Нарастающие погоризонтные объемы

Работ.

Длина фронта горных

Развитие горных работ в

горизонтальном направлении.

Между скоростью углубки карьера (h_г) и подвиганием фронта горных работ (l_р) существует строгая геометрическая зависимость. Возможное подвигание фронта на рабочем уступе определяется зависимостью:

Подвигание верхних рабочих уступов, обеспечивающее углубку карьера со скоростью h_г

где - производительность экскаватора, м³/год;

- высота уступа, м;

- минимальная длина экскаваторного блока, м;

- длина экскаваторного блока на рабочем уступе, см;

- скорость углубки карьера, м/год;

- угол откоса рабочего борта карьера при нормальной ширине рабочих площадок;

- угол углубки карьера.

Тогда возможная скорость углубки карьера определится по выражению:

Максимальная скорость горизонтального подвигания определится:

Необходимая скорость подвигания будет равна:

Необходимо различать общую и активную длину фронта горных работ. Под общей длиной понимают суммарную протяженность уступов всех горизонтов за вычетом длины транспортных и предохранительных берм на участках выхода горных работ на проектные контуры карьера.

Активный фронт работ – это часть общего фронта работ за вычетом протяженности уступов с площадкой равной В_min, протяженность съездов, протяженности уступов на временно нерабочих бортах, за вычетом уступов под перегрузочными пунктами, т.е. фронт работ на котором есть готовые к выемке запасы. Готовые к выемке запасы – это запасы, которые

могут быть извлечены с каждого уступа без продвижения верхнего смежного уступа с оставлением на нем площадки В_min. Запас готовый к выемке измеряется в месяцах и в соответствии нормами технологического проектирования составляет:

- для рыхлых пород 1,8 месяца;

- для скальных пород и руды – 2,5 месяца.

Тема: Производительность карьера

горным возможностям.

Основным показателем работы любого предприятия является его производственная мощность.

Производственная мощность карьера характеризуется возможной производительностью карьера по полезному ископаемому и по горной массе. Взаимосвязь этих показателей выражается через эксплуатационный коэффициент вскрыши. Правильное установление производственной мощности горного предприятия является важнейшей задачей проектирования. В настоящее время известны две группы методов определения годовой производительности карьера:

- по горнотехническим факторам ;

- по экономическим факторам.

Первая группа, чаще называется методами определения производительности по горным возможностям, включает в себя методы определения производительности карьера:

- по возможной интенсивности развития горных работ;

- по транспортным возможностям.

Вторая группа методов включает в себя определение производительности:

- по плановой потребности в полезном ископаемом;

- по обеспеченности запасами и по срокам амартизации;

- по факторам экономической эффективности.

В большинстве случаев целесообразно пользоваться несколькими методами, что позволит избежать крупных ошибок. Нужно также иметь в виду, что технически возможная производительность может не являться экономически целесообразной и, наоборот, экономически целесообразная производительность не всегда технически возможна.

Определение производительности

карьера по максимальной интенсивности

развития горных работ.

При разработке месторождений сложной формы, залегающих в пересеченной местности необходимо пользоваться методами учитывающими форму рудной залежи и принятое направление развития горных работ.

В процессе развития горных работ в карьере можно различать два возможных случая:

1. Горные работы развиваются с максимально интенсивностью в глубину, а в горизонтальном направлении обеспечивается только максимальная необходимость только минимальная необходимая скорость, чтобы сохранять нормальную ширину рабочих площадок.

2. Горные работы развиваются с максимальной интенсивностью в глубину и в горизонтальном направлении.

Рассмотрим последовательно оба случая.

В первом случае угол откоса рабочего борта всегда близок к максимальной величине j_max(предпоследняя графа в таблице №1).

Таблица №1

Полученные значения производительности карьера ещё не являются максимально достижимыми, так как мы принимали во внимание только интенсивность углубки карьера. Если работы развивать с максимальной скоростью как в вертикальном, так и горизонтальном направлении, то угол откоса рабочего борта всегда будет по величине меньше максимального. Назовем этот вариант работой карьера при j_mштДля исследования данного варианта необходимо установить длину фронта работ на горизонтах и возможное количество экскаваторов, которое можна поставить на уступе. При помощи курвиметра на погоризонтных планах замеряются длины фронтов для каждой позиции и результаты заносим в таблицу №2.

