Елементи кар'єру і розрахунок їх параметрів

Родовище або його частина, що намічена для розробки одним кар'єром, називається кар'єрним полем. Зверху кар'єр обмежений земною поверхнею. Східчаста поверхня, що обмежує кар'єр з боків, називається бортом, а поверхня, що обмежує кар'єр знизу, — підошвою. Лінії перетину борта кар'єру з денною поверхнею і підошвою утворюють відповідно верхній і нижній контури кар'єру. Умовна поверхня, що проходить через верхній і нижній контури кар'єру, називається відкосом борта кар'єру. Кут, утворений відкосом борта кар'єру й горизонтальною площиною, що проходить через його підошву, називається кутом відкосу борта кар'єру. Борт кар'єру, на якому виконуються гірничі роботи, називається робочим. Відповідно до цього розрізняють кут відкосу робочого і неробочого борта кар'єру. Вертикальна відстань між підошвою і поверхнею земної поверхні називається глибиною кар'єру. Положення верхнього і нижнього контурів, а також глибина кар'єру при розробці похилих і крутих покладів у процесі ведення гірничих робіт постійно змінюються. Контури кар'єру, що відповідають моменту закінчення відкритих гірничих робіт, називаються кінцевими. Їм відповідає кінцева глибина та кінцеві розміри кар'єру в плані. Кінцевий контур кар'єру на денній поверхні називається також технічною границею кар'єру. Ділянка земної поверхні, яка зайнята кар'єром, його службами і цехами, називається земельним відводом. Площа земельного відводу у 5…10 разів перевищує площу кар'єру і може досягати 10…15 тис. га чи навіть більше.

Головними параметрами кар'єру є об'єм гірської маси, кінцева глибина, розміри по підошві, кути відкосів бортів, запаси корисної копалини, об'єм розкриву і розміри на рівні денної поверхні.

1. Об'єм гірської маси в контурах кар'єру, що характеризує масштаб гірничих порід визначається за формулою:

.

де S — площа підошви кар'єру, S=L_д•B_д=4040•740=2 989 600 (м²);

H_к — глибина кар'єру (м);

в — кут відкосу борта (град);

Р — периметр кар'єру, P=2•(L_д + B_д)=2•(4040+740)=9560 (м).

2. При розробці пологих і горизонтальних родовищ кінцева глибина кар'єру визначається оцінкою ґрунту шару корисної копалини або сумою потужностей розкриву hр і корисної копалини hкк:

Н_к=h_кк+h_р(2.2).

Нк=38+13=51 (м).

• 3. Кути відкосів бортів кар'єру на момент погашення гірничих робіт визначаються конструкцією бортів і умовами стійкої рівноваги його порід. У конструктивному відношенні борти кар'єру можуть включати відкоси уступів, запобіжні та транспортні берми.
• 4. Запаси корисної копалини визначають можливий масштаб видобутку, термін існування кар'єру та економічні показники розробки. Запаси корисної копалини, які розвідані в контурах родовища, називаються геологічними. Геологічні запаси корисної копалини поділяються на балансові і за балансові. Балансовими називаються запаси, розробка яких в даний час економічно доцільна. Забалансованими називаються запаси, розробка яких в даний час економічно недоцільна внаслідок малої кількості, малої потужності покладу, складних умов експлуатації.

Об'єм запасів розкривних порід у контурах кар'єру розраховується за формулою:

(2.3).

.

Об'єм запасів корисної копалини в контурах кар'єру розраховується за формулою:

(2.4).

.

5. Промислові запаси — це частина балансових запасів, що підлягає видобутку з надр за час існування кар'єру. Промислові запаси кар'єру визначають шляхом виключення втрат із балансових запасів. На кар'єрах втрати становлять 3…10%.

Промислові запаси (експлуатаційні втрати становлять 5%) розраховуються за формулою:

(2.5).

.

6. Час роботи кар'єру розраховується за формулою:

(2.6).

.

де — річна продуктивність, млн. м³/рік.

7. Річна продуктивність кар'єру за розкривом визначається за формулою:

(2.7).

.

8. Добова продуктивність кар'єру розраховується за формулою:

(2.8).

,.

де — кількість днів роботи кар'єру, 300.

(2.9).

.

9. Зміна продуктивності кар'єру розраховується за формулами:

(2.10).

.

де n_зм — кількість робочих змін, 2.

(2.11).

.