Открытая разработка угольных месторождений. Практикум

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации 
Сибирский федеральный университет 

 

 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ОТКРЫТАЯ РАЗРАБОТКА УГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ. 
ПРАКТИКУМ 
 
 
Учебно-методическое пособие  
 
 
 
 
 
Электронное издание 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Красноярск 
СФУ 
2022 

УДК  622.27(07) 
ББК   33.22я73 
          О833 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Составители: Кузнецов Дмитрий Владимирович 
Косолапов Александр Иннокентьевич 

 

О833 Открытая разработка угольных месторождений. Практикум : учеб.-
метод пособие / сост.: Д. В. Кузнецов, А. И. Косолапов. (2,6 Мб). – Красноярск : 
Сиб. федер. ун-т, 2022. – Систем. требования: PC не ниже класса Pen-
tium I ; 128 Mb RAM ; Windows 98/XP/7 ; Adobe Reader V8.0 и выше. – Загл. 
с экрана.  

 
В практикуме приведены материалы для выполнения практических работ по дисциплине «
Открытая разработка угольных и рудных месторождений». 
Предназначено для студентов, обучающихся по специальности 21.05.04 «Горное 
дело», специализация 21.05.04.03 «Открытые горные работы». 
 
 
УДК   622.27(07) 
ББК   33.22я73 
 
  
 
© Сибирский федеральный  
     университет, 2022 
 
 

Электронное учебное издание 

 
Подготовлено к публикации издательством 
Библиотечно-издательского комплекса 
 
Подписано в свет 18.08.2022. Заказ № 16571 
Тиражируется на машиночитаемых носителях 
 
Библиотечно-издательский комплекс 
Сибирского федерального университета 
660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 82а 
Тел. (391)206-26-16; http://rio.sfu-kras.ru 
E-mail: publishing_house@sfu-kras.ru 

СОДЕРЖАНИЕ 
 
Введение ............................................................................................................... 4 
Практическая 
работа №1 «Определение 
параметров 
технологической 
схемы ведения работ широкими панелями» .................................................... 5 
Практическая работа №2 «Обоснование оборудования и параметров 
технологических схем ведения работ высокими уступами с разделением их 
на подуступы» .................................................................................................... 21 
Практическая работа №3 «обоснование параметров технологических схем 
разработки высоких вскрышных уступов драглайнами в сочетании с 
мехлопатами» ..................................................................................................... 31 
Практическая работа №4 «обоснование оптимального объема взрывного 
блока» ................................................................................................................. 41 
Практическая работа №5 «определение главных параметров карьера» ..... 52 
Практическая работа №6 «определение параметров трассы внутренних 
вскрывающих траншей» ................................................................................... 62 
Практическая 
работа №7 «расчет 
производительности 
и 
списочного 
количества экскаваторно-автомобильных комплексов оборудования» ...... 72 
Практическая работа №8 «расчет параметров технологических схем для 
проведения вскрывающих траншей» .............................................................. 86 
Заключение ........................................................................................................ 91 
Библиографический список .............................................................................. 92 
 
 

ВВЕДЕНИЕ 
 
В настоящем практикуме представлены работы для закрепления 
знаний и получения практических навыков, полученных при изучении 
основных разделов дисциплины «Открытая разработка угольных и рудных 
месторождений», входящих в состав учебного плана специальности 
21.05.04 «Горное дело» для специализации 21.05.04.03 «Открытые горные 
работы». 
Практические работы выполняют студенты в 10 и 11 семестрах  
по варианту индивидуального задания, выданному преподавателем. 
При защите практической работы учитывается правильность  
ее выполнения и теоретические знания. Текстовая часть и чертежи должны 
быть оформлены в соответствии со стандартами, принятыми в Сибирском 
Федеральном университете. 

 
 

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №1  
«ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ 
ВЕДЕНИЯ РАБОТ ШИРОКИМИ ПАНЕЛЯМИ» 
 
Цель работы: получение практических навыков по расчету 
параметров технологической схемы ведения работ широкими панелями  
с оценкой рабочих параметров горнотранспортного оборудования. 
 
Теоретические сведения 
 
Выемку вскрышных пород широкими панелями применяют для 
интенсификации производственных процессов мощными экскаваторно-
автомобильными и буровыми комплексами оборудования. При этом 
буровзрывные работы ведут блоками, обеспечивающими групповую 
расстановку экскаваторов по ширине и в пределах продольных заходок 
(рис. 1.1). После взрывания начинают выемку первым экскаватором  
во внешней заходке. При подвигании заходки в работу последовательно 
вводят второй экскаватор, а в последующем - и третий. 
Для обеспечения безопасности работ расстояние по фронту между 
экскаваторами должно быть не менее 50 м или двух радиусов черпания 
(рис. 1.2 и 1.3). В связи с этим, основным недостатком данной схемы 
является необходимость подготовленности забоев для ввода экскаваторов 
в работу. 
При этом рациональная длина панели lп включает: длину 
экскаваторного блока lэ; длину бурового блока lб; длину транспортной 
зоны lт; длину резервной зоны lр. 
Длины экскаваторного и бурового блоков равны между собой  
и в конечном итоге зависят от количества экскаваторов, их производительности 
и организации взрывных работ. 

