Проблемы недропользования. 2017. Выпуск 2 (13).

1. Сетевое периодическое научное издание
ISSN 2313-1586
Выпуск 2
Екатеринбург
2017
16+

2. Сетевое периодическое научное издание
ПРОБЛЕМЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ
Учредитель – Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
Институт горного дела Уральского отделения РАН
№ государственной регистрации Эл № ФС77-56413 от 11.12.2013
Выходит 4 раза в год только в электронном виде
РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ:
С.В. Корнилков, д.т.н., проф., директор ИГД УрО РАН, г. Екатеринбург - главный редактор
В.М. Аленичев, д.т.н., проф., г.н.с., ИГД УрО РАН, г. Екатеринбург – зам. главного редактора
Члены редакционной коллегии:
Н.Ю. Антонинова, к.т.н., заведующая лабораторией ИГД УрО РАН, г. Екатеринбург
А.А. Барях, д.т.н., проф., директор ГИ УрО РАН, г. Пермь
Н.Г. Валиев, д.т.н., проф., проректор по науке УГГУ, г. Екатеринбург
С.Д. Викторов, д.т.н., проф., заместитель директора ИПКОН РАН, г. Москва
С.Е. Гавришев, д.т.н., проф., директор ИГД и Т, МГТУ, г. Магнитогорск
А.В. Глебов, к.т.н., заместитель директора ИГД УрО РАН, г. Екатеринбург
С.Н. Жариков, к.т.н., с.н.с., ИГД УрО РАН, г. Екатеринбург
А.Г. Журавлев, к.т.н., с.н.с., ИГД УрО РАН, г. Екатеринбург
В.С. Коваленко, д.т.н., проф., заведующий кафедрой МГГУ, г. Москва
В.А. Коротеев, д.т.н., проф., академик, советник РАН ИГГ УрО РАН, г. Екатеринбург
М.В. Курленя, д.т.н., проф., академик, директор ИГД СО РАН, г. Новосибирск
С.В. Лукичев, д.т.н., проф., заместитель директора ГоИ КНЦ РАН, г. Апатиты
В.В. Мельник, к.т.н., заведующий лабораторией ИГД УрО РАН, г. Екатеринбург
И.Ю. Рассказов, д.т.н., директор ИГД ДВО РАН, г. Хабаровск
И.В. Соколов, д.т.н., заведующий лабораторией ИГД УрО РАН, г. Екатеринбург
С.М. Ткач, д.т.н., директор ИГДС СО РАН, г. Якутск
С.И. Фомин, д.т.н., проф. кафедры, НМСУ «Горный», г. Санкт-Петербург
А.В. Яковлев, к.т.н., заведующий лабораторией ИГД УрО РАН, г. Екатеринбург
В.Л. Яковлев, д.т.н., проф., чл.-корр., советник РАН, ИГД УрО РАН, г. Екатеринбург
Издатель: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
Институт горного дела Уральского отделения РАН
Все статьи проходят обязательное рецензирование
Адрес редакции: 620075, г. Екатеринбург, ул. Мамина-Сибиряка, д. 58, тел. (343)350-35-62
Сайт издания: trud.igduran.ru
Выпускающий редактор: О.В. Падучева
Редактор: О.А. Истомина
Компьютерный набор и верстка: Т.Н. Инякина, Т.Г. Петрова
Верстка сайта: М.В. Яковлев
16+

3. ПРОБЛЕМЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ № 2, 2017 г.
3С е т е в о е п е р и о д и ч е с к о е н а у ч н о е и з д а н и е
Содержание
ПРОБЛЕМЫ ГОРНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Яковлев В.Л. Исследование переходных процессов – новый методологический
подход к разработке и развитию инновационных технологий добычи и рудоподготовки
минерального сырья при освоении глубокозалегающих сложноструктурных месторождений…... 5
КАРЬЕРНЫЙ ТРАНСПОРТ
Лель Ю.И., Глебов И.А., Ганиев Р.С., Иванова О.А. Систематизация условий
эксплуатации карьерного автотранспорта по энергетическому критерию …………………………. 16
Реутов А.А. Имитационное моделирование ступенчатого регулирования скорости
конвейера ………………………………………………………………………………………………... 26
ГЕОМЕХАНИКА
Далатказин Т.Ш. Исследования формирования оползней в Коршуновском карьере ……………. 34
МЕХАНИКА ГОРНЫХ ПОРОД
Рубцова Е.В., Скулкин А.А. О физическом моделировании процесса измерительного
гидроразрыва в модельных образцах при их неравнокомпонентном нагружении ………………… 42
ФИЗИКА ВЗРЫВА
Фадеева И.И., Аюнов Д.Е., Романенко В.В. Оценка современного теплового эффекта
от подземного ядерного взрыва на Семипалатинском испытательном полигоне ………………….. 48
ГЕОЭКОЛОГИЯ
Уланов А.Н., Шельменкина Х.Х., Смирнова А.В. Экологические аспекты рекультивации
нарушенных болотных экосистем …………………………………………………………………….. 56
Воробьев А.Е., Тчаро Хоноре, Чекушина Т.В. Практика применения геосинтетических
глинистых экранов на площадках кучного выщелачивания в Перу ………………………………… 62
Борисков Ф.Ф., Борисков Д.Ф. Использование холода тропосферы – нового
энергетического ресурса планеты Земля для сохранения и создания ледников ..…………………. 73
Кириллов В.В., Жоров В.А., Безматерных Д.М., Бурмистрова О.С., Винокурова Г.В.,
Долматова Л.А., Дьяченко А.В., Зарубина Е.Ю., Котовщиков А.В., Соколова М.И.,
Медникова Г.М., Трошкова И.А., Эйрих А.Н., Эйрих С.С. Эволюция природно-технической
системы гидроотвала угольного разреза в бассейне реки Иня (Кузбасс) …………………………... 75
СТАТЬИ УЧАСТНИКОВ
XI ВСЕРОССИЙСКОЙ МОЛОДЕЖНОЙ
НАУЧНО - ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ
ПО ПРОБЛЕМАМ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ,
проведенной ИГД УрО РАН 8-10 февраля 2017 г.
Беспальков А.А., Журавлев А.Г. Технические вопросы при использовании кабельных
кранов для ведения горных работ ……………………………………………………………………... 85
Жабко А.В. Энергетическая трактовка условия разрушения откосов ……………………………… 96
Кутуев В.А., Жариков С.Н. О показателе расширения продуктов взрыва ………………………... 103
Кутуев В.А. О взаимосвязи между скоростью детонации и временем газификации
на примере промышленного эмульсионного взрывчатого вещества ПОРЭМИТ 1А ...………......... 106
Меньшикова Н.А., Давлетшина И.Р. Перспективные вопросы совершенствования
технологической схемы очистки сернокислых рудничных и промышленных сточных вод ……… 112
Сентябов С.В. Мониторинг напряженно-деформированного состояния бетонной крепи
стволов на Гайском месторождении …………………………………………………………………... 119
Собенин А.В., Шеломенцев И.Г., Шаихова Д.Р. Особенности развития Raphanus Sativus
на техногенном субстрате ………………………………………………………………………………. 127
Чендырев М.А., Журавлев А.Г. Особенности конструкции автомобильной карьерной
наклонной подъемной установки ……………………………………………………………………… 133

4. ПРОБЛЕМЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ № 2, 2017 г.
С е т е в о е п е р и о д и ч е с к о е н а у ч н о е и з д а н и е
ПРОБЛЕМЫ ГОРНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

5. ПРОБЛЕМЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ №2, 2017 г.
5С е т е в о е п е р и о д и ч е с к о е н а у ч н о е и з д а н и е
УДК 622.271.3:001.895 DOI: 10.18454/2313-1586.2017.02.005
Яковлев Виктор Леонтьевич
член-корр. РАН, доктор технических наук,
профессор, главный научный сотрудник,
Институт горного дела УрО РАН,
620075, г. Екатеринбург,
ул. Мамина-Сибиряка, 58
е-mail: yakovlev@igduran.ru
ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ
ПРОЦЕССОВ – НОВЫЙ
МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД
К РАЗРАБОТКЕ И РАЗВИТИЮ
ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
ДОБЫЧИ И РУДОПОДГОТОВКИ
МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ ПРИ
ОСВОЕНИИ ГЛУБОКОЗАЛЕГАЮЩИХ
СЛОЖНОСТРУКТУРНЫХ
МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Yakovlev Victor L.
Corresponding member RAS, professor,
The Institute of Mining UB RAS,
620075, Yekaterinburg, 58 Mamin-Sibiryak st.
e-mail: yakovlev@igduran.ru
THE STUDY OF TRANSIENT PROCESSES
AS A NEW METHODOLOGICAL
APPROACH TO THE DEVELOPMENT
OF INNOVATIVE TECHNOLOGIES FOR
EXTRACTION AND ORE PREPARATION
OF MINERAL RAW MATERIALS MINING
DEEP-SEATED COMPLEX-STRUCTURED
DEPOSITS
Аннотация:
Обоснованы специфика освоения глубокозалега-
ющих сложноструктурных месторождений и
необходимость периодического пересмотра
принятых в проекте открытой разработки ме-
сторождения технических и технологических
решений, в том числе в зависимости от измене-
ния геологической и горнотехнической информа-
ции по мере развития горных работ и перехода
рабочей зоны на более глубокие горизонты, а
также последующего перехода на подземную
или комбинированную разработку месторожде-
ния.
Предлагается методический подход, основан-
ный на исследовании переходных процессов, ос-
новной задачей которых являются технические,
технологические и организационные действия
при реализации принимаемых инновационных ре-
шений по адаптации горнотехнической и орга-
низационно-технологической системы горно-
обогатительного предприятия к изменяющимся
условиям его функционирования.
Ключевые слова: переходные процессы, глубо-
кие карьеры, сложноструктурные месторож-
дения, инновационные технологии
Abstract:
The specifics of deep-seated complex-structured de-
posits development is grounded and the need for pe-
riodic review of technical and technological solu-
tions adopted in the project of surface mining are
substantiated, including the dependence on changes
in geological and mining information as mining pro-
gresses and the working zone moves to deeper hori-
zons, as well as the subsequent transition on under-
ground or combined deposit mining are based.
A methodical approach is proposed based on the
study of transient processes, the main task of which
is technical, technological and organizational ac-
tions in realization the adopted innovative solutions
on adaptation the mining and organizational and
technological system of the ore mining and pro-
cessing plant to the changing conditions of its func-
tioning.
Key words: transient processes, deep open pits,
complex-structured deposits, innovative technolo-
gies
Специфика освоения глубокозалегающих сложноструктурных месторождений
твердых полезных ископаемых состоит в том, что их разработка продолжается десятки
лет, как правило, начинается открытой геотехнологией, в условиях непрерывного роста
глубины рабочей зоны карьера, нарастанием геологической, горнотехнической и техно-
логической информации, требующих безусловного выделения этапов формирования ка-
рьерного пространства, изменения параметров систем разработки, формирования транс-
портной системы карьера путем применения новых видов транспорта и т. д., то есть прак-
тически пересмотра большинства принятых проектных решений, уточнения глубины ка-
рьера и, как правило, перехода к подземной или комбинированной геотехнологии.

Статья подготовлена с использованием результатов исследований в рамках Госзадания 007-01398-17-00
по теме № 0405-2015-0010

6. ПРОБЛЕМЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ №2, 2017 г.
6С е т е в о е п е р и о д и ч е с к о е н а у ч н о е и з д а н и е
Необходимость исследования переходных процессов в технологии добычи и пе-
реработки полезных ископаемых на отдельных этапах, технологических процессах давно
начала назревать, и в отдельных разделах горной науки и производства находились ре-
шения адаптации технологии к изменяющимся условиям разработки месторождений, но
сегодня это становится актуальной проблемой.
Одной из главных причин необходимости исследования переходных процессов в
технике и технологии горно-обогатительного производства минерального сырья явля-
ется высочайшая степень зависимости от природной изменчивости геологических пара-
метров глубокозалегающих сложноструктурных месторождений, информация о которых
нарастает по мере развития горных работ, что требует, наряду с изменением горнотех-
нических условий, периодического перехода на новые параметры техники и технологии
с целью адаптации к изменяющимся условиям функционирования горнообогатительного
производства.
Исследование переходных процессов, установление причин их возникновения,
понимание сущности происходящих изменений и закономерностей их развития в кон-
кретных горно-геологических и горнотехнических условиях является основой создания
стратегии управления этими процессами в течение всего срока отработки месторожде-
ния.
В работе [1] автором данной статьи изложен исторический опыт развития науч-
ных идей и методологических подходов к обоснованию технологий, параметров горных
работ и стратегии освоения недр и приведен перечень публикаций ученых, вложивших
наибольший вклад в решение соответствующих проблем.
В табл. 1 приведен последовательный ряд этапов, характеризующихся социально-
экономическими условиями развития горнодобывающих отраслей промышленности и
основных направлений научных исследований, которые были наиболее актуальны и со-
ответствовали целям разработки научных основ проектирования, строительства и экс-
плуатации шахт, рудников и карьеров, горно-обогатительных комбинатов.
О необходимости коренного пересмотра сложившегося к концу 80-х годов, т.е.
практически к распаду СССР, методического подхода к решению широкого круга акту-
альных технических, технологических и экономических проблем развития горного про-
изводства и горных наук очень ярко изложено в монографии «Горные науки. Освоение
и сохранение недр Земли» [2].
Исследование переходных процессов – новый этап в развитии методологического
подхода к выбору стратегии освоения глубокозалегающих сложноструктурных место-
рождений твердых полезных ископаемых, основанного на принципах системности, ком-
плексности, междисциплинарности и инновационной направленности путем своевре-
менного внесения изменений в технологию добычи и рудоподготовки минерального сы-
рья по мере нарастания информации о геологических и горнотехнических условиях функ-
ционирования горнотехнической системы горно-обогатительного предприятия.
Актуальность исследования переходных процессов обусловлена важнейшей их
ролью на стадиях проектирования и разработки глубокозалегающих сложноструктурных
месторождений в связи с объективной необходимостью периодического изменения па-
раметров горнотехнической системы вследствие нарастания геологической информации
о параметрах залежей и содержания в них основных и попутных полезных компонентов,
поэтапного формирования карьерного пространства и развития транспортной системы
карьера, перехода с открытой к подземной или комбинированной геотехнологии, необ-
ходимости управления количеством и качеством направляемых на переработку потоков
добываемой горной массы, применения более совершенных технических средств, со-
ставляющих основу инновационных технологий добычи и рудоподготовки минераль-
ного сырья.

7. ПРОБЛЕМЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ №2, 2017 г.
7С е т е в о е п е р и о д и ч е с к о е н а у ч н о е и з д а н и е
Таблица 1
Этапы развития технологий и методологии освоения недр России и стран СНГ
Годы
Особенности этапов развития
горного дела
Основные направления научных
исследований
1945 – 1960 гг. Послевоенный период восста-
новления и развития народного
хозяйства
Научные основы проектирования и
строительства комплексно-механи-
зированных предприятий
1960 – 1975 гг. Интенсивное развитие откры-
тых горных разработок, строи-
тельство крупных горно-обога-
тительных комбинатов для
обеспечения сырьем заводов
черной и цветной металлургии,
строительство угольных разре-
зов большой мощности
Научное обоснование приоритет-
ного развития открытых разработок,
зарождение методов экономико-ма-
тематического моделирования,
ЭВМ для планирования и управле-
ния производством на карьерах.
1975 – 1987 гг. На основе анализа опыта экс-
плуатации ГОКов установлено
отставание фактических объе-
мов добычи и вскрыши от про-
ектных
Необходимость новых подходов к
исследованию, проектированию и
планированию горных работ, схем
вскрытия, систем разработки, фор-
мированию транспортных систем ка-
рьеров с учетом роста их глубины
1987 – 1996 гг. Изменение социально-экономи-
ческих условий. Переход от пла-
новой экономики к рыночной.
Резкое снижение объемов
добычных и вскрышных работ
Необходимость разработки принци-
пиально новых подходов к исследо-
ванию и решению проблем горного
производства
1997 – 2007 гг. Восстановление объемов до-
бычи полезных ископаемых на
действующих ГОКах. Дефицит
рудного сырья на Урале и необ-
ходимость завоза товарной
руды на металлургические
предприятия из других регио-
нов
Новый этап в развитии горных наук:
«Освоение и сохранение недр».
Классификация горных наук
2007 – 2014 гг. Освоение глубоких горизонтов
на действующих горных пред-
приятиях и новых месторожде-
ниях, в т. ч. в северных регионах
УрФО и ДФО
Программно-целевые методы иссле-
дований на основе принципов си-
стемности, комплексности, междис-
циплинарности и инновационной
направленности
2014 г. –
современный
период
Нарастание информации о ме-
сторождении и принятие основ-
ных технологических решений.
Освоение новых минерально-
сырьевых центров
Исследование переходных процес-
сов и учет закономерностей их раз-
вития при разработке инновацион-
ных технологий оценки, добычи и
рудоподготовки минерального сы-
рья

8. ПРОБЛЕМЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ №2, 2017 г.
8С е т е в о е п е р и о д и ч е с к о е н а у ч н о е и з д а н и е
Методологической и организационно-технологической основой исследования пе-
реходных процессов являются изменившиеся условия производства горных работ.
Особенности ведения горных работ на глубоких карьерах состоят в том, что, на
какой бы стадии по глубине карьера горные работы ни находились, они остаются откры-
тыми до установленной глубины карьера, однако требуют исследования два главных во-
проса, основанные на опыте длительной эксплуатации карьеров большой глубины и про-
изводительности:
- следует ли пересматривать принятую в проекте предельную глубину карьера;
- требуется ли коренной пересмотр действующей технологии горных работ при
достигнутой глубине карьера или достаточно совершенствования параметров системы
разработки, принятой схемы вскрытия, порядка формирования рабочей зоны глубоких
горизонтов, транспортной системы карьера и основных технологических процессов до-
бычи и переработки минерального сырья.
При любом варианте ответа на первые два вопроса необходимо исследовать сле-
дующие особенности ведения горных работ на карьерах, особенно при их доработке до
предельной глубины:
- особенности погрузочно-транспортных работ в прибортовой зоне с учетом обес-
печения устойчивости бортов, сохранности законтурного массива и безопасности распо-
ложенных на прибортовой территории зданий и сооружений;
- необходимость селективной разработки и усреднения при формировании грузо-
потоков для последующей переработки добываемого минерального сырья;
- обеспечение эффективной модернизации парка горных машин, параметров и ор-
ганизации их эксплуатации;
- постоянный мониторинг качества добываемого сырья, параметров и показателей
основных технологических процессов с целью своевременного на основе технологиче-
ского аудита применения и реализации организационно-технических управляющих воз-
действий.
Наиболее значимые научные, технологические и организационно-технические
вопросы, решаемые при проектировании и разработке сложноструктурных месторожде-
ний большой глубины, требующие исследования переходных процессов:
1. Оценка объема и качества запасов, принятие решения о целесообразности их
комплексного освоения.
2. Обоснование способа разработки глубокозалегающего месторождения и воз-
можности (целесообразности) перехода от открытого к подземному или комбинирован-
ному способу.
3. Обоснование границ карьера, его глубины, углов откоса бортов, последователь-
ность развития рабочей зоны, выделение этапов разработки.
4. Формирование транспортной системы карьера во взаимосвязи с развитием ка-
рьерного пространства и его рабочей зоны, применение новых видов, технических
средств и схем транспорта с заменой действующих, но чаще в дополнение к ним.
5. Поэтапная разработка месторождений, формирование временно нерабочих бор-
тов карьеров и последующая их разработка с использованием специальных технологий
и технических средств взрывания, экскавации, транспорта.
6. Вскрытие новых горизонтов, в том числе с возможным изменением физико-
механических свойств и вещественного состава слагающих их горных пород.
7. Разработка месторождений сложного геологического строения залежей основ-
ного полезного ископаемого при наличии попутных полезных компонентов, значитель-
ной изменчивости их содержания и других свойств, требующих селективной разработки,
усреднения и периодического изменения параметров систем разработки, рудоподго-
товки и обогащения.

9. ПРОБЛЕМЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ №2, 2017 г.
9С е т е в о е п е р и о д и ч е с к о е н а у ч н о е и з д а н и е
8. Переходные процессы, связанные с изменением физико-механических свойств
многолетнемерзлых горных пород (фазовые переходы при изменении температуры воз-
духа от +40о
С до –60о
С), в том числе в бортах карьеров и в стволах подземных рудников.
Таким образом, сущность исследования переходных процессов состоит в том, что
если необходимо что-либо изменить в технике или технологии горного производства в
конкретных горнотехнических условиях, то необходимо установить совокупность и
обосновать последовательность ряда разработанных в установленные сроки организаци-
онно-технических мероприятий для принятия и реализации принятых технологических
инновационных решений.
На действующих горных предприятиях этот подход реализуется на основе мони-
торинга показателей и технологического аудита условий и показателей функционирова-
ния горнотехнической системы, а при проектировании освоения новых месторождений
– на основе установленных закономерностей развития предприятий, разрабатывающих
аналогичные или близкие по геологическим и горнотехнических условиям месторожде-
ния.
Установлено, что для исследования закономерностей (устойчивых зависимостей)
протекания и направлений совершенствования технологических процессов, параметров
инновационных технологий и прогноза их развития, обеспечивающих экономически эф-
фективную и безопасную разработку глубокозалегающих месторождений твердых по-
лезных ископаемых, необходимо иметь следующую информацию:
1. Стадия (период) разработки месторождения (строительство карьера, освоение
проектной мощности, полное развитие работ, доработка запасов в нижней части карьера,
переход на подземную или комбинированную разработку месторождения).
2. Геологическая информация: исходная и нарастающая по мере освоения место-
рождения.
3. Техническая – применяемое буровое, погрузочное и транспортное оборудова-
ние и его соответствие изменяющимся горнотехническим условиям эксплуатации. Вы-
вод: следует ли переходить на новые технические средства.
4. Технологическая – схема вскрытия, система разработки – соответствие их па-
раметров условиям и возможные изменения технологии на основе инновационных ре-
шений.
5. Оценка состояния техники и технологии, изменяющихся условий эксплуатации
и обоснование необходимости установления начала и сроков перехода на новые техни-
ческие средства и технологии.
Для установления закономерностей и их количественной оценки в методическом
плане на конкретных предприятиях следует осуществлять мониторинг и комплексный
технологический аудит – способ проверки технологического состояния предприятия с
помощью определенных критериев, дающих возможность выявления сильных и слабых
сторон, что ведет к формированию стратегии дальнейшей экономически эффективной и
безопасной разработки глубокозалегающих сложноструктурных месторождений.
Совершенствование технологических процессов и применение инновационных
технологий разработки глубокозалегающих сложноструктурных месторождений обу-
словлено их природной изменчивостью и изменением горнотехнических условий их
освоения.
С ростом глубины рабочей зоны карьера увеличивается расстояние транспорти-
рования добываемой горной массы, осуществляется дальнейшее развитие транспортной
системы карьера, схемы вскрытия глубоких горизонтов, переход на новые параметры
погрузочного и транспортного оборудования (табл. 2).

10. ПРОБЛЕМЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ №2, 2017 г.
10С е т е в о е п е р и о д и ч е с к о е н а у ч н о е и з д а н и е
Таблица 2
Этапы формирования транспортной системы карьера при освоении
глубокозалегающих месторождений
Этапы освоения месторождения Этапы формирования транспортной системы
1. Оценка геологических, природно-кли-
матических и социально-экономических
условий освоения месторождения: разве-
данности, условий залегания, запасов и их
качественной и технологической характе-
ристики, физико-механических свойств
руд и пород
Обоснование возможных для применения
видов и технических средств транспорта, в
том числе внутрикарьерного (сборочного и
магистрального) и внешнего.
2. Проект разработки месторождения:
способ разработки (открытый, подземный,
комбинированный);
границы и глубина карьера, поэтапная раз-
работка;
производственная мощность по рудной и
горной массе;
схема вскрытия и системы разработки (ва-
ловая или селективная разработка запа-
сов);
система управления качеством (усредне-
ние, управление развитием рабочей зоны и
т. п.).
Выбор видов и технических средств транс-
порта, их параметров, зон эффективного
применения; переходные процессы (внутри
вида транспорта, с одного вида транспорта
на другой). Перегрузочные пункты при
схемах комбинированного транспорта, ме-
ста их расположения, периодичность и по-
рядок переноса по мере роста глубины ка-
рьера; схема транспортных коммуникаций
по этапам разработки до предельных кон-
туров карьера.
3. Строительство и ввод в эксплуатацию
горного предприятия.
Применяемая техника может отличаться
от проектной. Уточняются объем и каче-
ственная характеристика запасов, условий
их залегания, физико-механические свой-
ства горных пород и др.
Применяемые в период строительства ка-
рьера виды технических средств транс-
порта, транспортные коммуникации
должны стать звеном формируемой в даль-
нейшем транспортной системы. Особенно
это важно при применении циклично-по-
точной технологии, железнодорожного
транспорта, транспортные коммуникации
которых следует развивать с момента ввода
карьера в эксплуатацию.
4. Поэтапная разработка месторождения:
4.1. Открытая геотехнология с выделе-
нием этапов, их границ по глубине, вре-
менно законсервированных запасов и бор-
тов карьера.
4.2. Переход на подземную разработку ме-
сторождения с полной изоляцией внутри-
шахтных выработок и коммуникаций от
внутрикарьерного пространства.
4.3. Комбинированная открыто-подземная
разработка с одновременным или последо-
вательным ведением открытых и подзем-
ных горных работ.
Формирование поэтапных схем развития
транспортных коммуникаций.
Периодическая реконструкция транспорт-
ной системы карьера с переносом транс-
портных коммуникаций с временно нера-
бочих бортов на постоянные.
Вскрытие новых, в том числе глубоких, го-
ризонтов.
Перенос перегрузочных пунктов.
Использование карьерного транспорта для
доставки на поверхность горной массы из
подземных горных выработок.

11. ПРОБЛЕМЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ №2, 2017 г.
11С е т е в о е п е р и о д и ч е с к о е н а у ч н о е и з д а н и е
Изменение физико-механических свойств горных пород требует совершенствова-
ния параметров и техники буровых и взрывных работ.
Нарастание геологической информации требует принятия решения о сохранении
валовой или переходе к селективной разработке запасов, технологии их рудоподготовки
и предобогащения.
Новый этап развития горных наук, в том числе в методологии выполнения иссле-
дований, связан с изданием коллективной монографии «Освоение и сохранение недр
Земли» [2].
Современный этап развития горного дела характеризуется необходимостью со-
здания технологий и техники для вскрытия и отработки глубоких горизонтов действую-
щих горных предприятий и освоения новых месторождений с учетом изменения геоло-
гических и горнотехнических условий их разработки в динамике развития горнотехни-
ческих систем на основе исследования переходных процессов.
Среди факторов, влияющих на необходимость периодического пересмотра при-
нятых в проекте технических и технологических решений, следует выделить следующие
основные:
1. Природная изменчивость геологических параметров сложноструктурных глу-
бокозалегающих месторождений.
К числу основных факторов, обосновывающих необходимость исследования и
учета переходных процессов в технологии разработки сложноструктурных месторожде-
ний, относятся факторы природной особенности и изменчивости их геологических пара-
метров:
- залегание в виде жил, линз, пластов переменной мощности;
- тела полезного ископаемого содержат включения пустых пород или некондици-
онных руд разных размеров и формы, осложнены складчатыми или разрывными текто-
ническими нарушениями;
- мощность и элементы залегания, устойчивость горных пород, их трещинова-
тость, естественная блочность, слоистость, пределы прочности и деформационные свой-
ства меняются в широких пределах;
- изменяется качественный состав полезного ископаемого, имеет место законо-
мерная или случайная зональность общего баланса минералов, высокая неравномерность
их содержания и гранулометрического состава от сплошных до тонковкрапленных руд.
Все это требует детальной геометризации размещения полезного ископаемого в
недрах и учета при выборе горной техники и технологий, адаптивных к изменениям гео-
логической среды, планирования горных работ в режимах селективной выемки и усред-
нения, создания инновационных технологий добычи и рудоподготовки с учетом законо-
мерностей переходных процессов при изменении условий функционирования горнообо-
гатительного предприятия.
2. Нарастание информации о геологических параметрах месторождения по этапам
разведки: предварительной, на основе которой обосновываются кондиции и ведется под-
счет запасов по категориям С1 и С2, детальной, когда уточняются строение месторожде-
ния, условия залегания тел полезного ископаемого, запасы переводятся в категории А и
В, уточняются их качество и горнотехнические условия предполагаемой разработки, с
учетом которых принимаются основные проектные решения, к сожалению, обычно с
ошибками, вследствие недостаточной достоверности информации.
Устранение неопределенности в геологической обстановке достигается при экс-
плуатационной разведке, которая ведется весь период отработки месторождения, с уче-
том чего осуществляется планирование добычи полезного ископаемого по сортам, кор-
рекции типоразмеров горных машин, технологии добычи, режимов усреднения и обога-
щения.

12. ПРОБЛЕМЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ №2, 2017 г.
12С е т е в о е п е р и о д и ч е с к о е н а у ч н о е и з д а н и е
Добыча полезных ископаемых открытым способом связана с перемещением боль-
ших масс горных пород, что приводит к изменению естественного напряженного состо-
яния массива горных пород. В результате такого воздействия наряду с естественными
геомеханическими процессами, такими как тектонические подвижки блоков, возникают
наведенные геомеханические процессы, вызванные техногенной деятельностью при ве-
дении горных работ.
Решение проблемы обеспечения долговременной устойчивости уступов и бортов
имеет особую актуальность, так как от их параметров зависит безопасность разработки
месторождений, а также объемы вскрыши и запасы полезного ископаемого в контурах
карьеров.
Главная особенность переходных периодов в развитии горных работ и техноло-
гических процессов состоит в том, что реально сложившиеся к определенному моменту
эксплуатации месторождения схема вскрытия и параметры системы разработки, порядок
формирования рабочей зоны, применяемое оборудование основных технологических
процессов и режим их функционирования не в полной мере соответствуют геологиче-
ским, горнотехническим и экологическим условиям и требованиям добычи и перера-
ботки горной массы, в том числе полезных ископаемых и вскрышных пород, что не со-
ответствует требованиям по количеству и качеству товарной продукции и экономически
эффективной ее реализации на внутреннем и внешнем рынках.
Переходные процессы являются этапами стратегии освоения глубокозалегаю-
щих сложноструктурных месторождений – долгосрочного плана действий на всех эта-
пах разведки, проектирования и разработки месторождения до получения товарной
продукции на основе методологического подхода на принципах системности, комплекс-
ности, междисциплинарности и инновационной направленности, учитывающих нарас-
тание геологической информации о месторождении при принятии заранее спланирован-
ных технологических и технических решений в качестве реакции на изменения внутрен-
них и внешних условий функционирования горного предприятия, включая учет законо-
мерностей их развития при принятии инновационных технологий оценки, добычи, рудо-
подготовки и обогащения минерального сырья.
Основной задачей переходных процессов являются технические, технологиче-
ские и организационные действия при реализации принимаемых инновационных реше-
ний по адаптации горнотехнической и организационно-технологической системы пред-
приятия к изменяющимся условиям его функционирования.
Признанием объективной необходимости исследования переходных процессов в
качестве нового научного направления при разработке теоретических основ стратегии и
технологии комплексного освоения месторождений явилось включение в план научно-
исследовательских работ УрО РАН в качестве государственного задания темы фунда-
ментальных исследований на 2016 – 2018 гг. «Теоретические основы стратегии ком-
плексного освоения месторождений и технологий их разработки с учетом особенностей
переходных процессов в динамике развития горнотехнических систем»* (*рег. №0405-
2015-0010). При этом в число исполнителей важнейших разделов исследований вошли
сотрудники нескольких научных лабораторий института:
1. Исследование и разработка инновационных технологий добычи рудного и не-
рудного минерального сырья в сложных горно-геологических условиях (лаборатория от-
крытой геотехнологии) [6].
2. Исследование технологических процессов и разработка теоретических основ
геотехнологической стратегии освоения переходных зон рудных месторождений (лабо-
ратория подземной геотехнологии) [11].
3. Обоснование стратегии формирования транспортных систем карьеров при раз-
работке глубокозалегающих месторождений (лаборатория транспортных систем карье-
ров и геотехники) [5, 6, 7].

13. ПРОБЛЕМЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ №2, 2017 г.
13С е т е в о е п е р и о д и ч е с к о е н а у ч н о е и з д а н и е
4. Методы оценки и технологии управления качеством минерального сырья при
освоении природных и техногенных месторождений (сектор управления качеством ми-
нерального сырья) [8].
5. Исследование экологических и экономических аспектов функционирования и
развития природно-техногенных экосистем в районах функционирования предприятий
горно-металлургического комплекса (лаборатория экологии горного производства) [10].
6. Изучение основных факторов и закономерностей при разрушении локальных
массивов буровзрывным способом в динамике изменения горно-технологических усло-
вий для обеспечения энергоэффективности, ресурсосбережения и промышленной без-
опасности (лаборатория разрушения горных пород).
7. Экономические аспекты обеспечения безопасности основных технологических
процессов горного производства (филиал ИГД УрО РАН в г. Челябинске) [12].
Выводы
Разработанный ранее методологический подход на основе совокупного использо-
вания принципов системности, комплексности, междисциплинарности и инновационной
направленности [3, 4] возможно реализовать непрерывным мониторингом развития гор-
нотехнической системы горнообогатительного предприятия, своевременной разработ-
кой переходных процессов на всех стадиях освоения месторождения и реализацией ре-
комендаций по совершенствованию требующих изменения параметров и технологий в
связи с изменяющимися внутренними и внешними условиями функционирования гор-
ного предприятия.
Предлагаемый методологический подход, основанный на исследовании переход-
ных процессов, является универсальным, и может использоваться при проектировании
освоения глубокозалегающих месторождений, планировании, организации и управлении
добычей и рудоподготовкой минерального сырья на действующих горных предприятиях
с учетом нарастания геологической информации, внедрения разработанных инноваци-
онных мероприятий, изменения параметров и показателей горнотехнической системы
горного предприятия по мере развития горных работ.
Главным показателем, характеризующим высокую степень новизны исследова-
ний, является дальнейшее развитие программно-целевого методологического подхода к
исследованию проблем освоения недр, основанного на принципах системности, ком-
плексности, междисциплинарности и инновационной направленности, путем введения
принципиально нового понятия «переходные процессы» и учета закономерностей их
развития при разработке инновационных технологий добычи и рудоподготовки мине-
рального сырья.
Сущность новизны исследования переходных процессов при проектировании и
разработке глубокозалегающих месторождений состоит в том, что если при оценке ди-
намики развития горнотехнической системы и показателей ее функционирования возни-
кает необходимость изменить параметры техники или технологии горнообогатительного
производства, то следует установить необходимость, совокупность и последователь-
ность ряда действий (мероприятий), чтобы принять и реализовать принятые технологи-
ческие инновационные решения.
Литература
1. Яковлев В.Л. Исторический опыт развития научных идей методологических
подходов к обоснованию технологий, параметров горных работ / В.Л. Яковлев // Про-
блемы недропользования [Электронный ресурс]: рецензируемое сетевое периодическое
издание / ИГД УрО РАН. - 2014. - № 3. - С. 15 - 26. – Режим доступа: ////trud.igduran.ru
2. Горные науки. Освоение и сохранение недр Земли / К.Н. Трубецкой, Ю.Н. Ма-
лышев, Л.А. Пучков, … В.Л. Яковлев и др. - М.: Изд-во Академии горных наук, 1997.
– 478 с.

14. ПРОБЛЕМЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ №2, 2017 г.
14С е т е в о е п е р и о д и ч е с к о е н а у ч н о е и з д а н и е
3. Яковлев В.Л. Методологические особенности освоения недр на современном
этапе / В.Л. Яковлев, С.В. Корнилков // Вестник УрО РАН. Наука. Общество. Человек. -
2013. - № 4. - C. 43 - 49.
4. Яковлев В.Л. О методологическом подходе к исследованиям в области освое-
ния недр на основе системности, комплексности, междисциплинарности и инновацион-
ной направленности / С.В. Корнилков, В.Л. Яковлев // Горный журнал. - 2015. - № 1. -
C. 4 - 5.
5. Яковлев В.Л. Основные аспекты формирования и новые научные направления
исследований транспортных систем карьеров / В.Л. Яковлев, Ю.А. Бахтурин, А.Г. Жу-
равлев // Наука и образование. - №4 (80). - 2015. - С 67 - 72.
6. Яковлев В.Л. Переходные процессы в технологии разработки сложноструктур-
ных месторождений полезных ископаемых // Открытые горные работы в XXI веке - 1:
Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2015. – № 10 (специальный выпуск
№ 45 – 1). – С. 65 – 76.
7. Новые решения в развитии циклично-поточной технологии / В.Л. Яковлев,
Г.Д. Кармаев, В.А. Берсенев, И.Г. Сумина // Горный журнал. - 2016. - № 10. – C. 54 - 64.
8. Геоинформационная оценка распределения показателей обогатимости титано-
магнетитовых руд в контурах отрабатываемых карьеров Гусевогорского месторождения
/ В.Л. Яковлев, Ю.В. Лаптев, В.А. Гордеев, А.М. Яковлев // Литосфера. - 2016. - № 2. –
С. 111 - 120.
9. Яковлев В.Л. Особенности методологического подхода к обоснованию страте-
гии освоения сложноструктурных месторождений на основе исследования переходных
процессов // Геомеханические и геотехнологические проблемы освоения недр Севера:
Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2015. – СВ № 30.– С. 22 - 35.
10. Антонинова Н.Ю. Использование техногенных отходов ГМК в природоохран-
ных целях на предприятиях ГМК / Н.Ю. Антонинова, Л.А. Шубина // Экология и про-
мышленность России. – 2015. - № 10. - С. 38 - 41.
11. Изыскание подземной геотехнологии при переходе к освоению глубокозале-
гающих запасов наклонного медноколчеданного месторождения / И.В. Соколов,
Ю.Г. Антипин, И.В. Никитин, К.В. Барановский, А.А. Рожков // Изв. УГГУ. – 2016. –
№2 (42). – С. 47 - 53.
12. Галкин В.А. О теории и методологии организации безопасного производства
/ В.А. Галкин, А.М. Макаров, И.Л. Кравчук // Уголь. – 2016. – № 4. – С. 39 - 43.

15. ПРОБЛЕМЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ № 2, 2017 г.
С е т е в о е п е р и о д и ч е с к о е н а у ч н о е и з д а н и е
КАРЬЕРНЫЙ ТРАНСПОРТ

16. ПРОБЛЕМЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ №2, 2017 г.
16С е т е в о е п е р и о д и ч е с к о е н а у ч н о е и з д а н и е
УДК 622.684 DOI: 10.18454/2313-1586.2017.02.016
Лель Юрий Иванович
доктор технических наук, профессор,
заведующий кафедрой
разработки месторождений открытым способом,
Уральский государственный
горный университет,
620144 г. Екатеринбург, ул. Кубышева, 30
e-mail: lel49@mail.ru
Глебов Игорь Андреевич
студент,
Уральский государственный
горный университет
e-mail: gleb_igor@mail.ru
Ганиев Руслан Салаватович
ассистент кафедры разработки месторождений
открытым способом,
Уральский государственный
горный университет
e-mail: sunmail2003@mail.ru
Иванова Ольга Анатольевна
аспирант,
Уральский государственный
горный университет
e-mail: olga15-07-83@mail.ru
СИСТЕМАТИЗАЦИЯ УСЛОВИЙ
ЭКСПЛУАТАЦИИ КАРЬЕРНОГО
АВТОТРАНСПОРТА
ПО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОМУ КРИТЕРИЮ
Lel Yuri I.
Doctor of technical sciences, professor,
the head of Department of surface
deposits development,
The Ural state mining University,
620144, Yekaterinburg, 30 Kuibishev st.
e-mail: lel49@mail.ru
Glebov Igor Andreevich
student,
The Ural state mining University
e-mail: gleb_igor@mail.ru
Ganiev Ruslan S.
assistant professor,
The department of surface
deposits development,
The Ural state mining University
e-mail: sunmail2003@mail.ru
Ivanova Olga A.
post-graduate student,
The Ural state mining University
e-mail: olga15-07-83@mail.ru
SYSTEMATIZATION OF OPERATING
CONDITIONS FOR OPEN-PIT MOTOR
TRANSPORT ACCORDING
TO ENERGY CRITERION
Аннотация:
На основе экспериментально-аналитических ис-
следований разработана методика оценки
трудности транспортирования, основанная на
расчете расхода дизельного топлива автосамо-
свалами за транспортный цикл и приведенной
фактической длины трассы к условному гори-
зонтальному расстоянию с использованием
энергетического критерия. В качестве крите-
рия оценки трудности транспортирования
обосновано использование коэффициента слож-
ности трассы, представляющего собой отно-
шение приведенного расстояния транспортиро-
вания к фактическому. Получены расчетные за-
висимости для определения приведенного рас-
стояния на основе горизонтальных эквивален-
тов вертикального перемещения горной массы.
На основе разработанной методики получены
зависимости для расчета линейной дифферен-
цированной нормы расхода топлива автосамо-
свалами Cat-777D и Cat-745С в условиях Нюр-
бинского карьера АК «АЛРОСА». Проведена си-
стематизация условий эксплуатации карьер-
ного автотранспорта по критерию сложности
трассы. Все условия разделены на пять классов
сложности, при варьировании коэффициента
сложности трассы от 1 до 3 и более. Установ-
лено, что в настоящее время условия эксплуата-
ции автотранспорта на большинстве алмазо-
добывающих карьеров АК «АЛРОСА» отно-
Abstract:
While operating modern motor vehicles in deep
open pit mines, it is crucially important to develop
methods and measures to evaluate the difficulty of
mined rock transportation by open- pit dump trucks.
It has been found out that currently there is no uni-
fied complex measure of transportation difficulty
that could be used in technological evaluation of
open-pit motor transport. Experimental and analyt-
ical researches carried out by the authors serve as
a basis for the development of the transportation dif-
ficulty evaluation methods based on the calculation
of the diesel fuel consumed by dump trucks per a
load-haul-dump cycle and the actual load distance
corrected in relation to conditional horizontal dis-
tance by means of the energy criterion. The coeffi-
cient of the haul distance complexity (μ) being the
ratio of the corrected haul distance to the actual one
is justified to be used as a criterion for the transpor-
tation difficulty evaluation. To correct a haul dis-
tance on the basis of the horizontal equivalents of
the vertical rock mass movement, the calculated cor-
relations have been obtained. It has been discovered
that the haul distance complexity is determined by
the rate of slope, rolling resistance, tare-load ratio
and load capacity utilization factor as well as em-
pirical coefficients, taking into account the increase
in the rolling resistance of empty dump trucks in mo-
tion, the increase in specific fuel consumption at a
rated load of an engine of empty dump trucks mov-
ing along a horizontal road, fuel consumption of

17. ПРОБЛЕМЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ №2, 2017 г.
17С е т е в о е п е р и о д и ч е с к о е н а у ч н о е и з д а н и е
сятся к III-IV классам (сложные и весьма слож-
ные, μ = 2,0…3,0). Внедрение полноприводных
автосамосвалов при доработке карьеров будет
сопровождаться переходом условий к V классу
(исключительно сложные, μ = 5,0…7,0). Разра-
ботанные методические положения прошли
апробацию и рекомендуются к использованию в
проектной практике и практике эксплуатации
карьерного автотранспорта.
Ключевые слова: карьер, автотранспорт, усло-
вия эксплуатации, приведенное расстояние, го-
ризонтальный эквивалент вертикального пере-
мещения, расход топлива, коэффициент слож-
ности трассы, коэффициент сопротивления ка-
чению, коэффициент тары, коэффициент ис-
пользования грузоподъемности, высота подъ-
ема горной массы
dump trucks in the brake-applied mode. The devel-
oped technique has provided the correlations for the
calculation of the linear differential fuel allowance
of dump trucks Cat-777D Cat-745S under operating
conditions of Nyurbinsk open-pit mine of «AL-
ROSA» Diamond Company. Operating conditions
for the open-pit motor transport have been systema-
tized by means of the haul distance complexity cri-
terion and divided into five classes (relatively easy,
medium, complex, highly complex and extremely
complex) with the haul distance complexity coeffi-
cient ranging from 1 to 3 and more. It has been
found out that the current operating conditions of
the motor transport in the majority of the diamond
mining pits of «ALROSA» refer to classes III-IV
(complex and highly complex, μ = 2,0 ... 3,0). The
introduction of all-wheel drive dump trucks during
the cleaning-up stage will be accompanied by the
transition to the operating conditions of Class V (ex-
tremely complex, μ = 5,0 ... 7,0). The developed
methodological principles have been tested and are
recommended for application in open pit motor
transport. designing and operating
Key words: open-pit mine, motor transport, operat-
ing conditions, corrected distance, horizontal equiv-
alent of the vertical movement, fuel consumption,
haul distance complexity coefficient, rolling re-
sistance coefficient, tare-load ratio, load capacity
utilization factor, rock mass rise height
Внедрение на карьерах современных моделей автотранспортных средств, в том
числе полноприводных автосамосвалов, сопровождается усложнением условий эксплу-
атации технологического автотранспорта. При этом важное значение приобретает разра-
ботка методики и показателей оценки трудности транспортирования горной массы.
Наибольшую известность в этом направлении получил предложенный академиком
В.В. Ржевским относительный показатель трудности транспортирования породы Пт, рас-
считываемый по эмпирическому выражению [1]:
,П 3ср21т WnBCКАdКК  (1)
где  – плотность породы, кг/м3
;
cpd – средний размер кусков породы в транспортном сосуде, м;
А = 1 + 0,1σсдв; σсдв – сопротивление породы сдвигу (в образце), МПа;
W – влажность перевозимой породы (в долях единицы);
n – содержание в породе глинистых частиц (в долях единицы);
B = 1 + lg(T + 1); Т – продолжительность транспортирования породы, ч;
C = 1 – 0,025t; t – температура воздуха, ºС (учитывается только при t ≤ 0ºС);
К1, К2, К3 – эмпирические коэффициенты.
Все транспортируемые горные породы по величине Пт подразделяются на пять
классов. Вместе с тем, ввиду сложности расчета, указанный показатель не нашел долж-
ного практического применения. Существенным недостатком показателя Пт является то,
что входящая в него продолжительность транспортирования (Т) также зависит от ком-
плекса горнотехнических и дорожных условий эксплуатации.
В качестве показателей оценки трудности транспортирования горной массы карь-
ерными автосамосвалами различными авторами предлагались расстояние транспортиро-

18. ПРОБЛЕМЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ №2, 2017 г.
18С е т е в о е п е р и о д и ч е с к о е н а у ч н о е и з д а н и е
вания, высота подъема (спуска) горной массы, средневзвешенный уклон трассы, каче-
ство дорожного покрытия, сложность трассы в плане и другие факторы в различном их
сочетании [2 – 4]. Однако до настоящего времени единого комплексного показателя
трудности транспортирования, который мог бы использоваться в технологических рас-
четах карьерного автотранспорта, не предложено.
В основу разработанной методики авторами положен энергетический принцип,
поскольку расход энергии (дизельного топлива) наиболее адекватно реагирует на изме-
нение условий эксплуатации технологического автотранспорта.
Расход дизельного топлива автотранспортом за транспортный цикл (Qц, л) опре-
деляется по формуле
Qц = Qconst + Qпер, (2)
где Qconst – относительно постоянная часть расхода топлива в транспортном цикле, л;
Qпер – переменная часть расхода топлива, зависящая от расстояния транспортиро-
вания, высоты подъема (спуска) горной массы и других горнотехнических и дорожно-
транспортных условий эксплуатации, л.
Qconst = Qп + Qо + Qр + Qмп + Qмр, (3)
где Qп, Qо, Qр, Qмп, Qмр – расход топлива, соответственно, при погрузке автосамосвала,
ожидании погрузки, разгрузке, маневровых операций при установке на погрузку и раз-
грузку, л.
(4)
где gх – удельный расход топлива на холостом ходу двигателя (полный холостой ход),
л/ч (определяется экспериментально);
tп + tо – суммарная продолжительность погрузки автосамосвала и ожидания по-
грузки, мин.
Расход топлива при разгрузке и производстве маневровых операций определя-
ется из выражения
,60/iii tgQ  (5)
где Qi – расход топлива на i-ом режиме, л;
gi – удельный расход топлива на i-ом режиме, л/ч;
ti – длительность i-го режима, мин.
,1000/пдн  kkNgg Nii (6)
где нg – удельный расход топлива при номинальной нагрузке двигателя, г/кВт∙ч;
дN – номинальная мощность двигателя автосамосвала, кВт;
Nik – коэффициент использования мощности двигателей на i-ом режиме (табл. 1);
пk – поправочный коэффициент, учитывающий изменения gн в зависимости от ис-
пользования мощности двигателя ( пk = 1,1 … 1,2);
ρ – плотность дизельного топлива, кг/л.
Таблица 1
Значения коэффициентов использования мощности двигателя ( Nik )
на различных режимах (экспериментальные данные) [5]
Характеристика режима Nik
Маневры при установке:
на погрузку 0,10 – 0,12
на разгрузку 0,38 – 0,40
Разгрузка 0,06 – 0,08
  ,60/oпxоп ttgQQ 

19. ПРОБЛЕМЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ №2, 2017 г.
19С е т е в о е п е р и о д и ч е с к о е н а у ч н о е и з д а н и е
Переменная часть расхода топлива (Qпер, л) при движении автосамосвала по гори-
зонтальной щебеночной автодороге с коэффициентом сопротивления качению ωо опре-
деляется из выражения [6]:
  