Таблица№2

Сумма по горизонтальной строке показывает максимальную длину фронта работ на всех уступах к моменту начала подготовки горизонта указанного слева.

На основе таблицы №2 устанавливается возможно количество экскаваторов на каждом уступе и определяется время отработки различных участков. Результаты расчетов лучше всего представлять в виде таблицы №3.

Время отработки уступов карьера при максимальной

интенсивности работ.

Таблица№3.

Глубина работ, м	+82	+70	+60	+50	+35	+20			Т, лет
+50									0,83
+35									0,85
+20									1,21
, . . . . . . . . . -10

Таблица составляется последовательно по вертикальным строкам, Сначала определяется количество экскаваторов и минимальное время отработки каждого уступа между линиями фронтов работ на погоризонтных планах. Например, для опускания горных работ на глубину гор.+50м. необходимо на гор.+82м. вынуть объем V=1,99*10⁶ м³. На этом участке, при длине фронта L_ф=1,25км (см. табл.№2) могут работать три экскаватора (цифра в числителе) с железнодорожным транспортом.

Значит время отработки участка составит при средней производительности экскаватора по наносам 0,8*10⁶ м³/год:

В таблице №3 в соответствующей графе и ставится эта цифра в знаменателе. В каждой графе стоят три цифры: в числителе – максимальное количество экскаваторов, в знаменателе – время отработки данного участка, справа от дроби _ нарастающее по участкам время отработки.

Таким образом, по горной массе рассчитываются все графы таблицы, за исключением последних граф в горизонтальных строках. В этих графах ставится нарастающее время вскрытия новых горизонтов, взятое из расчетов по определению скорости углубки карьера (см. табл.№1). После этого подсчитывается на каждом горизонте нарастающее время его отработки. Например, для гор.+82м. при глубине работ +35м. : 0,83+0,4 = 1,23 года; при глубине работ +20м: 1,23+0,36 = 1,59 года ми т.д.

Для сохранения минимальных рабочих площадок не следует, чтобы на нижележащем уступе экскаваторы достигали линии фронта, обеспечивающей возможность подготовки данного уступа раньше чем на вышележащем. Поэтому в одной горизонтальной строке табл.№3 цифры нарастающего времени должны увеличиваться слева направо или же быть одинаковыми.

Далее необходимо учитывать объемы руды, вынимаемые с каждого горизонта. Для этого можно составить таблицу №4 в которой по вертикальным строкам вписывается нарастающий погоризонтный объем руды.

руды.

Таблица №4.

Затем составляется график на котором на оси ординат откладывается нарастающий объем руды по отдельным горизонтам из табл.№4, а по оси абсцисс нарастающее время из табл.№3 (последний вертикальный столбец). Просуммировав все ординаты (по различным горизонтам) на вертикальных линиях мы получим значение нарастающего объема руды и записываем эти объемы в таблицу №4. Вычисляем отдельные прирощения объемов руды по мере углубки карьера. Разделив эти объемы на время подготовки горизонтов из табл.№3, получим максимально достижимую производительность карьера по руде (последняя графа табл.№4) Эти данные лучше представить графически как Р=f(T). На графике производительность карьера по руде характеризуется тангенсом угла наклона линии Р=f(T). Производительность по горной массе определяется на основе полученных ранее значений усредненных коэффициентов вскрыши.

Проверка производительности карьера

по транспортным возможностям

Добываемая в карьере горная масса должна по транспортным коммуникациям доставляться к месту назначения: породы – в отвал, полезное ископаемое – к обогатительной фабрике.

Из практики работы и проектирования карьеров известны случаи, когда возможности транспорта, особенно железнодорожного, ограничивают производительность карьера.

