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.
|
|
97,59 106,04 114,82 123,92 133,34 143,06 152,78 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. 1485,88 107,8 107,7 107,7 105,7 105,7 105,7 105,7 105,7 105,7 105,7 105,7 105,7 105,7 105,7 выемочно-погрузочное оборудование млн. руб. 240,39 19,2 18,8 18,8 17,3 16,6 16,6 16,6 16,6 16,6 16,6 16,6 16,6 16,6 16,6 конвейерный транспорт млн. руб. 1245,48 88,6 89,0 89,0 88,5 89,0 89,0 89,0 89,0 89,0 89,0 89,0 89,0 89,0 89,0 Передвижки забойных конвейеров млн. руб. 48,3 2,1 2,1 2,1 4,2 2,1 4,2 4,2 4,2 4,2 2,1 4,2 4,2 4,2 4,2 Дополнительная заработная плата рабочих млн. руб. 42 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 Полные затраты млн. руб. 6478,55 355,09 317,47 417,91 521,11 311,49 357,03 572,38 616,82 512,43 550,91 497,87 408,01 607,74 432,30 Производственная себестоимость добычи руб./т 47,40 50,73 45,35 52,24 61,31 36,65 35,70 52,03 56,07 46,58 50,08 45,26 37,09 55,25 39,30 Суммарные дисконтированные затраты при Е % млн. руб. 3255,6 322,8 262,4 314,0 355,9 193,4 201,5 293,7 287,7 217,3 212,4 174,5 130,0 176,0 113,8 130 Основным фактором экономии от перехода на веерную систему разработки является исключение затрат наращивания става магистральных конвейеров. Динамика увеличения коэффициента вскрыши при веерном подвигании фронта ниже, чем при параллельном. Расстояние транспортировки полезного ископаемого при веерном подвигании не изменяется, в связи с отсутствием необходимости наращивать став магистрального конвейера. Сравнение затратна передвижку забойных конвейерных линий при параллельном и веерном перемещении фронта горных работ показывает равнозначность (разница составляет около 5 %). Технико-экономическое сравнение вариантов развития горных работ представлено в табл. 5.8. Таблица 5.8 – Технико-экономическое сравнение вариантов развития горных работ Показатели Ед. изм. Параллельное развитие фронта Веерное развитие фронта Коэффициент вскрыши м 3 /т 0,99 0,79 Капитальные вложения млн. руб. 2095,79 1585,38 Эксплуатационные затраты млн. руб. 5530,82 4893,17 Производственная себестоимость добычи руб./т 54,96 47,40 Полные затраты млн. руб. 7626,61 6478,55 Суммарные дисконтированные затраты при Е % млн. руб. 3698,84 3255,61 Экономическое сравнение производственных затрат по вариантам подвигания фронта работ выявило снижение производственной себестоимости 1 т. угля при веерном способе на 7,5 руб. Так по вышеприведенным параметрам предпочтительнее веерная система разработки. 131 131 5.4 Выводы Установлена зависимость удельных затрат электроэнергии от ширины заходки по выемочно-погрузочному комплексу и конвейерному транспорту. Так, снижение ширины экскаваторной заходки с 60 дом определяет увеличение потребления электроэнергии роторных экскаваторов на 1,48 кВт·ч/т и увеличение стоимости энергопотребления конвейерным транспортом с 6,5 до 12 руб./т. Технико-экономическое сравнение капитальных вложений и прямых эксплуатационных затрат вариантов отработки угольного разреза «Берѐзовский- 1» параллельными веерным подвиганием фронта горных работ выявило уменьшение суммарных дисконтированных затратна млн. руби снижение производственной себестоимости 1 т. угля на 7,5 руб. при переходе на веерную систему разработки. 132 ЗАКЛЮЧЕНИЕ Диссертация является научно-квалификационной работой, в которой решена актуальная задача по снижению затратна горнотранспортные работы при выемке пологопадающих угольных месторождений путем перехода на веерную систему разработки с обоснованными технологическими параметрами, имеющая важное значение для развития горнодобывающей отрасли России. 1. Разработанная математическая модель перемещения линии фронта горных работ при отработке пологопадающих угольных месторождений обеспечивает постоянную ширину рабочих площадок уступов путем создания параллельности линий фронта горных работ линиям забойных транспортных коммуникаций. За основу данной модели принято смещение линий фронта горных работ по касательной к окружности с радиусами R 1 или R 2 , центром которой является перегрузочный пункт между забойными и магистральными транспортными коммуникациями. 2. Определена зависимость объема КЭБ от горизонта выемки с учетом берм безопасности и транспортных берм. Увеличение транспортной бермы со стороны границы карьерного поля приводит к более интенсивному изменению объема вынимаемых блоков. Объем КЭБ при отношении ширины транспортных берм у границы карьерного поляк ширине транспортных берм у стационарного поворотного пункта как 2:1 больше на 2-9 %, чем при других вариантах соотношений. 