Открытые горные работы
Объём карьера
Объём горной массы в контурах карьера по площади и периметру дна, глубине и среднему углу откоса бортов.
Физический смысл
Карьер представляют как тело с плоским дном и наклонными бортами. Его объём складывается из призмы над дном, клиньев вдоль периметра дна и конических частей на закруглениях. Объём растёт быстрее глубины, потому что борта расходятся: каждый следующий метр глубины требует вынуть больше породы.
По S и P
Формулы
Исходные данные
| Величина | Ед. | По умолчанию |
|---|---|---|
| Площадь дна, S Площадь дна карьера. Обычно: по плану | м² | 60000 |
| Периметр дна, P Периметр дна карьера. Обычно: по плану | м | 1400 |
| Глубина карьера, H Конечная глубина карьера от поверхности до дна. Обычно: 50–700 м | м | 200 |
| Средний угол откоса бортов, γ Средний угол наклона бортов карьера в конечном положении. Обычно: 30–55° | ° | 40 |
Результаты
| Величина | Ед. | В примере |
|---|---|---|
| Призма над дном, S·H Объём вертикальной призмы над дном карьера. | м³ | 12 000 000 |
| Откосы вдоль периметра, ½·P·H²·ctgγ Объём клиньев откосов вдоль периметра дна. | м³ | 33 369 100,593 |
| Угловые части, (π/3)·H³·ctg²γ Суммарный объём конических частей в углах контура. | м³ | 11 898 481,634 |
| Объём карьера, V V = S·H + ½·P·H²·ctgγ + (π/3)·H³·ctg²γ. | м³ | 57 267 582,226 |
| Объём карьера Тот же объём в млн м³. | млн м³ | 57,268 |
Пример расчёта со значениями по умолчанию — 1 шаг
ctg 40° = 1,192; объём карьера: 57,268 млн м³
Допущения
- Дно горизонтальное, поверхность — горизонтальная плоскость.
- Угол откоса бортов одинаков по всему периметру.
Прямоугольное дно
Формулы
Исходные данные
| Величина | Ед. | По умолчанию |
|---|---|---|
| Длина дна, L Длина дна карьера. Обычно: по простиранию залежи | м | 600 |
| Ширина дна, B Ширина дна карьера. Обычно: не менее 20–40 м по условиям работы техники | м | 100 |
| Глубина карьера, H Конечная глубина карьера от поверхности до дна. Обычно: 50–700 м | м | 200 |
| Средний угол откоса бортов, γ Средний угол наклона бортов карьера в конечном положении. Обычно: 30–55° | ° | 40 |
Результаты
| Величина | Ед. | В примере |
|---|---|---|
| Призма над дном, S·H Объём вертикальной призмы над дном карьера. | м³ | 12 000 000 |
| Откосы вдоль периметра, ½·P·H²·ctgγ Объём клиньев откосов вдоль периметра дна. | м³ | 33 369 100,593 |
| Угловые части, (π/3)·H³·ctg²γ Суммарный объём конических частей в углах контура. | м³ | 11 898 481,634 |
| Объём карьера, V V = S·H + ½·P·H²·ctgγ + (π/3)·H³·ctg²γ. | м³ | 57 267 582,226 |
| Объём карьера Тот же объём в млн м³. | млн м³ | 57,268 |
| Длина карьера по поверхности L + 2·H·ctgγ. | м | 1076,701 |
| Ширина карьера по поверхности B + 2·H·ctgγ. | м | 576,701 |
Пример расчёта со значениями по умолчанию — 3 шага
Площадь дна: 60000 м²
Периметр дна: 1400 м
ctg 40° = 1,192; объём карьера: 57,268 млн м³
Допущения
- Дно горизонтальное, поверхность — горизонтальная плоскость.
- Угол откоса бортов одинаков по всему периметру.
Источники
- Ржевский В.В. Открытые горные работы. Ч. 2. Технология и комплексная механизация: учебник для вузов. — М.: Недра, 1985. — 549 с. — Коэффициенты вскрыши, объём карьера, конструкция бортов, системы разработки.
- Трубецкой К.Н., Краснянский Г.Л., Хронин В.В. Проектирование карьеров: учебник для вузов: в 2 т. — 2-е изд. — М.: Изд-во Академии горных наук, 2001. — Т. 1. — 518 с.; Т. 2. — 534 с. — Границы карьера, коэффициенты вскрыши, производственная мощность.