Основи економіки відкритих гірничих робіт.

Розробка родовища відкритим способом повинна не лише забезпечити видобуток певного обсягу корисної копалини заданої якості у встановлені терміни, але при цьому потрібно досягти максимального економічного ефекту, який полягає в отриманні максимального прибутку народним господарством.

Економічні показники відкритих гірничих робіт залежать головним чином від величини капітальних інвестицій на будівництво кар’єру та величини експлуатаційних (поточних) витрат, необхідних для виконання видобувних і розкривних робіт.

Капітальні інвестиції на будівництво кар’єру складаються з інвестицій на підготовку ділянки кар'єрного поля до розробки, його осушення, на спорудження під'їзних шляхів та підведення енергії, на придбання та монтаж обладнання й проведення гірничо-капітальних робіт, на будівництво промислових будівель і споруд, житла та культурно-побутових об'єктів. Інвестиції на гірничо-капітальні роботи зазвичай складають від 10 до 40%, на обладнання – 40 ... 50% загальних витрат на промислове будівництво. Капітальні інвестиції, як правило, потрібні не тільки в період будівництва кар'єру, але і в період його експлуатації для підтримки й збільшення виробничої потужності, модернізації техніки й технології.

Експлуатаційні витрати на проведення гірничих робіт складаються з витрат на виконання всіх технологічних процесів відкритих розробок: буріння, підривання, екскавації, транспортування, відвалоутворення та ін. Витрати на кожний процес включають, у свою чергу, такі елементи: заробітну плату, амортизаційні відрахування, оплату електроенергії, матеріалів, ремонту та ін.

Ступінь економічної ефективності відкритих гірничих робіт характеризується величиною техніко-економічних показників:

Собівартість продукції кар’єра – це витрати, що припадають на 1 т видобутої корисної копалини і складаються із затрат власне на видобуток і на розкрив:

, грн/т,

де С_кк – витрати на 1 т видобутку корисної копалини (без витрат на розкрив), грн;
К_р – коефіцієнт розкриву, м³/т; С_р – витрати на 1 м³ розкриву, грн.

Коефіцієнт розкриву – відношення кількості розкривних порід, що видаляються при розробці, до кількості видобутої при цьому корисної копалини. Значення К_р в загальному випадку показує яка кількість розкривних порід повинна бути вилучена з кар’єру для видобутку одиниці корисної копалини. Детальніше про види К_р нижче.

Питомі капітальні інвестиції – відношення величини інвестицій до річної продуктивності кар'єру по корисній копалині. Для рудних і вугільних кар'єрів вони становлять у середньому 100 ... 300 грн/т.

Прибуток – різниця між реалізованою цінністю товарної продукції та витратами на її виробництво.

Рентабельність – це відношення прибутку, одержаного підприємством протягом року, до загальної величини витрат при виробництві та реалізації продукції. Рентабельність більшості гірничих підприємств знаходиться в межах 5 ... 20%.

Окупність капітальних інвестицій – час у роках, протягом якого підприємство забезпечує накопичення прибутку, що дорівнює величині капітальних інвестицій. Термін окупності інвестицій зазвичай не перевищує 7–10 років.

Продуктивність праці залежить від рівня механізації та організації відкритих гірничих робіт. Завдяки постійному вдосконаленню засобів механізації та поліпшенню організації праці досягнуто значне підвищення продуктивності праці на відкритих розробках. За останні 5–10 років продуктивність праці на рудних кар'єрах становить на одного робітника 50-80 т гірничої маси за зміну.

Продуктивність гірничотранспортного обладнання залежить від його потужності й ступеня використання. Ці показники, так як і продуктивність праці, систематично підвищуються в результаті технічного прогресу.

Види коефіцієнтів розкриву

Особливістю відкритого способу розробки є велика кількість розкривних порід, які покривають та вміщують корисну копалину та які мають бути видалені з кар’єру для розробки родовища. Обсяги розкривних порід в контурах кар’єру можуть у кілька разів перевищувати обсяги корисної копалини. Кількість розкривних порід, яку необхідно вийняти з кар’єру для видобутку одиниці корисної копалини (1 т або 1 м³), називається коефіцієнтом розкриву.

Від величини коефіцієнта розкриву залежить один із основних економічних показників відкритих розробок – собівартість продукції кар’єру: з його збільшенням собівартість видобутку також збільшується. Тому, навіть не виконуючи економічних розрахунків, за величиною відповідних коефіцієнтів розкриву можна порівнювати ефективність різних варіантів відкритої розробки родовища, а також робити висновки про доцільність застосування відкритого або підземного способу розробки та встановлювати кінцеву глибину кар'єру.

Загальна формула коефіцієнту розкриву:

,

де V та Р – відповідно обсяги розкривних порід, що вилучаються з кар’єру, та корисних копалин, що видобуваються при цьому. V та Р можуть вимірюватись в м³ або т, тому й розмірність К_р може бути: м³/м³ (об’ємний К_р); т/т (ваговий К_р); м³/т та т/м³. У практиці відкритих розробок частіше за все використовують розмірність м³/т.

Розрізняють наступні коефіцієнти розкриву:

а) Середній коефіцієнт розкриву – це співвідношення загального обсягу розкривних порід у проектних контурах кар'єру до всього обсягу корисних копалин в тих же контурах:

,

деV, Р – обсяги розкривних порід і корисної копалини в проектних контурах кар’єру, м³.

Якщо запаси корисної копалини визначені за даними геологічної розвідки, то коефіцієнт розкриву називається середньо-геологічним. Якщо при визначенні коефіцієнта розкриву використані промислові запаси, то коефіцієнт розкриву називається середньо-промисловим.

