Исходными материалами для расчётов являются геологические материалы месторождения (план поверхности месторождения, погоризонтные планы и разрезы).
Учитывая особенности горизонтальных, пологих, наклонных и крутопадающих пластообразных, жильных, штокообразных и других форм залежей расчётные модели месторождений различны. Для каждой из них предлагается специальный алгоритм расчёта. Финалом расчёта является составление календарного графика горных работ на карьере, в котором отражается максимально возможная производительность по полезному ископаемому и усреднённая на период 10-15 лет производительность по вскрыше.
Главные параметры карьера и календарный график горных работ в свою очередь являются основанием для выбора механизации и технологии горных работ на карьере.
Пластообразные и протяжённые наклонные и крутопадающие залежи
Вначале в зависимости от сложности геологического строения залежи пользователь с учетом масштаба чертежа выбирает в нужном направлении величину этапа углубления горных работ (h).
В каждом этапе на разрезе измеряется горизонтальная мощность рудного тела (mг), а на плане измеряется простирание рудного тела (П).
Предполагая возможную для данного варианта технологию разработки месторождения, пользователь принимает соответствующие технологии разработки углы откоса бортов карьера () и углы откосов бортов карьера при погашении ().
Используя эти данные, расчеты выполняются в следующей последовательности для двух форм залежей.
Геометрическая модель рабочей зоны карьера с пластообразной залежью представляет собой сумму Vп + Vк - призмы Vп = ПМ, и конуса Vк с диаметром 1/2М.
Геометрическая модель рабочей зоны карьера с протяжённой рудной залежью () представляет собой сумму Vп + Vк - призмы Vп = Пmк, где П = mд - mк , и конуса Vк с диаметром mк = mг .
Параметры
- горизонтальная мощность рудного тела в каждом этапе
- величина углубки работ в этапе
- простирание рудного тела
- разнос борта карьера в этапе
- угол откоса рабочего борта карьера
- угол откоса борта карьера при погашении
Порядок расчётов
1 этап
Разнос бортов карьера при глубине первого этапа под углом .
Объем горной массы в первом этапе.
Объем полезного ископаемого в первом этапе.
Объем вскрыши в первом этапе.
Текущий коэффициент вскрыши в первом этапе.
2 этап
Разнос бортов карьера при глубине первого и второго этапов (Н2=h1+h2) под углом .
Объем горной массы при глубине первого и второго этапов (Н2).
Объём горной массы во втором этапе.
Объем полезного ископаемого во втором этапе.
Объем вскрыши во втором этапе.
Текущий коэффициент вскрыши во втором этапе.
Следующие этапы n
Разнос бортов при глубине этапа n = (h1+h2+…+hn).
Объём горной массы при этапов.
Объём горной массы в этапе n.
Объём полезного ископаемого в этапе n.
Объём вскрыши в этапе n.
Текущий коэффициент вскрыши в этапе n.
Максимальный разнос бортов карьера (Мmax) под рабочими углами, соответствующий условию .
Варианты определения:
1) при одинаковой мощности рудного тела по глубине
2) при разной мощности рудного тела в каждом этапе Мmax определяется точкой пересечения графика k т с графиком kгр. Угол наклона графика k т принимается равным рабочему углу откоса бортов карьера βраб..
Глубина карьера при максимальном разносе бортов карьера под рабочими углами.
Объем горной массы в контуре карьера при максимальном разносе бортов карьера.
Максимальная глубина карьера.
Объем горной массы в контуре карьера при максимальной глубине.
Объем горной массы в контурах карьера после достижения максимального разноса бортов карьера под рабочими углами (объём при погашении горных работ).
Объем полезного ископаемого в максимальном контуре карьера.
Объем вскрыши в максимальном контуре карьера.
Средний коэффициент вскрыши в максимальном контуре карьера.
Объем полезного ископаемого после достижения максимального разноса бортов карьера.
Объем вскрыши после достижения максимального разноса бортов карьера.
Количество этапов отработки карьера.
Количество этапов отработки при достижении максимального разноса бортов карьера.
Количество этапов отработки после достижения максимального разноса бортов карьера.
Максимально возможная производительность карьера по полезному ископаемому.
У – скорость углубления горных работ на карьере (с автомобильным транспортом обычно 15 м/год, при железнодорожном -10 м/год).
Время отработки каждого этапа.
Необходимая годовая производительность по вскрыше в каждом этапе.
Построение календарного графика горных работ.
На основании этих данных строится календарный график. Для этого по оси абсцисс указываются годы эксплуатации месторождения, ниже в этом же масштабе времени откладывают последовательно продолжительность отработки каждого этапа (tэ ) По оси ординат в виде горизонтальных линий в каждом этапе откладывают годовую производительность карьера по полезному ископаемому и необходимую по горно-геологическим условиям производительность по вскрыше. График вскрышных работ, вследствие геологических особенностей месторождения, получается ступенчатый и для эффективной работы горного предприятия подлежит усреднению.
Усреднение годовых объемов горных работ по вскрыше.
Целью усреднения является получение стабильной годовой производительности карьера в течение периода не менее срока амортизации основного горнотранспортного оборудования при обеспечении эффективной и безопасной работы карьера.
В таблице под графиком приводятся численные значения запасов полезного ископаемого и объёмов вскрыши в каждом этапе. Делением значений объёмов вскрыши нарастающим итогом на объёмы отрабатываемых запасов получают значения среднего коэффициента вскрыши (tср.) по мере отработки месторождения.
Оптимальный усреднённый график вскрышных работ получают путём регулирования календарного графика вскрышных работ, при этом должны соблюдаться следующие условия:
период усреднения должен быть не меньше срока амортизации