Види коефіцієнтів розкриву

Особливістю відкритого способу розробки є велика кількість розкривних порід, які покривають та вміщують корисну копалину та які мають бути видалені з кар’єру для розробки родовища. Обсяги розкривних порід в контурах кар’єру можуть у кілька разів перевищувати обсяги корисної копалини. Кількість розкривних порід, яку необхідно вийняти з кар’єру для видобутку одиниці корисної копалини (1 т або 1 м³), називається коефіцієнтом розкриву.

Від величини коефіцієнта розкриву залежить один із основних економічних показників відкритих розробок – собівартість продукції кар’єру: з його збільшенням собівартість видобутку також збільшується. Тому, навіть не виконуючи економічних розрахунків, за величиною відповідних коефіцієнтів розкриву можна порівнювати ефективність різних варіантів відкритої розробки родовища, а також робити висновки про доцільність застосування відкритого або підземного способу розробки та встановлювати кінцеву глибину кар'єру.

Загальна формула коефіцієнту розкриву:

,

де V та Р – відповідно обсяги розкривних порід, що вилучаються з кар’єру, та корисних копалин, що видобуваються при цьому. V та Р можуть вимірюватись в м³ або т, тому й розмірність К_р може бути: м³/м³ (об’ємний К_р); т/т (ваговий К_р); м³/т та т/м³. У практиці відкритих розробок частіше за все використовують розмірність м³/т.

Розрізняють наступні коефіцієнти розкриву:

а) Середній коефіцієнт розкриву – це співвідношення загального обсягу розкривних порід у проектних контурах кар'єру до всього обсягу корисних копалин в тих же контурах:

,

деV, Р – обсяги розкривних порід і корисної копалини в проектних контурах кар’єру, м³.

Якщо запаси корисної копалини визначені за даними геологічної розвідки, то коефіцієнт розкриву називається середньо-геологічним. Якщо при визначенні коефіцієнта розкриву використані промислові запаси, то коефіцієнт розкриву називається середньо-промисловим.

б) Першопочатковий коефіцієнт розкриву – співвідношення обсягу розкриву, що виймається під час будівництва кар’єру, до загального обсягу корисних копалин в контурах кар’єру.

,

де V₀ – обсяг розкриву, що виймається під час будівельного періоду, м³; Р – обсяги корисної копалини в проектних контурах кар'єру, м³

На схемі зображено кілька варіантів розкриття кар’єрного поля, для яких вказано обсяги розкривних порід, що виймаються під час будівництва кар’єру. З наведеної схеми видно, що найменший обсяг розкриву виймається при розкритті кар’єру за 2-м варіантом (по вісі падіння родовища). У той же час, при складній будові родовища, порівняння варіантів схеми розкриття може бути не таким очевидним.

в) Середньоексплуатаційний коефіцієнт розкриву – співвідношення загального обсягу розкривних порід та корисних копалин у проектних контурах кар’єру без врахування виймання під час будівельного періоду, тобто середній коефіцієнт розкриву за періоди експлуатації кар’єру (після його пуску).

,

де V_o , P_o – обсяги розкривних порід і корисної копалини, що виймаються в період будівництва кар’єру, за рахунок капітальних вкладень), м³.

г) Експлуатаційний коефіцієнт розкриву – співвідношення обсягів розкривних порід та корисної копалини, намічених до виймання за певний проміжок часу (місяць, квартал, рік або кілька років):

, м³/м³,

де , – обсяги розкривних порід і корисної копалини, що намічені до виймання за певний проміжок часу, м³.

д) Поточний коефіцієнт розкриву – співвідношення обсягів розкривних порід та корисної копалини, які фактично виймаються за певний проміжок часу:

, м³/м³,

де , – обсяги розкривних порід і корисної копалини, що фактично виймаються за певний проміжок часу, м³.

При високому рівні організації робіт, поточний та експлуатаційний коефіцієнти за однаковий термін часу повинні співпадати.