Суточная провозная способность системы вскрывающих траншей (Wс) должна быть равна или больше выхода горной массы с рабочих уступов.

где -коэффициент резерва, =1,25;

- среднесуточный грузооборот карьера через данную систему траншей, м³;

_с- число рабочих дней в году, суток;

_р- протяженность фронта работ на данном рабочем уступе, м;

h – высота уступа;

- количество рабочих уступов, одновременно обслуживаемых данной трассой;

l_р-годовое подвигание фронта рабочих уступов, м.

Пропускная способность карьерного транспорта определяется по наиболее трудному, лимитирующему перегону участка, для которого время хода поезда в двух направлениях для однопутного перегона и в одном направлении для двухпутного является наибольшим.

Суточная пропускная способность ограничивающего однопутнорго перегона определяется по выражению:

Для двухпутного перегона суточная пропускная способность определяется по выражению:

где - время работы транспорта в течении суток, час (обычно для ж.д.транспорта =22 часа);

- время движения груженного поезда по перегону, мин.;

- время движения порожнего поезда, мин.;

- время расходуемое на связь между раздельными пунктами, мин.;

- время хода поезда в одном направлении , мин.

При известной пропускной способности суточная провозная способность определяется по формуле:

где =- вес поезда;

g – грузоподъемность одного вагона, т.;

n – число вагонов в составе, штук.

Увеличение провозной способности может быть достигнута за счет увеличения полезного веса поезда. Практически это достигается :

1. Установлением рационального руководящего уклона траншей.

2. Применением локомотивов большого сцепного веса и вагонов с малым коэффициентов тары.

3. Применением тяговых агрегатов.

Определение производительности карьера

по плановой потребности в полезном

ископаемом.

Для обеспечения сырьем, топливом, строительными и другими материалами предприятий страны в народнохозяйственных планах предусматривается соответствующее потребностям развитие горнодобывающих предприятий и необходимый объем их продукции.

Когда составляется плановое задание на проектирование, всегда учитываются потребности сопутствующей отрасли в данном полезном ископаемом, возможные потребители продукции данного предприятия, плановая очередность ввода в эксплуатацию отдельных горных предприятий, входящих в одну территориальную группу, а также многие другие экономические факторы.

Потребности промышленных предприятий в полезном ископаемом часто выражаются не в объемах добываемого на карьерах полезного ископаемого, а в количестве концентрата или другого продукта. В этих случаях делается перерасчет на количество руды.

Выход концентрата из добытой в карьере руды определяется по выражению:

- весовое содержание полезного компонента в полезном ископаемом( в массиве);

- то же в выданном из карьера полезном ископаемом (сырой руды);

- содержание полезного компонента в концентрате;

- извлечение полезного компонента из полезного ископаемого в концентрат;

- коэффициент качественного разубоживания полезного ископаемого при добыче:

откуда .

Выход металла или другого продукта из концентрата:

где - извлечение полезного компонента из концентрата при металлургическом переделе;

- содержание полезного компонента в конечном продукте (металле), получаемом из концентрата.

Общий выход готового продукта из добытого полезного ископаемого:

Следовательно, необходимую годовую производительность карьера по полезному ископаемому при заданном количестве концентрата или металла можно установить из следующих зависимостей:

где К – установленное в плановом задании потребное количество концентрата в год, тонн;

М – то же металла, тонн.

Определение производительности карьера

по обеспеченности запасами и срокам амортизации.

При планировании, проектировании и экспертизе широко пользуются понятием нормального срока амортизации капитальных затрат, или нормального срока амортизации карьера.

где Р – извлекаемые запасы в контурах карьера, т;

- нормальный срок эксплуатации карьера.

Нормальный срок эксплуатации карьера предполагает необходимость полного износа за этот период основных производственных фондов предприятия. В «Нормах технологического проектирования» предлагаются следующие нормальные сроки эксплуатации карьера:

Зависимость объема капитальных затрат

от производительности карьера.

Значительное количество исследований посвященных этому вопросу доказали, что удельные эксплуатационные и капитальные затраты уменьшаются с увеличением производите6льности карьера. Агошков М.И. рекомендовал следующие зависимости:

где а, в, f, z – эмпирические коэффициенты пропорциональности.

