Отчёт по практике на филиал ЗАО «Шахта Беловская» участок открытых горных работ «Караканский Западный»

  Одним из основных факторов, влияющих на экономику  горного производства, являются затраты Зi, предопределяемые необходимостью перемещения вскрышных пород к местам их складирования. При этом, как известно из практики проектирования и эксплуатации предприятий открытой угледобычи, некая условно-постоянная составляющая этих затрат (примерно 40-50%) не зависит от величины пробега технологического транспорта:

Зтек. = Зо ( 1 + 0,45), руб/м³,

где Зтек.; Зо - себестоимость транспортирования горной массы в текущий момент и на начальный период строительства; L; L - дальность транспортирования горной массы в начальный период строительства и прирост этого показателя на текущий момент времени, соответственно.

  Помимо  дальности транспортировки на величину 3i заметное влияние оказывают основные параметры рабочей зоны и взаимосвязанный с ней такой линейный параметр системы разработки как Ну.

  Для целей  установления совокупного влияния  L; Нр.з. и Ну на величину затрат, связанных с транспортировкой горной массы к местам складирования во внешние или внутренние отвалы, представляется целесообразным применение инженерного метода оценок, основывающегося на учете величины энергозатрат по процессам открытых горных разработок. Несколько упрощенные, известные в изыскательских работах зависимости энергоемкости Э процесса перемещения горной массы, имеют вид:

  - при размещении  пород во внешних отвалах высотой  ho:

  g, Дж

  - при размещении  пород во внутренних отвалах: 
 

где Lф; L - протяженность фронта горных работ вкрест простирания и по простиранию, соответственно, м; а - средний угол падения пластов в свите), град; А - ширина рабочей площадки, м; :о - дальность транспортировки по отвальному ярусу, м; g - ускорение свободного падения.

  Анализ  приведенных зависимостей позволяет  полагать, что технологии, предусматривающие  активное использование техногенного ресурса выработанного пространства, в 4-5 раз менее ресурсоемкие в части транспортных затрат, составляющих около 60% производственной себестоимости добычи минерального ископаемого, по отношению к схемам геотехнологий со складированием вскрышных пород во внешних отвалах.

  Полагая, что величина Эвн. пропорциональна значениям Зтек., установлена степень влияния Ну на интенсивность снижения затрат при транспортировании вскрышных пород во внутренний отвал Зтек = -24,2 1п(Ну) +47,3, %, (при г= 0,9)

  Исследование  этой зависимости показывает, что заметное сокращение транспортных расходов возможно при уменьшении Ну до 8-10 м. В то же время, увеличение этого параметра более чем на 15 м практически не оказывает влияния на Зтек.

  Ключевым  этапом проектной проработки подготавливаемого нового горного строительства, в соответствии с действующей нормативно-правовой базой (СНиП 11-105-95), является обоснование инвестиций, позволяющее принять решение о хозяйственной их необходимости, экономической и социальной целесообразности. Для принятия концептуальных решений о предпочтительности того либо иного технико-технологического решения при освоении ресурсной природной базы открытой угледобычи разработана экономико-математическая модель, связывающая приведенные затраты (Спр) с ожидаемыми горно-геологическими условиями производства, задаваемой мощностью угледобывающего предприятия, высотой рабочей зоны, главными параметрами карьера первой очереди и, наконец, с высотой рабочего уступа, обобщающей прочие параметры элементов углубочно-сплошных систем разработки.

  Проведение  вычислительного эксперимента с использованием разработанной экономико-математической модели подразумевает наличие информаций о стоимостных показателях применяемого горно-транспортного оборудования. Полагая, что в исследуемых альтернативных вариантах затраты на технологический транспорт и вспомогательную технику остаются неизменными, управляемые параметры элементов системы разработки (в частности - Ну) оказывают влияние только на массогабаритные, а значит, на стоимостные показатели применяемой экскавациооной техники. В цикличных геотехнологиях как правило применяються механические лопаты и карьерные. С точностью, достаточной для проведения оценочных расчётов расчетов, установлены следующие корреляционные взаимосвязи рабочей массы G различных видов карьерных выемочно-погрузочных машин, оснащаемых ковшами емкостью q, при осуществлении регламентируемых эффективных и безопасных условий отработки уступов высотой Ну:

Gэкг = 34,03 Ну + 16,79q - 244,7, т

(при коэффициенте  множественной корреляции R = 0,83);

Gэг = 16,66 Ну + 20,11q - 116,8, т

(R = 0,85)

  Весьма  высокие значения коэффициентов R указывают на тесную корреляционную связь между исследуемыми параметрами для экскаваторов, оснащаемых ковшами емкостью от 5-6 до 15-18 м³.

  Применительно к упоминаемой ранее характерной горно-геологической обстановке и при условии, что некоторое условное месторождение Кузбасса эксплуатируется угледобывающим предприятием с производственной мощностью около 2,5 млн т. в год, основные результаты вычислительного эксперимента, проведенного с использованием разработанной экономико-

математической  модели, интерпретируются следующими уравнениями связи:

Спр стр = - 0,028Н_У³ + 1,455Ну²-25,08Ну + 48,2, руб/м³

(при r= 0,87);

Спр эксп = 11,41 1пНу+29,4, руб/м³

(при r= 0,85)

  С точностью, достаточной для оценочных расчетов на этапе принятия концептуальных решений, приведенные выше зависимости позволяют обоснованно судить о целесообразности увеличения задаваемой высоты рабочего уступа, сопровождающей понижение горных работ при углубочно-сплошных поперечных системах разработки. Изложенное, хорошо корреспондируется с известными в теории и практике открытых горных работ рекомендациями по построению выпуклого профиля нерабочего борта с целью обеспечения длительной его устойчивости и создания благоприятных условий для формирования внутренних отвалов.