е) Контурний коефіцієнт розкриву – співвідношення прирощення обсягу розкривних порід до прирощення обсягу корисної копалини при збільшенні проектної глибини кар'єру на величину одного уступу:

= ,

де , – прирощення обсягів розкривних порід і корисної копалини при збільшенні проектної глибини кар'єру на величину одного уступу.

Згідно наведеної схеми та – це різниця в обсягах порід розкриву та корисних копалин між 1-м та 2-м контурами кар’єру (до збільшення проектної глибини та після збільшення на висоту h_y), тобто

= .

ж) Геологічний коефіцієнт розкриву – співвідношення сумарної вертикальної потужності шарів пустих порід до сумарної вертикальної потужності покладів корисної копалини:

,

де – вертикальна потужність і-го шару розкривних порід, м; – вертикальна потужність j-го покладу корисної копалини, м.

з) Граничний коефіцієнт розкриву − це максимально допустимий коефіцієнт розкриву, при якому в даних умовах відкрита розробка родовища є доцільною.

, м³/т,

де С_max − гранично допустима величина повної (з урахуванням розкриву) собівартості продукції кар’єра, грн/т; С_кк − собівартість видобутку корисної копалини без урахування вартості розкривних робіт, грн/т; С_р− собівартість виймання розкриву, грн/м³.

Отже, величина граничного коефіцієнта розкриву залежить від собівартості видобутку корисної копалини й собівартості виймання пустих порід. При проектуванні гірничодобувного підприємства величину цих показників беруть за фактичними даними діючих кар'єрів, гірничотехнічні умови яких аналогічні умовам кар’єру, що проектується.

Визначення граничного коефіцієнта розкриву зводиться до визначення гранично допустимої повної собівартості видобутку корисної копалини різними методами:

1) Порівняння відкритого й підземного способів розробки родовищ. В основу визначення граничного коефіцієнта розкриву береться умова, що гранично допустима повна (з урахуванням розкривних робіт) собівартість видобутку корисної копалини відкритим способом С_max не перевищує собівартості видобутку цієї ж корисної копалини підземним способом С_підз, тобто

. Тоді граничний коефіцієнт , м³/т.

Цей вираз широко використовується при проектуванні, однак його можна використати лише за умови, що при підземному й відкритому способах розробки добувається корисна копалина однакової якості.

2) Визначення К_р.гр на основі оптової ціни на корисні копалини й продукти їх переробки. Іноді важко визначити граничний коефіцієнт розкриву на основі порівняння показників відкритого й підземного видобутку. Це стосується, наприклад, родовищ граніту, мармуру, вапняку та ін., які переважно розроблюють відкритим способом. Тоді для визначення граничного коефіцієнту використовують оптову ціну Ц_о на корисну копалину. У цьому випадку граничний коефіцієнт

, м³/т.

Необхідно враховувати, що для підвищення рентабельності підприємства необхідно, щоб собівартість товарної продукції була менша за оптову ціну на неї.

3) При комплексному освоєнні родовища деякі види розкривних порід можливо використати для різних потреб народного господарства. За рахунок їх продажу підприємство отримає додатковий прибуток і може піти на збільшення обсягів розкривних робіт (тобто на збільшення кінцевої глибини кар'єру або розширення його контурів) без погіршення в цілому по кар'єру економічних показників.

, м³/т,

де Ц_п − оптова ціна на попутну корисну копалину, грн^/т; К_п − коефіцієнт, що показує, скільки попутних копалин добувається при видобутку 1 т основної корисної копалини, т/т.

При проектуванні границь кар'єру обов'язково повинна аналізуватися можливість їх розширення за рахунок комплексного використання всіх попутних корисних копалин родовища.

Коефіцієнт розкриву багато в чому визначає величину собівартості корисної копалини. Тому його використовують як критерій економічного оцінювання варіантів відкритої розробки – найбільш вигідним уважають варіант із меншим коефіцієнтом розкриву.