3. Сформулированы и обоснованы технологические способы, перехода от параллельного к веерному подвиганию фронта горных работ. Разработана методика определения площади вынимаемых участков КЭБ при переходе с веерного на параллельное подвигание фронта. 4. Выявлена закономерность изменения объемов полезного ископаемого, не попадающих в контур отработки веерной системы при развитии карьерного поля с учетом прямоугольной формы контура балансовых запасов, так 133 максимальный объѐм вынимаемого участка достигается при угле поворота фронта горных работ в 45º и равен 96 % от объема КЭБ. 5. Обоснована сменная производительность роторных экскаваторов при отработке КЭБ, например, уменьшение ширины экскаваторной заходки с 50 дом приводит к изменению коэффициента забоя от 0,97 до 0,88. Сменная производительность экскаватора ЭРШРД-5250 уменьшается на 13,6 %. 6. Разработанные технологии позволяют исключить работу роторного экскаватора в узких частях КЭБ. Так средняя ширина экскаваторной заходки при отработке КЭБ диагональным забоем будет больше на 23 %, чем фронтальным. Применение блочной выемки КЭБ позволяет отрабатывать выемочные блоки до ширины экскаваторной заходки равной B min =0,5·B max с условием передвижки линии забойных транспортных коммуникаций к очередному КЭБ. Проходка опережающей выработки у поворотного пункта с целью устранения снижения производительности роторного экскаватора решает проблему работы выемочно- погрузочного оборудования в узкой части экскаваторной заходки. Так, при длине опережающей выработки равной 550 м, минимальная ширина экскаваторной заходки последующих четырех выемочных блоков будет составлять 21 % от максимальной ширины экскаваторной заходки. 7. Определена техническая производительность экскаваторов цикличного действия при отработке КЭБ. При снижении ширины экскаваторной заходки с 14 дом техническая производительность отечественных экскаваторов цикличного действия уменьшается при работе экскаватора ЭКГ на 25,3 %; ЭКГ на 15,4 %; ЭКГ на 15,8 %. Снижение технической производительности зарубежных экскаваторов цикличного действия, а именно ЕХ3600-6 LD на 16,5 % и P&H 2300 XPC на 20,7 % происходит в результате изменения ширины экскаваторной заходки с 20 дом. Технологические схемы и зоны эффективной работы выемочно- погрузочных комплексов цикличного действия при веерной системе разработки приведены для условий разреза «Березовский-1». Изменения технической производительности составили ЭКГ на 5 %; P&H 2300 XPC на 9 %. 134 134 9. Обоснованно равенство удельных площадей передвижки забойных конвейерных линий при параллельном и веерном подвигании фронта горных работ в условиях разреза «Березоский-1». 10. Определены закономерности распределения объема горной массы в КЭБ с учетом его длины и максимальной ширины на фланге. Так, объем выемочного участка КЭБ длиной 2500 м увеличивается на 16,7 % при изменении параметра Bmax с 50 дом. Обоснованно расстояние от широкой стороны КЭБ до места изменения направления грузопотока автотранспорта (напр, обеспечивающее снижение грузооборота на 4 % при условии транспортирования всего выемочного блока через широкую сторону КЭБ и на 43 % через узкую, ввиду равного расстояния транспортирования горной массы с левого и правого флангов. 12. Выявлена динамика параметра напр, на которую влияет изменение расстояния транспортирования горной массы через левый фланг (широкая сторона КЭБ) относительно расстоянию транспортирования горной массы через правый фланг (узкая сторона КЭБ). 13. Установлена зависимость удельных затрат электроэнергии от ширины заходки по выемочно-погрузочному комплексу и конвейерному транспорту. Так снижение ширины экскаваторной заходки с 60 дом определяет увеличение потребления электроэнергии роторных экскаваторов на 1,48 кВт·ч/т и увеличение стоимости энергопотребления конвейерным транспортом с 6,5 до 12 руб./т. 14. Технико-экономическое сравнение капитальных вложений и прямых эксплуатационных затрат вариантов отработки угольного разреза «Берѐзовский- 1» параллельными веерным подвиганием фронта горных работ выявило уменьшение суммарных дисконтированных затратна млн. руби снижение производственной себестоимости 1 т. угля на 7,5 руб. при переходе на веерную систему разработки. 