диссертация. Катышев Павел Викторович обоснование технологии выемки пологопадающих угольных месторождений при веерной системе разработки специальность 25. 00. 22 Геотехнология подземная, открытая и строительная диссертация
 Скачать 7.38 Mb.
|
|
60 50 40 30 20 10 Время работы экскаватора, мин в смену, мин. 522,00 509,00 489,00 460,00 410,00 312,00 Вспомогательные операции экскаватора, мин в смену. 83,00 96,00 116,00 145,00 195,00 293,00 Сумма потребления электроэнергии в год, при средневзвешенном тарифе покупки электроэнергии 1,24 р/кВт·ч, руб. 16 301 081,13 16 199 056,98 16 042 096,74 15 814 504,39 15 422 103,78 14 652 998,60 Годовое потребление электроэнергии, с учетом времени работы экскаватора в смену, кВт·ч. 13 146 033,17 13 063 755,63 12 937 174,79 12 753 632,57 12 437 180,47 11 816 934,36 Годовая производительность экскаваторов, т. 15 380 352,66 14 312 212,91 12 937 379,60 11 184 244,50 8 728 669,35 5 064 126,56 Удельные затраты электроэнергии на тонну продукции составят, кВт·ч/т. 0,85 0,91 1,00 1,14 1,42 2,33 Удельные затраты электроэнергии в денежном выражении, на тонну продукции, руб. 1,06 1,13 1,24 1,41 1,77 2,89 120 Рисунок 5.2 Зависимость удельных затрат электроэнергии ив денежном выражении конвейерным транспортом от ширины заходки добычного комплекса [42] Рисунок 5.3 – Зависимость удельных затрат электроэнергии ив денежном выражении роторными экскаваторами от ширины заходки Из вышеприведенных графиков видно, что при снижении ширины экскаваторной заходки с 60 дом происходит увеличение потребления электроэнергии роторных экскаваторов на 1,48 кВт·ч/т и увеличение стоимости энергопотребления конвейерным транспортом с 6,5 до 12 руб./т. y = 23,527x -0,378 R² = 0,9815 y = 29,138x -0,377 R² = 0,9812 4 6 8 10 12 14 16 18 0 10 20 30 40 50 60 Ширина заходки, м Удельные затраты электроэнергии на тонну продукции, кВт*ч/т Удельные затраты электроэнергии в денежном выражении, на тонну продукции, руб Удельные затраты электроэнергии 30 40 50 60 Ширина заходки, м. Удельные затраты электроэнергии на тонну продукции составят, кВт*ч/т Удельные затраты электроэнергии в денежном выражении, на тонну продукции, руб Удельные затраты электроэнергии Основные технологические решения, выбор критериев оценки Порядок развития фронта горных работ не может устанавливаться произвольно. Он является логическим следствием и, прежде всего, зависит от типа разрабатываемого месторождения, рельефа поверхности, формы полезного ископаемого, положением полезного ископаемого относительно господствующего уровня поверхности, угла его падения, мощности, строения, распределению по качеству и типу вскрышных пород. В настоящей работе объектом исследования является угольный разрез «Березовский-1», на котором реализуется традиционная технология открытых разработок c параллельным подвиганием фронта горных работ. Уровень использования имеющегося горнотранспортного оборудования в комплексе с фактической производственной мощностью предприятия и их отклонение от проектных показателей требуют изыскания технологических решений, позволяющих уменьшить величину производственных издержек и адаптировать горные работы к современным условиям рынка. Одним из которых является переход на технологию с веерным подвиганием фронта горных работ. Достоинствами угольного разреза «Березовский-1» являются - относительно устойчивый, характеризующийся высокой выдержанностью мощности пласт угля - высокое качество полезного ископаемого и потребительская ценность - уникально низкая зольность угля Березовского месторождения в своей массе не превышает 5-8 %; - угли Березовского разреза относятся к малосернистым и экологически чистым, массовая доля серы не превышает 0,5 %. К проблемам разработки разреза «Березовский-1» можно отнести неблагоприятные условия эксплуатации блоков № 2 и № 3. Например расположение границы санитарно-защитной зоны при параллельном подвигании фронта работ приведет к сокращению длины выемочных блоков нам, что может повлиять на производственную мощность предприятия в целом. При 122 параллельном развитии фронта горных работ также происходит систематическое наращивание ставов магистральных конвейерных линий, и, как следствие, простои добычного оборудования на время пусконаладочных работ и удорожание транспортирования угля (рис. 5.4). Рисунок 5.4 – Схема отработки месторождения «Березовский-1» при параллельном развитии фронта горных работ 123 Использование веерной системы разработки в границах блока №3 предоставляет