,
367
1
т
г21топрнп
д
г
дпер



kkkkLGg
QQQ (7)
где г
дQ – расход топлива при движении груженых самосвалов, л;
п
дQ – расход топлива при движении порожних самосвалов, л;
G – грузоподъемность автосамосвала, т;
kг – коэффициент использования грузоподъемности;
т – коэффициент полезного действия трансмиссии автосамосвала;
ωо – коэффициент сопротивления качению груженых автосамосвалов на автодороге
со щебеночным покрытием [10];
k1 – коэффициент, учитывающий увеличение ωо при движении порожних автоса-
мосвалов (k1 ≈ 1,15 … 1,20) [6];
k2 – коэффициент, учитывающий увеличение удельного расхода дизтоплива при
номинальной нагрузке gн при движении порожних автосамосвалов (k2 ≈ 1,1)
[6];
kт – коэффициент тары самосвала;
Lпр – расстояние транспортирования (длина горизонтальной трассы), км.
Формулу (7) можно применить для расчета расхода топлива по реальной трассе,
если фактическую длину трассы привести к горизонтальной автодороге со щебеночным
покрытием.
Общую длину реальной трассы движения (L, км) можно представить в виде
суммы отдельных участков (рис. 1):
Рис. 1 – Схема к расчету расхода дизтоплива
(8)
где Lг – суммарная протяженность горизонтальных участков со щебеночным покрытием,
км;
Lв – суммарная протяженность временных горизонтальных участков без покрытия,
км.
(9)
где Lг – суммарная протяженность наклонных участков с уклоном iп при движении на
подъем, км;
Lс – суммарная протяженность наклонных участков с уклоном iс при движении на
спуск, км;
Hп, Hс – высота подъема (глубина спуска) горной массы, м.
,вг LLLL i 
,1010
3
сс
3
ппсп  iHiHLLLi
Lв Lг
Lг
Lг
Lг Lв
Нп
L
iп
iп
iп

20. ПРОБЛЕМЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ №2, 2017 г.
20С е т е в о е п е р и о д и ч е с к о е н а у ч н о е и з д а н и е
Рис. 2 – Схема к расчету приведенного расстояния транспортирования
при работе автосамосвала на подъем горной массы
Приведенное расстояние транспортирования (Lпр, км) рассчитывается по фор-
муле (рис. 2) [6, 7]:
(10)
где Эп, Эс – горизонтальные эквиваленты вертикального перемещения (подъема, спуска)
горной массы, показывающие, какое расстояние транспортирование по горизонтальной
автодороге со щебеночным покрытием эквивалентно по затратам энергии подъему
(спуску) горной массы по наклонному участку на высоту (глубину) 1 м, м/м. Экспери-
ментально-аналитические зависимости для расчета горизонтальных эквивалентов, полу-
ченные на основании исследований УГГУ, представлены в табл. 2 [6].
Таблица 2
Зависимости для расчета горизонтальных эквивалентов
Горизонтальные эквиваленты вертикального перемещения, м/м
Подъем горной массы Спуск горной массы
  
  г21топ
погт3
п
1
Э
kkkki
ikkk



 
  г21тос
сот421
п
1
Э
kkkki
ikkkk



Примечание: k3 – коэффициент, учитывающий расход топлива при движении порожних автоса-
мосвалов на спуск в тормозном режиме (k3 = 1,05…1,07); k4 – коэффициент, учитывающий расход
топлива при движении груженых автосамосвалов на спуск в тормозном режиме (k4 = 1,2…1,3);
iп (iс) > ωо
При расчете приведенного расстояния возникает необходимость приведения
участков автодорог к одному типу покрытия – базовому. В качестве базового рекомен-
дуется принимать наиболее распространенное в карьерах щебеночное покрытие с коэф-
фициентом сопротивления качению ωо = 0,020 … 0,025 [11,12]. В формуле (10)
kпр – коэффициент приведения покрытия временных автодорог к базовому (щебеноч-
ному) покрытию.
,о
в
опр k (11)
где в
оω – коэффициент сопротивления качению на временных забойных и отвальных
автодорогах.
Значения горизонтальных эквивалентов вертикального перемещения горной
массы и коэффициентов приведения покрытий временных автодорог для автосамосвалов
Cat-777D с колесной формулой 4×2 и полноприводных автосамосвалов Cat-745C в гор-
нотехнических условиях Нюрбинского карьера АК «АЛРОСА» приведены в табл. 3.
,10Э10Э впр
3
сс
3
ппгпр LkНHLL  
Lпр=НпЭп
Lп=Нп iп
-1 Нп(Эп – iп
-1
)
iп
Нп

21. ПРОБЛЕМЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ №2, 2017 г.
21С е т е в о е п е р и о д и ч е с к о е н а у ч н о е и з д а н и е
Таблица 3
Значения горизонтальных эквивалентов и коэффициентов приведения
покрытий временных автодорог
Модель и
грузоподъемность
самосвала
Значения горизонтальных эквивалентов (kг = 0,9; ωо = 0,0225)
kпрЭп, м/м при iп Эс, м/м при ic
0,08 0,12 0,18 0,24 0,08 0,12 0,18 0,24
Cat-777D
(G = 91т)
38,54 – – – 27,20 – – – 1,78
Cat-745С
(G = 41т)
37,57 34,82 32,99 32,08 28,39 26,32 24,93 24,24 1,78
Умножив расход дизельного топлива за транспортный цикл (Qц, л) на величину
1000ρ/kгGL, где L – фактическое расстояние транспортирования в км, получим диффе-
ренцированную норму расхода топлива для конкретной модели автосамосвала
(Na, г/ткм):
  
.
1725,21000
гт
г21тпрон
г
const
a
kL
kkkkLg
GLk
Q
N




 (12)
Обозначив
L
Lпр
 – коэффициент сложности трассы, получим
  .
1725,21000
гт
г21тон
г
const
a
k
kkkkg
GLk
Q
N




 (13)
В горнотехнических условиях Нюрбинского карьера для автосамосвалов
Cat-777D при Qconst = 2,86 л; gн = 225 г/кВт∙ч; kт = 0,71; kг = 0,9; k1 = 1,2; k2 = 1,1;
ωо = 0,0225; G = 91 т; т = 0,85; ρ = 0,836 кг/л норма расхода топлива составит
.80,45
19,29
a 
L
N (14)
Сравнение фактического расхода топлива автосамосвалами Cat-777D на Нюрбин-
ском карьере с расчетным показывает высокую точность предлагаемой методики прак-
тически в любых диапазонах изменения горнотехнических условий эксплуатации, то
есть при любой сложности трасс. Ошибка составляет 2,5–4,0 %.
Для полноприводных автосамосвалов Cat-745С, применение которых предпола-
гается при разработке глубоких горизонтов Нюрбинского карьера, при Qconst = 1,34 л;
gн = 210 г/кВт∙ч; kт = 0,80; kг = 0,9; k1 = 1,2; k2 = 1,1; ωо = 0,0225; G = 41 т; т = 0,85;
ρ = 0,836 кг/л норма расхода топлива составит
.μ48,46
36,30
a 
L
N (15)
Таким образом, линейная норма расхода топлива при прочих равных условиях для
конкретной модели автосамосвала представляет собой функцию двух переменных – фак-
тического расстояния транспортирования (L) и отношения приведенного расстояния к
фактическому, то есть сложности трассы. Левая часть уравнений (12) – (15) отражает
постоянную составляющую расхода топлива, доля которой в общем расходе за цикл
уменьшается с увеличением расстояния транспортирования. Правая часть указанных
уравнений отражает переменную часть расхода, которая линейно зависит от сложности
трассы.
Коэффициент сложности трассы (μ) показывает, во сколько раз энергозатраты при
движении автосамосвала по реальной трассе протяженностью L превышают энергоза-
траты при движении по горизонтальной автодороге со щебеночным покрытием такой же
протяженности.