ^ах);
в)	продуктивність за рудою (таблиця 4.1. стовпець Ар). Продуктивність за
рудою визначається за формулою:
IP
Ар = ——. т/рік
* мах
18

- 15
E
Рис. 4.1. До визначення часу відпрацювання уступів.
3.	Викреслюється гістограма розподілу продуктивності кар'єру (Ар) при
поглибленні йог дна (рис. 4.2), відносно якої визначається максимально
можлива стійка продуктивність кар’єру за рудою (за горизонтом з
мінімальним рівнем продуктивності).
Рівень максимально можливої стійкої продуктивності кар'єру за
корисною копалиною визначається за експлуатаційним періодом роботи.
Показники потужності кар'єру за періодами її нарощування і загасання є не
характерними, і тому не розглядаються.
4.	Після визначення продуктивності кар'єру за корисною копалиною
необхідно здійснити її перевірку за транспортними можливостями.
Ар,
-15 - 30 - 45 - 60 - 75 - 90
Рис. 4.2. Гістограма розподілу продуктивності кар’єру за корисною
копалиною при його поглибленні.
19

Практична робота №5.
Визначення границь кар’єру (доведення економічної доцільності
застосування відкритого способу розробки).
Мета роботи: навчитися визначати граничні умови застосування відкритого
способу розробки родовищ корисних копалин.
1.	Теоретичні основи.
У завданні необхідно вибрати такий спосіб розробки родовища, при якому
можна досягти найбільшої економічної ефективності, тобто найбільшого
прибутку або, в окремому випадку, найменших витрат за весь оцінюваний
період.
Зміна меж кар'єру в глибину, перш за все, відбивається на об'ємі порід,
які потрібно витягувати в контурах кар'єру. Із збільшенням глибини кар'єру
об'єми порід в його контурах у переважній більшості випадків, зростають
швидше, ніж об'єми корисної копалини і тому в собівартості корисної
копалини велику частину займатиме собівартість розкривних порід. На
більшості сучасних кар'єрів частка витрат на розкривні роботи складає не
менше половини собівартості корисної копалини.
Основними критеріями ефективності відкритих робіт у практиці
проектування є граничний коефіцієнт розкриття.
Граничний коефіцієнт розкриття - це максимально допустимий
коефіцієнт розкриття, при якому відкритий спосіб розробки родовища в даних
умовах економічно доцільний.
Одним з методів визначення меж кар'єру є метод В.В. Ржевського. Даний
метод ґрунтується на розрахунковому принципі суть якого полягає в
наступному: при правильно встановлених границях кар'єру за весь період його
експлуатації значення поточного коефіцієнта розкриття (nt) повинне бути
менше або дорівнювати значенню граничного коефіцієнта розкриття (пгр) .
При цьому максимального значення поточний КВ досягає в момент виходу
гірничих робіт за рівнем денної поверхні на кінцеві проектні контури.
В основу покладений метод варіантів, тобто намічаються декілька варіантів
глибини кар'єру і для кожного з них визначаються умови дотримання
розрахункового принципу.
До недоліків даного методу слід віднести те, що В.В. Ржевський,
враховуючи взаємозв'язок режиму гірничих робіт і їх меж, виключив
будівельний період роботи кар'єру, що істотно знижує коректність рішень з
обґрунтування та вибору раціональної глибини розробки.
Даний недолік усунено в методі А.І.Арсентьєва.
Метод А.І.Арсентьєва ґрунтується на розрахунковому принципі суть
якого полягає в наступному: при правильно встановлених границях кар'єру за
весь період його експлуатації сума початкового і максимального зі всіх
періодів усереднення експлуатаційних коефіцієнтів розкриття повинна бути
менша або дорівнювати значенню граничного коефіцієнта розкриття:
20

П^+Пэ^
Перевагою даного розрахункового принципу є те, що він дозволяє
врахувати взаємозв'язок границь кар'єру при їх оптимізації з режимом
гірничих робіт, при цьому, режим враховується не тільки в експлуатаційний
період роботи кар'єру, а і в будівельний.
2.	Порядок виконання робіт за методом В.В.Ржевського.
1.	На характерному геологічному розрізі (рис.5.1) намічається
орієнтовний варіант глибини розробки (у експлуатаційному періоді
роботи кар’єру) для заданого напрямку поглиблення гірничих робіт
(рис. 5.2). Розраховуються значення поточного коефіцієнта
розкриття (nt І).
2.	Перевіряється умова дотримання розрахункового принципу:
n^>nt і
рис. 5.1. Характерний геологічний розріз родовища.
рис. 5.2. Орієнтовний варіант глибини розробки h1.
21

3.	Якщо умови меншості дотримуються, намічається новий варіант
глибини кар’єру (рис. 5.3), для якого розраховується значення
поточного коефіцієнта розкриття (nt п).
рис. 5.3. Орієнтовний варіант глибини розробки h2.
Нехай при глибині розробки h3 (рис. 5.4) наступила рівність значень
граничного і поточного коефіцієнтів розкриття.
А	В
рис. 5.4. Орієнтовний варіант глибини розробки h3.
4.	За рівнем денної поверхні знаходяться точки перетину робочих
укосів бортів кар'єру (рис.5.4) з лінією горизонту (т.А і т.В) і таким
чином визначаються розміри кар'єру за рівнем денної поверхні.
22
h2

5.	Далі з точки А під кутом погашення борту проводимо лінію укосу
неробочого борту (рис.5.5) до його перетину з рудним тілом (т. К).
З точки К в точку Д по дійсній потужності рудного покладу
відбудовуємо дно кар'єру. Сполучаємо точку В з точкою Д.
Рис. 5.5. Визначення границь кар’єру за методом В.В.Ржевського
3.	Порядок виконання робіт за методом А.І.Арсентьєва.
1.	На характерному поперечному (подовжньому) геологічному
розрізі намічається орієнтовні контури кар'єру.
2.	У даних контурах при двох, трьох і більше варіантах напрямків
поглиблення дна кар'єру визначається положення бортів кар'єру
на момент розкриття і підготовки кожного з горизонтів.
3.	За кожним з варіантів режиму гірничих робіт викреслюється
графік V=f(P), за яким визначаються значення по і пэмйх.
4.	Варіант режиму гірничих робіт, який забезпечує максимальну
різницю між значеннями граничного коефіцієнта розкриття і
сумою первинного і максимального зі всіх періодів усереднення
експлуатаційного коефіцієнта розкриття, приймається як
раціональний.
Для дотримання рівності правих і лівих частин розрахункового принципу
глибину кар'єру збільшують.
Список літератури.
1.	Бизов В.Ф. Основи технології гірничого виробництва - Т. 14. Проектування
гірничих підприємств підручник для студентів вищих навчальних закладів за
напрямками «Гірництво». - Кривий Ріг: Мінерал, 2003. - 247 с з іл.
2.	Анистратов Ю.И., Анистратов К.Ю. Проектирование карьеров. - М.;
издательство «ТЕМОС Лимитет», 2003 - 172 с.
3.	А.И. Арсентьев, Т.А. Холодняков. Проектирование горных робот при открытой
23

разработке месторождений. - М. «Недра», 1994.
4.	Справочник. Открытые горне работы. - М. «Горное бюро», 1994.
5.	П.В. Хронин. Проектирование карьера. М. «Недра», 1993.
6.	А.И. Арсентьев. Определение производительности и границ карьера. М.:
«Недра», 1970.
7.	В.С. Хохряков. Автоматизированное проектирование карьеров. М. «Недра», 1985.
24