возможность отказаться от систематического наращивания длины магистральных транспортных коммуникаций, что приводит к постоянному расстоянию транспортирования полезного ископаемого. Благодаря стационарному поворотному пункту облегчается примыкание путей капитальной траншеи к путям рабочих горизонтов разреза, а также устанавливается постоянная протяженность линий фронта горных работ и забойных транспортных коммуникаций (рис. 5.5). Рисунок 5.5 – Схема отработки месторождения «Березовский-1» при комбинированном развитии фронта горных работ 124 Оценка экономической эффективности параллельного и веерного подвигания фронта горных работа также представленных технологических решений в данной работе производится на примере разреза «Березовский-1» в границах блока № 3. Более подробно данная технология рассмотрена выше, а в настоящей главе приводятся основные технико-экономические расчеты для их сравнения и обоснования. В таблице 5.5 и на рисунке 5.6 представлены календарный план горных работ с указанием годовых объемов добычи угля и сопутствующей при этом вскрыше. Анализируя данную информацию, определим основные критерии оценки сравниваемых технологий. Рисунок 5.6 – Календарный план горных работ Известно, что основным показателем, характеризующим абсолютную и сравнительную эффективность варианта, является значение ожидаемого чистого дисконтированного дохода (ЧДД). Однако в нашем случае максимизация ЧДД оказывается эквивалентной использованию других более простых с информационно-вычислительной точки зрения критериев. В частности, так как у 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 Добычные работы Вскрышные работы параллельное подвигание Вскрышные работы веерное подвигание Годы отработки Объем горных работ вскрышных тыс. м, добычных тыс. т 125 сопоставимых альтернативных вариантов имеются одни и те же суммарные дисконтированные результаты (объем добычи угля, то максимальный ЧДД будет отвечать тому варианту, у которого достигает минимума величина суммарных (по шагам расчета) дисконтированных затрат. Вместо показателя ЧДД в качестве основного критерия эффективности приняты суммарные дисконтированные затраты (СДЗ): д t 1 полн К З СДЗ , (5.5) где З полн – полные затраты в м году, руб К д – коэффициент дисконтирования [70]: д К, (5.6) где Е – норма дисконта. Оптимальным является тот вариант, которому соответствуют минимальные суммарные дисконтированные затраты завесь расчетный период. 126 Таблица 5.5 – Календарный план горных работ Показатели Значения по годам эксплуатации Всего 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 Добычные работы, тыс. т 7000 7000 8000 8500 8500 10000 11000 11000 11000 11000 11000 11000 11000 11000 126000 Вскрыша, тыс. м параллельное подвигание фронта горных работ 7590 7820 8050 8280 9775 9775 9775 9775 9775 10580 10580 10580 10580 10580 122935 веерное подвигание фронта горных работ 5837 6157 6467 6769 7061 7344 7618 7882 8137 8383 8620 8847 9065 9283 98187 Коэффициент вскрыши, м 3 /т: параллельное подвигание фронта горных работ 1,08 1,12 1,01 0,97 1,15 0,98 0,89 0,89 0,89 0,96 0,96 0,96 0,96 0,98 0,99 веерное подвигание фронта горных работ 0,83 0,88 0,81 0,80 0,83 0,73 0,69 0,72 0,74 0,76 0,78 0,80 0,82 0,83 0,79 127 127 5.3 Расчет капитальных вложений и прямых эксплуатационных затрат Реализация рассматриваемых вариантов определяет следующие капитальные вложения для сравнительной оценки Технология с параллельным подвиганием фронта горных работ Технология с веерным подвиганием фронта горных работ Строительство путепровода (60 млн. руб) Покупка четвертой секции КЛЗ длиной 1200 м (129,6 млн. руб) Модернизация приводных станций КЛЗ (27,0 млн. руб) Дополнительная модернизация перегрузочного пункта (10 млн. руб) Покупка четвертой секции КЛЗ длиной 1200 м (129,6 млн. руб) Модернизация приводных станций КЛЗ (27,0 млн. руб) Покупка мобильного конвейера (10,8 млн. руб) Нормы расхода материальных и топливно-энергетических ресурсов определены с учетом справочной информации фирм-изготовителей техники и достигнутых показателей в условиях угольных разрезов. Средняя заработная плата рабочих, цены на вспомогательные материалы, дизельное топливо и электроэнергию установлены поданным предприятий-аналогов. Для добычных комплексов учтены затраты на электроэнергию выемочно- погрузочного оборудования и конвейерного транспорта, затраты на передвижку забойных конвейеров. В вариантах с веерным подвиганием фронта горных работ принята дополнительная бригада рабочих для обработки угольных целиков антипирогенами. Отчисления на социальные нужды включают в себя страховые взносы по общей ставке 30 %. Прочие неучтенные затраты приняты в размере 5 % от суммы эксплуатационных расходов без амортизации. Расчет суммарных дисконтированных затрат по формуле (5.5) приведен в таблицах 5.6 – 5.7. 