Детальное изучение связи капитальных вложений с производительностью рудных карьеров по горной массе было осуществлено в институте Гипроруда. Была подтверждена обратная пропорциональная зависимость удельных капитальных вложений от производительности карьера по горной массе:

- для карьеров с годовой производительностью А_г до 10*10⁶ т/год:

При производительности свыше 10*10⁶ т в год:

Экономические показатели работы карьеров зависят не только от масштаба производства, но и от технического прогресса. Исследования В.С.Хохрякова показали, что ежегодное снижение удельных капитальных вложений на строительство карьеров составляет около 6% . Он преа\длагает зависимость:

где - удельные капитальные вложения через Т лет, руб/т;

- удельные капитальные вложения в исходный год (настоящее время), руб/т;

- коэффициент, учитывающий ежегодное снижение капитальных вложений (=0,94)

С учетом исследований В.С. Хохрякова можно пользлваться следующей эмпирической формулой:

где - удельные капитальные вложения по состоянию на Т-й год;

- эмпирический коэффициент пропорциональности полученный на основе обобщения фактических данных по состоянию на определенное время Т_о .

Затраты (З_т) , которые необходимо осуществлять в будущем через Т лет, в настоящее время можно оценить величиной приведенных затрат:

а затраты (З_т¹) сделанные Т лет тому назад:

Тогда общую величину капитальных вложений, приведенных к моменту сдачи карьера в эксплуатацию, можно определить из выражения:

Определение экономически целесообразной

производительности карьера по руде.

Для народного хозяйства помимо низкой себестоимости полезного ископаемого большое значение имеют абсолютные и относительные размеры капитальных вложений, сроки получения продукции из карьера и сроки возврата вложенных в строительство карьера капитальных вложений.

Принцип минимизации капитальных вложений ведет к проектированию отсталых предприятий. С другой стороны, нерационально принимать вариант с излишне большими капитальными вложениями, окупающимися через большой промежуток времени. Поэтому возникает необходимость соизмерения дополнительных капитальных вложений и экономии текущих затрат, так как снижение текущих затрат может быть достигнуто за счет дополнительных капитальных вложений.

Экономически целесообразную производительность считаем ту, которая обеспечивает максимальную прибыль от разработки месторождения:

где- суммарная ценность полезного ископаемого от разработки месторождения, руб.;

- суммарные затраты на добычу полезного ископаемого, руб.

Суммарная ценность может быть определена по выражению:

где - производственная мощность карьера по руде, т/год;

- цена единицы товарной продукции , руб/т.;

- срок эксплуатации карьера, лет.

Суммарные затраты составят:

где - суммарные затраты на разработку месторождения, руб.;

- эксплуатационные затраты:

где и - эксплуатационные затраты соответственно на руду и вскрышу.

Приведенные к началу эксплуатационного периода работы карьера суммарная ценность добываемого полезного ископаемого составит:

Суммарные эксплуатационные затраты на добычу руды составят:

где

- себестоимость доычи руды без затрат на вскрышу, руб/т

Суммарные эксплуатационные затраты на производство вскрышных работ:

В практике проектирования принят следующий порядок определения экономически целесообразной производительности карьера:

1.-Определяется максимально возможная производительность карьера (по горнотехническим условиям) по руде.

2.-Используя метод вариантов в диапазоне А_р = 0→А_{р max}намечаем несколько вариантов решений А_р = 0; 4; 8; 12→А_{р max} .

3.-Для каждого варианта производительности определяем срок эксплуатации месторождения: .

4.-Определяем срок строительства карьера.

5.-Отределяются эксплуатационные коэффициенты вскрыши по периодам эксплуатации и продолжительности этих периодов по каждому варианту.

6.-По каждому варианту производственной мощности карьера рассчитываются затраты, доходы и прибыль приведенных к одному моменту оценки.

7.-Вариант с максимальным значением приведенной прибыли принимается в качестве рационального.