Процессы открытых горных работ : Ч. 3. Перемещение и складирование горных пород

Ãîðíàÿ
êíèãà

А.А. БАРЯХ
директор ГИ УрО РАН

Д.Р. КАПЛУНОВ

В.Н. ЗАХАРОВ

чл.-корр. РАН

директор ИПКОН РАН

чл.-корр. РАН

И.Ю. РАССКАЗОВ
директор ИГД ДВО РАН

В.Л. ШКУРАТНИК
зав. кафедрой МГГУ

академик МАН ВШ

РЕДАКЦИОННЫЙ СОВЕТ
ИЗДАТЕЛЬСТВА «ГОРНАЯ КНИГА»

Допущено Учебно-методическим объединением
вузов Российской Федерации по образованию
в области горного дела в качестве учебного
пособия для студентов вузов, обучающихся
по специальности «Открытые горные работы»
направления подготовки «Горное дело»

ÏÐÎÖÅÑÑÛ ÎÒÊÐÛÒÛÕ ÃÎÐÍÛÕ ÐÀÁÎÒ

Í.ß. ÐÅÏÈÍ
Ë.Í. ÐÅÏÈÍ

МОСКВА

ИЗДАТЕЛЬСТВО «ГОРНАЯ КНИГА»

2013

ПЕРЕМЕЩЕНИЕ
И СКЛАДИРОВАНИЕ
ГОРНЫХ ПОРОД

УДК 622.221
ББК 33.22
 
Р41

Книга соответствует «Гигиеническим требованиям к изданиям книжным для взрослых» СанПиН 1.2.1253–03, утвержденным Главным государственным санитарным 
врачом России 30 марта 2003 г. (ОСТ 29.124–94). Санитарно-эпидемиологическое 
заключение Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей 
и благополучия человека № 77.99.60.953.Д.014367.12.12

Экспертиза проведена Учебно-методическим объединением высших учебных заведений Российской Федерации по образованию в области горного дела (письмо 
№ 51-16/247 от 18.09.2012 г.)

Рецензенты: 

кафедра «Открытые горные работы» Кузбасского государственного 
технического университета (зав. кафедрой канд. техн. наук, доц. 
С.И. Протасов);
д-р техн. наук, проф. И.Г. Ищук (ННЦ ГП — ИГД им. А.А. Скочинского)

•

•

© Н.Я. Репин, Л.Н. Репин, 2013
© Издательство «Горная книга», 2013
© Дизайн книги.  
 
Издательство «Горная книга», 2013

ISBN 978-5-98672-349-5 
УДК 622.221
ББК 33.22

Репин Н.Я., Репин Л.Н.
Р41  
Процессы открытых горных работ. Часть 3. Перемещение и складирование горных пород: Учеб. пособие. — М.: 
Издательство «Горная книга», 2013. — 221 с.: ил. (ПРОЦЕССЫ ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ РАБОТ)

ISBN 978-5-98672-349-5
Изложены сведения об особенностях карьерного транспорта, его современном состоянии и тенденциях развития. Дана технологическая характеристика основных видов транспорта и условий их применения. Приведены 
данные о важнейших технологических параметрах подвижного состава, 
параметрах, устройстве и схемах развития транспортных коммуникаций 
в карьерах и на рабочих уступах. Дано описание схем и организации транспортного обслуживания выемочно-погрузочных и отвальных машин. Приведена методика расчета производительности транспортного оборудования 
и потребности в подвижном составе. Описаны способы отвалообразования, 
приведены данные о параметрах отвалов и методах их расчета.
Н.Я. Репин — д-р техн. наук, проф. кафедры «Технология, механизация 
и организация открытых горных работ» МГГУ; Л.Н. Репин — д-р экон. наук, 
руководитель Департамента топливообеспечения ОАО «Энергетические системы Востока», и.о. проф. кафедры «Технология, механизация и организация 
открытых горных работ» МГГУ.
Для студентов вузов, обучающихся по специальности «Открытые горные 
работы» направления подготовки «Горное дело».

Введение

Процессы перемещения и складирования горных пород 
являются завершающим этапом их разработки на карьерах. 
В условиях, когда глубина карьеров неуклонно увеличивается, 
проблема перемещения горных пород приобретает доминирующее значение среди технологических факторов, определяющих 
эффективность открытого способа добычи полезных ископаемых. Затраты на транспорт составляют до 45–50% общих затрат 
на разработку единицы горной массы. В определенных условиях 
их удельный вес достигает 60–70%, а показатели работы выемочно-погрузочного, отвального и другого оборудования напрямую 
зависят от организации их транспортного обслуживания.
Для перемещения горных пород на карьерах используются 
практически все известные виды транспорта — автомобильный, 
железнодорожный, конвейерный, гидравлический, гравитационный и др. как в самостоятельном применении, так и в комбинированном виде, когда единый грузопоток обслуживается двумя 
или более видами транспорта. В отличие от транспорта общего 
пользования карьерный транспорт работает в несоизмеримо 
более тяжелых условиях. Суть их состоит, во-первых, в том, что 
грузооборот каждого карьера по горной массе составляет многие 
десятки и сотни миллионов тонн в год и может быть обеспечен 
при исключительно высокой интенсивности движения.
Во-вторых, при односторонней направленности грузопотоков 
(из карьера до места разгрузки на поверхности) перемещение 
пород происходит при крутых подъемах транспортных коммуникаций. При этом значительная часть коммуникаций имеет временный характер, сооружается по облегченным требованиям, что 
резко ограничивает скорость движения транспорта. В-третьих, 
перемещаемые породы, как правило, характеризуются крупной 
кусковатостью, высокой плотностью и абразивностью, в связи 
с чем транспортные средства (вагоны, автосамосвалы) в процессе их загрузки подвергаются высоким ударным нагрузкам. Чтобы 