Рис. 1.1. Схема ведения работ на уступах широкими панелями 
 
 

Рис. 1.2. Схема ведения работ на вскрышном уступе широкой панелью двумя экскаваторами при сквозном движении автосамосвалов 

Рис. 1.3. Схема ведения работ на вскрышном уступе тремя экскаваторами при маятниковом движении автосамосвалов 

Транспортная зона панели должна обеспечивать безопасную  
и производительную работу автосамосвалов на уступе с учетом радиуса 
разворота автосамосвалов и примыкания автодорог к забоям экскаваторов. 
Резервная зона необходима для улучшения организации работ 
панелями на смежных уступах, и ее размеры зависят от степени 
неравномерности работы горного и транспортного оборудования в панели. 
Ширина панели (взрываемого блока по целику) должна обеспечивать 
получение ширины развала взорванных пород, равной суммарной ширине 
заходок работающих в панели экскаваторов. 
В то же время следует учитывать, что увеличение ширины панели 
ведет к выполаживанию рабочего борта и увеличению текущего 
коэффициента вскрыши [5]. 
 
Порядок выполнения работы 
 
1.1 Изучить теоретические сведения. 
1.2 В соответствии с исходными (табл. 1.1) и справочными (табл. 1.2, 
1.3 и 1.4) данными определить параметры широкой панели (рис. 1.1)  
и технологической схемы ведения горных работ заданным количеством 
экскаваторов. 
1.3 При 
этом, 
климатический 
район 
и 
производительность 
оборудования для учебных расчетов принять по исходным данным 
(табл. 1.1), учитывая, что для ведения работ по заходкам возможно 
применение экскаваторов одной модели или аналогов по вместимости 
ковша, производительности, массе. 
1.4 Высота экскавируемого уступа H должна соответствовать 
максимальной высоте черпания с учетом кинематики движения ковша, то 
есть: 
• для электрических механических лопат 

H ≤  Hч макс, м;                                               (1) 
• для гидравлических прямых лопат при верхнем черпании 

H ≤  0,75 · Hч макс, м.                                          (2) 
1.5 Ширину продольных заходок экскаваторов А необходимо 
рассчитать следующим образом: 
• для электрических механических лопат 

A = (1,5 ÷ 1,7) ⋅ Rч.у, м,                                          (3) 

где Rч.у – радиус черпания экскаватора на уровне стояния, м. 

• для гидравлических прямых лопат при верхнем черпании 

 А = 1,7 ⋅ Lх + H ⋅ ctgαр - ctgα, м,                              (4) 

где Lх – длина гусеничного хода, м (табл. 1.3); H – высота уступа,  
м (табл. 1.1); α – угол откоса уступа, град. (табл. 1.1); αр – расчетный угол 
откоса уступа, град. (рис. 1.4). 
 

 
Рис. 1.4. Зависимость углов откоса уступов 
 
1.6 Ширина развала взорванной горной массы B при расстановке 
экскаваторов с соответствующей шириной заходок должна составлять: 

 B = Ai

nэ

1
, м,                                            (5) 

где nэ – количество экскаваторов в группе, ед. (табл. 1.1); Ai – ширина 
заходки i-го экскаватора, м. 
1.7 Требуемая ширина взрываемого блока Шб с учетом внешней 
части развала может быть получена из выражения: 
Шб = B - x, м,                                             (6) 
где x – ширина внешней части развала, м. 
В свою очередь, ширина внешней части развала x: 
x ≈ 1,6 ⋅H, м.                                              (7) 
1.8 С учетом этого, рассчитать объем взрываемого блока Vв по 
формуле: 

Vв ≈ Nд ⋅ Qэсм i  ⋅ nсм inэ

1
, м3,                               (8) 

где Nд – интервал между взрывами, сутки (табл. 1.1); Qэсм i – среднесменная 
производительность i-го экскаватора (табл. 1.1), м3; nсм i – количество 
рабочих смен в сутки i-го экскаватора, смен. 
В учебных расчетах принять количество рабочих смен nсм = 2. 
1.9 Найти длину взрываемого блока lб по формуле: 

lб  = 
Vв
H ⋅ Шб

, м.                                              (9) 

1.10 В соответствии с принятой схемой определить ширину рабочей 
площадки Шрп: 
• по схеме с двумя экскаваторами 
Шрп  = B + C2 + E + C1 + П + Б, м                               (10) 

где С2 – расстояние от нижней бровки развала до оси проезжей части 
автодороги, м; Е – ширина проезжей части двухполосной автодороги для 
модели автосамосвала (табл. 1.4), м; С1 – расстояние от предохранительного 
вала до оси автодороги, м; П – ширина предохранительного 
вала, м; Б – ширина бермы безопасности, м. 
Для учебных расчетов значение C2 принять равным 6,0 м; С1 = 2,0 м; 
Б = 3,0 м. Значения показателей Е и П принять по справочным данным 
(табл. 1.2). 
• по схеме с тремя экскаваторами 
Шрп  = B + П1 + П + Б, м                                      (11) 

где П1 – ширина полосы для вспомогательного оборудования. 
Для учебных расчетов значение П1 принять равной 10 м. 
1.11 С учетом этого, длину широкой панели Lп рассчитать по 
выражению: 
Lп   = lэ + lб + lт + lр, м,                                        (12) 

где lэ – длина экскаваторного блока, м; lб – длина бурового блока, м;  
lт – длина транспортной зоны, м; lр – длина резервной зоны, м. 
1.12 Вычислить скорость подвигания фронта работ при длине панели 
vф по формуле 

vф  =
∑ Qэсм i·365·nсм·Knэ
1
H ⋅ Lп

, м/год,                          (13) 

где 
nсм – количество 
рабочих 
смен 
в 
сутки, 
K – коэффициент, 
учитывающий техническую надежность экскаватора и влияние климата. 
В учебных расчетах значение коэффициента, учитывающего 
техническую надежность и влияние климата K для комплексов  
с электрическими экскаваторами, работающими в северных районах