  Исследование  приведенной выше зависимости (dНр.з. / dНу > 0) указывает на наличие зоны оптимальных значений суммарных удельных приведенных затрат, что в конкретной горнотехнической обстановке обеспечивается формированием рабочей зоны с высотой уступа Ну^опт

  Применительно к рассматриваемым характерным горно-геологическим условиям угольных месторождений Кузбасса, детализация устанавливаемых на основании результатов инженерного метода оценки Спр min концептуальных принципов построения схем геотехнологий осуществляется поиском частных решений задачи оптимизации параметров элементов системы разработки. Решение такого рода задачи реализуется на основе упоминаемых ранее норм NPV и IRR.

  С учетом ранее выявленных закономерностей, уравнения связи исследуемых технологических параметров с результирующими технико-экономическими показателями имеет вид:

 NPV= -0,171 H_y⁴ + 5,1442 Hy³-49,028 Hy² + 266,41 Hy + 1048,6

(при г=0,83);

IRR= -0,0011 Hy⁴ + 0,0237 Hy³-0,1493 Hy² + 1,2744 Hy + 21,916

(при r=0,87);

T_ok= 0,0043 Hy² - 0,2065 Hy +8,3801

(при r=0,80)

     Разработанная экономико-математическая модель с использованием установленных взаимосвязей основных результирующих технико-экономических показателей с высотой уступа карьера первой очереди при углубочно-сплошных системах отработки характерных для данного угольного месторождения позволяет провести вычислительный эксперимент с целью установления степени влияния Hy на себестоимость добычи минерального ископаемого на этапах строительства и последующей эксплуатации с проектной нагрузкой предприятия открытой добычи (Рисунок 6.2)  
 
 
 

Рисунок 6.2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  Установленные взаимосвязи основных технико-экономических  показателей открытой угледобычи с  высотой рабочего уступа карьера  первой очереди вкупе с рекомендациями по управлению технологическим порядком формирования его рабочей зоны позволяют  принимать обоснованные технико-технические  решения при подготовке к эксплуатации характерных для данного угольного  месторождения, представленного свитами  пластов наклонного и крутого  падения 
 
 
 
 
 
 
 

7 Вскрытие карьерного поля

     При выборе порядка вскрытия и отработки  поля участка в качестве основного  критерия принято обеспечение минимального отчуждения земель под горные работы.           Проектируемый участок вскрывается:       -  горизонтальной полутраншеей внешнего заложения, по восточной стороне лога «Пензус» на гор. +22,0 м.        - траншеей внутреннего заложения путём разноса восточной стороны лога в крест простирания пл. 5 с уклоном 80 %.      Вскрытие участка открытых горных работ и отработка четвертичных отложений производиться:          1. Экскаватором ЭШ – 10/70 по бестранспортной технологии, с укладкой вскрышных пород на западный борт разреза, с последующей переэкскавацией. Вскрытие по бестранспортной технологии производиться одной заходкой с её глубиной от 30,0 м на юге участка до 10,0 м на севере до гор.+210,0 м.            2. Экскаваторами типа обратная лопата Liebher R974 (2 единицы) и экскаватором типа прямая лопата Liebher R984 (1 единица). Вскрытие поля разреза производиться заходками по 10 метров каждая до гор. +200,0 м, до вскрытия пл. 5.            Формирование уступов бортов необходимо вести в соответствии с рекомендациями заключения ВНИМИ № 18/19 от 10.2006     Вскрышные породы, вывозимые автосамосвалами, будут складироваться во внешний отвал, проектируемый западнее участка открытых работ. 
 
 

     Объем вскрыши:

     Горно капитальных работ – 40,0 тыс. м³

     - четвертичных отложений по бестранспортной  технологии:

     Вскрыша на борт -2360,0 тыс. м³;

     Переэкскавация – 480, тыс м³.

     - четвертичные отложения по транспортной  технологии – 1730,0 т. м³. 
 

     8 Система разработки

     Горно-геологические  условия участка и имеющийся  парк горного оборудования предопределили применение смешанной системы разработки: транспортной и бестранспортной.

     Вскрышные работы  предполагается производить:

     - по строительству въездной и  разрезной траншеи до гор. +210,0 м – экскаватором ЭШ -10/70;

     -по  строительству въездной и разрезной  траншеи до гор. +200,0 м, зумпфа  до гор. 193,0 – гидравлическими  экскаваторами Liebherr R974 и Liebherr R984. Технологические схемы разработки, выполненные на основании типовых технологических схем, представлены на рисунке 8.1

     Четвертичные  отложения по пл.5 принято отрабатывать горизонтальными слоями с перемещением фронта горных работ по прастиранию угольного пласта. Высота уступа по четвертичным отложениям для экскаватора ЭШ-10/70 до 30 м,  для гидравлических экскаваторов типа обратная лопата до 10,0 м с одновременной отработкой уступаверним и нижним черпанием, по 5,0 м каждый.

     Высота  уступа по четвертичным отложениям для  гидравлического экскаватора типа прямая лопата – 5 м с проходом двумя  подступами с суммарной высотой  уступа 10 м.

     Таблица 8.1 Основные элементы системы разработки для ЭШ-10/70