выдерживать эти нагрузки, они должны иметь высокую механическую прочность. Наконец, серьезные осложнения в работу 
карьерного транспорта вносит периодическое переустройство 
временных транспортных коммуникаций на рабочих уступах 
и на отвалах, которые необходимо каждый раз переносить на 
новое место по мере перемещения фронта горных работ.
Каждый вид транспорта должен применяться в определенных, 
характерных для него условиях. В частности, автомобильный 
транспорт обеспечивает наиболее высокую эффективность перемещения пород в карьерах с небольшими размерами в плане 
и при коротком расстоянии перевозки. Этот вид транспорта 
является практически единственным видом сборочного (забойного) транспорта в его комбинации с железнодорожным, 
конвейерным и другими видами транспорта при отработке 
глубоких горизонтов карьеров. Железнодорожный транспорт 
целесообразно использовать в карьерах большой протяженности 
и при большом расстоянии транспортирования. 
До середины прошлого века на карьерах СССР основной 
объем перевозок осуществлялся с помощью железнодорожного 
транспорта, который с годами оснащался все более мощными 
средствами тяги и думпкарами со все более высокой грузоподъемностью. Однако к настоящему времени стало ясно, что 
технологические параметры подвижного состава вплотную 
приблизились к предельным для себя величинам. В связи 
с этим железнодорожный транспорт возможно теперь эффективно использовать лишь в комплексе с экскаваторами, 
вместимость ковша которых не превышает 12–15 м3. А это 
противоречит мировым тенденциям в экскаваторостроении 
и переоснащении экскаваторного парка крупных карьеров 
машинами с вместимостью ковша до 50–60 м3. Поэтому доля 
железнодорожного транспорта в общем объеме перевозок будет 
постепенно снижаться.
Напротив, доля автомобильного транспорта на карьерах России и стран СНГ, которая к настоящему времени уже превысила 
70% общего объема перевозок, будет и дальше возрастать, что 
объясняется его преимуществами — мобильностью, высокой 
маневренностью, взаимной независимостью работы автосамо

свалов. Но, пожалуй, более важно, что пока практически не ограничивается возможность дальнейшего увеличения параметров 
автосамосвалов. К настоящему времени их грузоподъемность 
достигла 320–360 т, что позволяет использовать такие машины 
в комплексе с наиболее крупными экскаваторами, как из числа 
работающих на карьерах, так и находящихся в разработке.
Роль автомобильного транспорта уже в ближайшем будущем 
будет существенно возрастать в связи со все более широким 
применением комбинированного автомобильно-конвейерного 
транспорта и циклично-поточной технологии горных работ 
(ЦПТ), которая в мировой практике признана приоритетной 
при отработке глубоких горизонтов карьеров. 
Расширение области применения конвейерного транспорта 
на крупных карьерах также будет связано с развитием циклично-поточной технологии. В свою очередь, темпы развития ЦПТ 
и ее эффективность значительно возрастают при переходе на 
применение крутонаклонных конвейеров (КНК) с прижимной 
лентой. Полная конвейеризация карьерного транспорта при перемещении скальных пород возможна при условии применения 
полностью мобильных дробильно-перегрузочных комплексов.
Отвалообразование, несмотря на относительно невысокие 
затраты (10–15% общих затрат), является важнейшим звеном 
в технологической цепочке, от надежности которого зависит 
эффективность работы всего комплекса горно-транспортного 
оборудования карьеров.
Авторы выражают искреннюю благодарность горным инженерам Т.Г. Гавришевой и В.В. Филатову, а также студентам 
МГГУ Сергею Звереву и Ваге Чихачеву за неоценимую техническую помощь в подготовке рукописи к изданию.