128 Таблица 5.6 – Расчет суммарных дисконтированных затрат (параллельное подвигание фронта горных работ) Показатели Единицы измерения Всего Значения по годам эксплуатации 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 Капитальные вложения млн. руб. 2095,79 94,92 27,12 129,6 298,2 0 75,2 250,35 103,96 355,95 282,5 184,19 73,45 220,35 0 Покупка четвертой секции КЛЗ длиной 1200 м млн. руб. 129,6 0 0 129,6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Модернизация приводных станций КЛЗ млн. руб. 27,0 0 0 0 27 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Строительство путепровода млн. руб. 60,0 0 0 0 0 0 30 30 0 0 0 0 0 0 0 Оборудование для вскрышных работ млн. руб. 1879,2 94,92 27,12 0 271,2 0 45,2 220,35 103,96 355,95 282,5 184,19 73,45 220,35 0 Эксплуатационные затраты млн. руб. 5530,82 218,93 277,85 264,72 328,10 357,10 389,93 416,85 385,72 439,23 464,24 476,69 489,39 503,82 518,24 Дополнительные затраты на работу добычных комплексов млн. руб. 1020,5 52,5 52,5 59,9 62,4 63,5 74,5 81,9 81,9 81,9 81,9 81,9 81,9 81,9 81,9 Дополнительные затраты на транспортировку полезного ископаемого млн. руб. 1198,86 50,99 58,60 63,80 69,75 74,24 78,26 83,56 87,80 92,12 97,85 102,38 107,00 113,17 119,33 Расстояние транспортирования полезного ископаемого км 3,7 3,76 3,82 3,94 4 4,06 4,18 4,24 4,3 4,42 4,48 4,54 4,66 4,78 Дополнительные затраты на транспортировку и укладку пустой породы млн. руб. 1814,83 62,69 71,80 80,73 89,70 113,10 119,61 126,29 133,12 140,11 159,40 167,31 175,40 183,66 191,92 Расстояние транспортирования пустой породы км 2,25 2,3 2,35 2,4 2,45 2,5 2,55 2,6 2,65 2,7 2,75 2,8 2,85 2,9 Электроэнергия млн. руб. 1032,43 52,8 52,8 60,3 64,1 64,1 75,4 82,9 82,9 82,9 82,9 82,9 82,9 82,9 82,9 выемочно-погрузочное оборудование млн. руб. 138,1 7,1 7,1 8,1 8,6 8,6 10,1 11,1 11,1 11,1 11,1 11,1 11,1 11,1 11,1 конвейерный транспорт млн. руб. 894,4 45,7 45,7 52,2 55,5 55,5 65,3 71,8 71,8 71,8 71,8 71,8 71,8 71,8 71,8 Передвижки забойных конвейеров млн. руб. 46,2 0 4,2 0 4,2 4,2 4,2 4,2 0 4,2 4,2 4,2 4,2 4,2 4,2 Затраты на наращивание магистральных конвейеров млн. руб. 418 0 38 0 38 38 38 38 0 38 38 38 38 38 38 Полные затраты млн. руб. 7626,61 313,85 304,97 394,32 626,30 357,10 465,13 667,20 489,68 795,18 746,74 660,88 562,84 724,17 518,24 Производственная себестоимость добычи руб./т 54,96 44,8 43,6 49,3 73,7 42,0 46,5 60,7 44,5 72,3 67,9 60,1 51,2 65,8 47,1 Суммарные дисконтированные затраты при Е % млн. руб. 3698,8 285,3 252,0 296,3 427,8 221,7 262,6 342,4 228,4 337,2 287,9 231,6 179,3 209,8 136,5 129 Таблица 5.7 – Расчет суммарных дисконтированных затрат (веерное подвигание фронта горных работ) Показатели Единицы измерения Всего Значения по годам эксплуатации 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 Капитальные вложения млн. руб. 1585,38 94,92 47,92 129,6 219,1 0 22,6 220,35 254,25 138,99 168,37 101,7 0 187,58 0 Модернизация перегрузочного пункта млн. руб. 10 0 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Покупка четвертой секции КЛЗ длиной 1200 м млн. руб. 129,6 0 0 129,6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Покупка мобильного конвейера млн. руб. 0 10,8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Модернизация приводных станций КЛЗ млн. руб. 27 0 0 0 27 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Оборудование для вскрышных работ 1407,98 94,92 27,12 0 192,1 0 22,6 220,35 254,25 138,99 168,37 101,7 0 187,58 0 Эксплуатационные затраты млн. руб. 4893,17 260,17 269,55 288,31 302,01 311,49 334,43 352,03 362,57 373,44 382,54 396,17 408,01 420,16 432,30 Дополнительные затраты на работу добычных комплексов млн. руб. 1020,5 52,5 52,5 59,9 62,4 63,5 74,5 81,9 81,9 81,9 81,9 81,9 81,9 81,9 81,9 Дополнительные затраты на транспортировку полезного ископаемого млн. руб. 958,68 50,99 52,83 56,61 60,01 62,92 65,34 67,76 70,19 72,61 75,04 77,46 79,88 82,31 84,73 Расстояние транспортирования полезного ископаемого км 3,7 3,7 3,7 3,7 3,7 3,7 3,7 3,7 3,7 3,7 3,7 3,7 3,7 3,7 Дополнительные затраты на транспортировку и укладку пустой породы млн. руб. 1337,82 43,83 51,39 58,97 66,67 74,28 81,70 89,47 |