б) Першопочатковий коефіцієнт розкриву – співвідношення обсягу розкриву, що виймається під час будівництва кар’єру, до загального обсягу корисних копалин в контурах кар’єру.

,

де V₀ – обсяг розкриву, що виймається під час будівельного періоду, м³; Р – обсяги корисної копалини в проектних контурах кар'єру, м³

На схемі зображено кілька варіантів розкриття кар’єрного поля, для яких вказано обсяги розкривних порід, що виймаються під час будівництва кар’єру. З наведеної схеми видно, що найменший обсяг розкриву виймається при розкритті кар’єру за 2-м варіантом (по вісі падіння родовища). У той же час, при складній будові родовища, порівняння варіантів схеми розкриття може бути не таким очевидним.

в) Середньоексплуатаційний коефіцієнт розкриву – співвідношення загального обсягу розкривних порід та корисних копалин у проектних контурах кар’єру без врахування виймання під час будівельного періоду, тобто середній коефіцієнт розкриву за періоди експлуатації кар’єру (після його пуску).

,

де V_o , P_o – обсяги розкривних порід і корисної копалини, що виймаються в період будівництва кар’єру, за рахунок капітальних вкладень), м³.

г) Експлуатаційний коефіцієнт розкриву – співвідношення обсягів розкривних порід та корисної копалини, намічених до виймання за певний проміжок часу (місяць, квартал, рік або кілька років):

, м³/м³,

де , – обсяги розкривних порід і корисної копалини, що намічені до виймання за певний проміжок часу, м³.

д) Поточний коефіцієнт розкриву – співвідношення обсягів розкривних порід та корисної копалини, які фактично виймаються за певний проміжок часу:

, м³/м³,

де , – обсяги розкривних порід і корисної копалини, що фактично виймаються за певний проміжок часу, м³.

При високому рівні організації робіт, поточний та експлуатаційний коефіцієнти за однаковий термін часу повинні співпадати.

е) Контурний коефіцієнт розкриву – співвідношення прирощення обсягу розкривних порід до прирощення обсягу корисної копалини при збільшенні проектної глибини кар'єру на величину одного уступу:

= ,

де , – прирощення обсягів розкривних порід і корисної копалини при збільшенні проектної глибини кар'єру на величину одного уступу.

Згідно наведеної схеми та – це різниця в обсягах порід розкриву та корисних копалин між 1-м та 2-м контурами кар’єру (до збільшення проектної глибини та після збільшення на висоту h_y), тобто

= .

ж) Геологічний коефіцієнт розкриву – співвідношення сумарної вертикальної потужності шарів пустих порід до сумарної вертикальної потужності покладів корисної копалини:

,

де – вертикальна потужність і-го шару розкривних порід, м; – вертикальна потужність j-го покладу корисної копалини, м.

з) Граничний коефіцієнт розкриву − це максимально допустимий коефіцієнт розкриву, при якому в даних умовах відкрита розробка родовища є доцільною.

, м³/т,

де С_max − гранично допустима величина повної (з урахуванням розкриву) собівартості продукції кар’єра, грн/т; С_кк − собівартість видобутку корисної копалини без урахування вартості розкривних робіт, грн/т; С_р− собівартість виймання розкриву, грн/м³.

Отже, величина граничного коефіцієнта розкриву залежить від собівартості видобутку корисної копалини й собівартості виймання пустих порід. При проектуванні гірничодобувного підприємства величину цих показників беруть за фактичними даними діючих кар'єрів, гірничотехнічні умови яких аналогічні умовам кар’єру, що проектується.

Визначення граничного коефіцієнта розкриву зводиться до визначення гранично допустимої повної собівартості видобутку корисної копалини різними методами:

1) Порівняння відкритого й підземного способів розробки родовищ. В основу визначення граничного коефіцієнта розкриву береться умова, що гранично допустима повна (з урахуванням розкривних робіт) собівартість видобутку корисної копалини відкритим способом С_max не перевищує собівартості видобутку цієї ж корисної копалини підземним способом С_підз, тобто

. Тоді граничний коефіцієнт , м³/т.

Цей вираз широко використовується при проектуванні, однак його можна використати лише за умови, що при підземному й відкритому способах розробки добувається корисна копалина однакової якості.

2) Визначення К_р.гр на основі оптової ціни на корисні копалини й продукти їх переробки. Іноді важко визначити граничний коефіцієнт розкриву на основі порівняння показників відкритого й підземного видобутку. Це стосується, наприклад, родовищ граніту, мармуру, вапняку та ін., які переважно розроблюють відкритим способом. Тоді для визначення граничного коефіцієнту використовують оптову ціну Ц_о на корисну копалину. У цьому випадку граничний коефіцієнт

, м³/т.

Необхідно враховувати, що для підвищення рентабельності підприємства необхідно, щоб собівартість товарної продукції була менша за оптову ціну на неї.

3) При комплексному освоєнні родовища деякі види розкривних порід можливо використати для різних потреб народного господарства. За рахунок їх продажу підприємство отримає додатковий прибуток і може піти на збільшення обсягів розкривних робіт (тобто на збільшення кінцевої глибини кар'єру або розширення його контурів) без погіршення в цілому по кар'єру економічних показників.

, м³/т,

де Ц_п − оптова ціна на попутну корисну копалину, грн^/т; К_п − коефіцієнт, що показує, скільки попутних копалин добувається при видобутку 1 т основної корисної копалини, т/т.

При проектуванні границь кар'єру обов'язково повинна аналізуватися можливість їх розширення за рахунок комплексного використання всіх попутних корисних копалин родовища.

Коефіцієнт розкриву багато в чому визначає величину собівартості корисної копалини. Тому його використовують як критерій економічного оцінювання варіантів відкритої розробки – найбільш вигідним уважають варіант із меншим коефіцієнтом розкриву.