Гл а в а  1

ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ 
И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ 
КАРЬЕРНОГО ТРАНСПОРТА

1.1. ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ 
И ВИДЫ КАРЬЕРНОГО ТРАНСПОРТА

Горные породы в карьерах перемещаются, как правило, 
с помощью карьерного транспорта, который представляет собой 
комплекс средств и устройств, включающий подвижной состав, 
транспортные коммуникации, средства управления, вспомогательное и иное оборудование.
В отдельных случаях перемещение пород производится 
в рабочих органах выемочных и выемочно-транспортирующих 
машин. В частности, при бестранспортной технологии вскрышных работ породы перемещаются в выработанное пространство 
в ковше экскаваторов (драглайнов или вскрышных механических 
лопат). Колесные погрузчики и скреперы перемещают породу 
также в своих ковшах. Перемещение породы для этих машин 
является важнейшей составляющей их рабочего цикла, включающего выемку породы, ее перемещение и разгрузку ковша. 
Карьерный транспорт предназначен для обеспечения грузооборота карьеров. Основную часть грузооборота рудных карьеров 
и угольных разрезов составляют вскрышные породы и полезное ископаемое, объединяемые общим понятием горная масса. 
Весьма незначительная его часть представлена различного рода 
вспомогательными грузами (взрывчатые вещества, детали и узлы 
горных машин, материалы для строительства и ремонта транспортных коммуникаций, горюче-смазочные материалы и др.). 
Для их доставки чаще всего используются средства автомобильного транспорта. Перевозка людей от административно-бытовых 

комбинатов до карьера и обратно производится, как правило, 
также автотранспортом.
Вскрышные породы с помощью карьерного транспорта доставляются от забоев выемочно-погрузочных машин до отвалов, 
а полезное ископаемое — либо до расположенных на промплощадке карьеров временных складов (например, уголь), либо 
до дробильных и обогатительных фабрик (руда). Если качество 
полезного ископаемого соответствует требованиям потребителей, то оно может из забоя отгружаться в автомобильный или 
железнодорожный транспорт с отправкой непосредственно 
в адрес потребителя.
В общем технологическом процессе карьерный транспорт является важнейшим связующим звеном между забоями в карье ре 
и пунктами приема горной массы, от которого напрямую зависит эффективность работы выемочно-погрузочного, отвального 
и иного оборудования. Отказ в работе транспорта приводит 
к частичной, а иногда и к полной приостановке выемочно-погрузочных, отвальных и других работ в карьере. В общих затратах 
на разработку горных пород затраты, связанные с транспортированием, составляют до 45–50%, а иногда и до 60–70%.
Горная масса, поступающая от работающих в забоях карьера 
выемочно-погрузочных машин, по ходу ее перемещения сливается обычно в единый грузопоток, под которым понимается 
поток грузов, характеризуемый определенным направлением 
перемещения, объемом и качеством груза, а также длительностью функционирования. Вся горная масса может выдаваться 
из карьера одним грузопотоком по общим транспортным коммуникациям с его разделением на поверхности на грузопотоки 
вскрыши и полезного ископаемого. Но чаще вскрышные породы и полезное ископаемое объединяются в самостоятельные 
грузопотоки и выдаются на поверхность раздельно, особенно 
если они обслуживаются разными видами транспорта.
Основные особенности карьерного транспорта и предъявляемые к нему требования состоят в следующем:
односторонняя направленность грузопотоков и большие 
объемы перемещаемой горной массы, достигающие десятки и сотни миллионов тонн в год, высокая интенсив
−

ность движения; отсюда — необходимость обеспечения 
кратчайшего расстояния транспортирования;
неоднородная, часто крупная кусковатость, абразивность 
и высокая плотность горных пород и связанные с этим 
высокие ударные нагрузки на транспортные средства 
при их загрузке; как следствие, транспортные средства 
должны обладать высокой механической прочностью, а их 
вместимость и грузоподъемность должны соответствовать 
параметрам и мощности выемочно-погрузочных машин;
нестационарность пунктов погрузки и выгрузки горной 
массы и систематическое переустройство транспортных 
коммуникаций; отсюда — необходимость обеспечивать 
максимально возможную их стационарность, чтобы до 
минимума сократить объем работ и затраты на переустройство коммуникаций;
жесткая зависимость технологических процессов от устойчивости работы транспорта; отсюда следует, что карьерный 
транспорт должен обладать высокой надежностью функционирования при любых внешних условиях.
На современных карьерах используются почти все известные 
виды транспорта. Наиболее широко применяются автомобильный, железнодорожный и конвейерный транспорт. В некоторых специфических условиях находят применение скиповые 
подъемники, канатно-подвесные дороги, гравитационный, 
трубопроводный гидро- и пневмотранспорт.
Автомобильный и железнодорожный транспорт относятся 
к транспорту цикличного действия, а конвейерный и трубопроводный — к транспорту непрерывного действия, обеспечивающему 
возможность реализации поточной технологии горных работ на 
всех этапах — от погрузки до складирования горных пород.
Каждый грузопоток может обслуживаться каким-либо одним 
видом транспорта (например, автомобильным или железнодорожным). Но в определенных условиях возникает необходимость на отдельных участках трассы грузопотока использовать 
различные виды транспорта, наиболее подходящие именно для 
этих участков. Таким образом, формируется комбинированный 
транспорт (автомобильно-железнодорожный, автомобильно
−

−

−