1.4. Особенности и технико-экономические показатели открытого способа разработки.

Особенности открытого способа разработки. Открытый способ разработки характеризуются следующими особенностями:

- необходимостью удаления из карьера (или перемещения в его контурах) значительных объемов вскрышных пород, на разработку которых затраты на угольных и рудных карьерах составляют основную часть общих затрат на добычу полезного ископаемого;

- необходимостью соблюдения определенной последовательности отработки слоев (выемку лежащего ниже слоя горных пород можно начинать только с некоторым отставанием во времени от начала выемки лежащего выше слоя);

- практически неограниченной возможностью создания и использования высокопроизводительного крупногабаритного горного и транспортного оборудования, способного обеспечить наиболее высокие технико-экономические показатели.

К преимуществам открытого способа разработки по сравнению с подземными относятся возможность обеспечения более высокого уровня комплексной механизации и автоматизации горных работ, более высокая в (3-5 раз) производительность труда и меньшая стоимость продукции, более безопасные и гигиеничные условия труда, более полное извлечение полезного ископаемого, меньшие удельные капитальные затраты. Недостатками открытого способа являются некоторая зависимость его от климатических условий, необходимость отчуждения значительных площадей земель и нарушение водного баланса недр.

Для открытого способа разработки месторождений полезных ископаемых характерно не только дальнейшее увеличение его доли в общей добыче полезных ископаемых, но и строительство мощных карьеров производительностью 100-150 млн. тн горной массы в год и глубиной 500м и более.

Уровень экономической эффективности открытых горных работ определяется годовой производительностью карьера по полезному ископаемому и вскрыше, условиями залегания полезного ископаемого, физико-техническими характеристиками разрабатываемых пород, климатическими условиями района разработки. Для оценки экономической эффективности открытых горных работ используются такие технико-экономические показатели, как месячная производительность труда работающего по полезному ископаемому, затраты на 1м³ вскрыши, себестоимость полезного ископаемого, капитальные затраты на 1 т (м³) полезного ископаемого, годовая прибыль и рентабельность карьера.

Себестоимость полезного ископаемого включает затраты на добычные и вскрышные работы, доля затрат на вскрышные работы достигает 70%.

Лекция № 3. Коэффициент вскрыши. Элементы карьера.

Технические решения при открытой разработке месторождении и экономические ее результаты определяются, прежде всего соотношением объемов вскрышных и добычных работ в целом и по периодам деятельности карьера. Количественная оценка этих соотношении производится с применением коэффициентов вскрыши.

Под коэффициентом вскрыши k понимают количество вскрышных пород, используемое на единицу полезного ископаемого при разработке открытым способом. коэффициент вскрыши носит название весового, если вскрышные породы и полезное ископаемое измеряются в тоннах (т/т), и объемного, если они измеряются в кубических метрах (м³/м³). коэффициент вскрыши измеряют также отношением объема вскрышных пород к 1 т полезного ископаемого (м³/т).

В производственной практике, исследованиях и проектировании находят применение все три вида измерений коэффициента вскрыши.

Рис.1.4. схема к расчету коэффициента вскрыши:

а-среднего; б-контурного; в-текущего; г-слоевого; д-эксплутационного и первоначального.

Различают следующие виды коэффициента вскрыши: граничный, средний, контурный, текущий, слоевой, эксплутационный, первоначальный и плановый.

Граничный коэффициент вскрыши k _гр определяет объем вскрышных пород на единицу объема полезного ископаемого, который допустимо перемещать из массива в отвалы по условию рентабельности открытой разработки.

k _гр=

где С_п – себестоимость добычи единицы полезного ископаемого подземным способом, руб/м³;

С_о - себестоимость добычи единицы полезного ископаемого открытым способом без учета затрат на производство вскрышных работ, руб/м³;

С_В - себестоимость извлечения и перемещения единицы вскрышных работ руб/м³;

Средний коэффициент вскрыши k _ср - отношение объема вскрышных пород (м³) в конечных контурах карьера или его участка к запасам полезного ископаемого (м³) в этих же контурах или на этом же участке (рис.1.4,а).

k _ср= ,

где V_в и V_и – общий объем соответственно вскрышных пород и полезного ископаемого в конечных контурах карьера (или его участка), м³.

Если значения V_в и V_и получены по материалам геолого-разведочных работ, то k _ср называют геологическим.

В проекте рассматривают действительные значения V_в в конечных контурах карьера и V_и за вычетом потерь: в этом случае k _ср называют промышленным.

Контурный коэффициент вскрыши k_к равен отношению объема вскрышных пород (м³) прирезаемых к карьеру при увеличении глубины его в процессе проектирования на один слой (уступ), к объему полезного ископаемого (м³) в этом слое (уступе) (рис.1.4,б),

k _к= ,

где ΔV_в и ΔV_н - объем соответственно вскрышных пород и полезного ископаемого, прирезаемых к карьеру при увеличении его конечной глубины, м³.

Текущий коэффициент вскрыши k_тек - отношение объема вскрышных пород (м³) фактически перемещаемых из массива в отвалы за какой-либо период времени (месяц, квартал, год), к фактически добываемому за этот же период времени объему полезного ископаемого (м³) (рис.1.4,в),

k_тек=

Текущий коэффициент вскрыши характеризует принятый порядок развития горных работ на действующем или проектируемом предприятии по месяцам, кварталам и годам, а также служит основанием для планирования производственной себестоимости полезного ископаемого.

Слоевой коэффициент вскрыши k_cл – отношение объема вскрышных пород (м³) в границах горизонтального слоя карьера к объему полезного ископаемого в этом же слое (рис.1.4, г),

k_cл= .

Слой представляет собой часть объема горной массы между двумя смежными горизонтами работ в конечных контурах карьера. Обычно высоту слоя принимают равной высоте уступа.

Эксплутационный коэффициент вскрыши k_эк – расчетное отношение объема вскрышных пород к объему полезного ископаемого за определенный период эксплуатационных работ в карьере или его участке (рис.1.4,д). если учесть объемы за весь период эксплуатации карьера, то этому соответствует средний эксплуатационный коэффициент вскрыши.

k_эк=

где V_в^с – объем вскрышных пород, перемещенных в отвал за период строительства карьера;

V_и ^с - объем полезного ископаемого, добытого в период строительства карьера;

Средний эксплуатационный коэффициент вскрыши служит критерием для планирования горных работ и расчетов требуемого количества горного и транспортного оборудования на период эксплуатации.

Первоначальный коэффициент вскрыши k_пер - отношение объема вскрышных пород (м³), вынимаемых за период строительства карьера, к общему объему извлекаемого полезного ископаемого (м³) в конечных контурах карьера (рис. 1.4,д),

k_пер= .

Плановый коэффициент вскрыши k_пл используется при текущем планировании объемов вскрышных работ и производственной себестоимости полезного ископаемого С_тек (руб.) когда в процессе производства открытых горных работ погашаются затраты на вскрышные работы:

С_тек=С^и_тек+ k_плС^в_тек,

где С^и_тек – текущая себестоимость добычи единицы полезного ископаемого (без учета затрат на вскрышные работы), руб.;

С^в_иек - текущая себестоимость единицы вскрышных работ, руб.

K_тек – текущий коэффициент вскрыши, м³/м ³(м³/т).

Плановый коэффициент вскрыши называют иногда стоимостным. При выполнении запланированных объемов горных работ значения планового коэффициента совпадают со значениями текущего коэффициента вскрыши.

Коэффициенты вскрыши на многих карьерах измеряются отношением объема или массы вскрышных пород к 1 т полезного ископаемого.