2.7. Понятие о коэффициентах вскрыши

Соотношение объемов вскрыши и полезного ископаемого характеризуют специальным показателем – коэффициентом вскрыши. Под ним понимают объемное или весовое количество пустых пород, приходящееся на единицу объема или массы полезного ископаемого.

Коэффициент вскрыши показывает, сколько единиц вскрыши необходимо удалить из карьера, чтобы добыть 1 м³ или 1 т полезного ископаемого. Его размерности: весового – т/т; объемного – м³/м³; смешанного – м³/т.

Для перевода коэффициента вскрыши из одной размерности в другую необходимо вскрышу и полезное ископаемое выразить в соответствующих единицах массы или объема.

Например, при разработке месторождения с плотностью пород γ_в=2,5 т/м³ и полезного ископаемого γ_р=3,0 т/м³ требуется перевести объемный коэффициент вскрыши 7,5 м³/м³ в смешанный и весовой.

В первом случае его исходную величину делят на γ_р, т. е. К_в=7,5/3,0=2,5 м³/т, во втором – умножают на отношение γ_в/γ_р. т. е. К_в=(7,5×2,5/3,0)=6,25 т/т.

Различают несколько видов коэффициентов вскрыши (рис. 2.5).

Рис. 2.5. Схема к установлению коэффициента вскрыши

Первоначальный К_о (м³/м³) – отношение первоначального объема вскрыши, вынимаемого из карьера за период строительства V_о (м³), к общему объему извлекаемого полезного ископаемого Р (м³):

К_о = V_о / Р. (2.10)

Средний K_ср (м³/м³) – отношение общего объема породы в контурах карьера V (м³) к запасам полезного ископаемого Р (м³) в этих же контурах:

К_ср = V / Р. (2.11)

Среднеэксплуатационный K_ср.э (м³/м³) – отношение объема вскрышных пород к объему полезного ископаемого за период эксплуатации карьера:

K_ср.э = (V – V_о) / (Р – Р_о), (2.12)

здесь Р_о – объем полезного ископаемого, добываемого в строительный период, м³.

Слоевой К_с (м³/м³) – отношение объема вскрыши в пределах слоя V_с (м³) к запасам полезного ископаемого в этом же слое Р_с (м³):

К_с = V_с / Р_с. (2.13)

Контурный К_к (м³/м³) – отношение объема пород V_к (м³) к объему полезного ископаемого Р_к (м³), извлекаемым при изменении конечных контуров карьера:

К_к = V_к / Р_к. (2.14)

Эксплуатационный (текущий) К_т (м³/м³) – отношение объема породы V_т (м³), перемещаемой в отвалы за определенный промежуток времени (месяц, квартал, год, несколько лет), к добываемому за этот же период объему полезного ископаемого Р_т (м³):

К_т = V_т / Р_т. (2.15)

Граничный коэффициент вскрыши К_гр (м³/м³) определяет максимально допустимое соотношение объемов пустой породы и полезного ископаемого, при котором открытая разработка месторождения экономически целесообразна. Его используют для установления предельных контуров (границ) карьера.

Себестоимость полезного ископаемого при открытом способе разработки можно определить по формуле:

С_р = С_д + К_в·С_в, (2.16)

где С_р – себестоимость 1 м³ полезного ископаемого, руб.; С_д – затраты на добычу 1 м³ полезного ископаемого (без учета затрат на вскрышу), руб.; С_в – затраты на выемку 1 м³ вскрыши, руб.; K_в – коэффициент вскрыши, м³/м³.

Разработка месторождения открытым способом рентабельна, когда себестоимость полезного ископаемого не превышает какой-то допустимой величины С_д (руб/м³).

В качестве допустимой себестоимости чаще всего принимают оптовую цену 1 м³ полезного ископаемого или себестоимость его добычи подземным способом. Граничное условие С_р = С_и, тогда

К_в = К_гр = (С_и – С_д)/ С_в. (2.17)