135 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Долгосрочная программа развития угольной промышленности России на период до 2030 года // Мс. Сорокин, А.П. Стратегия топливно-энергетического потенциала Дальневосточного экономического района дог А.П. Сорокин, Г.П. Авдейко, А.В. Алексеев и др. // Владивосток, Изд-во: Дальнаука, 2001. – 112 с. 3. Седов, С.А. Потенциал угольной промышленности региональные особенности / С.А. Седов // Транспортное дело России. – 2016. – № 2-III – C. 34- 36. 4. Седов, С.А. Потенциал угольной промышленности региональные особенности // Транспортной дело России. – 2006. – № 12-III – C. 34-36. 5. Проблемы и перспективы развития угольной промышленности. – Интернет – ресурс [ http://federalbook.ru/files/FS/Soderjanie/FS- 7/IV/Problemi%20i%20perspektivi.pdf ] 6. Мисевра, О.А. Угольно-энергетический баланс Восточной Сибири и Дальнего Востока / О.А. Мисевра, МИ. Щадов // М, Изд-во: Издательство Московского государственного горного университета, 2003. – 472 с. 7. Малышев, ЮН. Современное состояние угольной промышленности России и пути выхода из кризиса // Уголь. – 1995. – № 3. – С. 19. 8. Еременко, О.В. Развитие топливно-энергетического баланса Восточной Сибири и Дальнего Востока // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2006. – № 9. – С. 32. 9. Григорьев, КН. Канско-Ачинский угольный бассейн. / КН. Григорьев // М, Изд-во: Недра, 1968. – 188 с. 10. Горная энциклопедия. URL: http://www.mining-enc.ru/k/kansko- achinskij-ugolnyj-bassejn/ (Дата обращения 29.11.2016) 136 136 11. Гаврилин, КВ, Озерский А.Ю. Канско-Ачинский угольный бассейн Монография / КВ. Гаврилин, А.Ю. Озерский, под ред. В.Ф. Череповского // М, Изд-во: Недра, 1996. – 272 с. 12. Геолого-промышленный атлас Канско-Ачинского угольного бассейна / Ред. В. С. Быкадоров, А. Ю. Озерский, А. Г. Еханин и др. // Красноярск, Изд-во: «Универс», 2001. – 59 с. 13. Зотов, А.П. Разработка полезных ископаемых открытыми работами. Т. 1 и 2. ЛАП. Зотов // М.–Новосибирск, Изд-во: ОНТИ, 1932. – 292 с. 14. Шорохов, СМ. Разработка россыпных месторождений Текст межвузовский науч. сб. № 2 // СМ. Шорохов / М, Изд-во: МГРИ, 1981. – 142 с. 15. Арсентьев, АИ. Вскрытие и системы разработки карьерных полей / АИ. Арсентьев // М, Изд-во: Недра, 1981. – 278 с. 16. Секисов, Г.В. Способы и системы открытой разработки месторождений / Г.В. Секисов // Фрунзе, Изд-во: Илим, 1966. – 160 с. 17. Ржевский,В.В. Научные основы проектирования карьеров Текст / В.В. Ржевский, МГ. Новожилов, Б.П. Юматов. – М, Изд-во: Недра, 1971. – 600 с. 18. Ржевский, В.В. Технология и комплексная механизация открытых горных работ. Учебник. Изд. 2, перераб. и доп. / В.В. Ржевский // М, Изд-во: Недра, 1975. – 574 с. 19. Ржевский, В.В. Открытые горные работы. Ч. 2. Текст / В.В. Ржевский. // Учеб. для ВУЗов- е изд. перераб. и доп. – М, Изд-во: Недра, 1985. – 542 с. 20. Барботде Марни, Е.Н. Разработка месторождений полезных ископаемых открытыми работами / Барботде Марни Е.Н. // Новосибирск, Гос. научн. техн. горно-геолого-нефтяное изд-во, 1934. – 106 с. 21. Шешко, Е.Ф. Открытая разработка месторождений полезных ископаемых Текст : учебник для вузов / Е. Ф. Шешко // Изд. 3, перераб. – М, Изд-во: Углетехиздат, 1957. – 495 с. 22. Шешко, Е.Ф. Системы открытой разработки месторождений. / Е.Ф. Шешко // Горный журнал, 1947. – № 11. – С. 19–27. 137 137 23. Шешко, Е.Ф. Справочник по горнорудному делу Текст / Е. Ф. Шешко, В. В. Ржевский // М, Изд-во: Металлургиздат, 1960 – Т. 1. – 926 с. 24. Мельников, Н.В. Открытая разработка месторождений Текст : избранные труды / Н. В. Мельников ; ред. ДМ. Бронников. // М, Изд-во: Наука, 1985. – 279 с. 25. Зурков, П.Э. Открытые разработки / П.Э. Зурков // Свердловск-М., Изд-во: Металлургиздат, 1941. – 308 с. 26. Томаков, ПИ. Технология, механизация и организация открытых горных работ Текст / ПИ. Томаков, ИК. Наумов // Учеб для ВУЗов- е изд. перераб. и доп. – М, Изд-во: Недра, 1986. – 312 с. 27. Мельников, Н.В. Теория и практика открытых разработок Текст / Н.В. Мельников, АИ. Арсентьев, МС. Газизов и др. / М, Изд-во: Недра, 1973. – 636 с. 28. Шорохов, В.П. Обоснование технологии открытой разработки мощных угольных пластов при веерном продвигании фронта работ в условиях филиала ОАО «СУЭК-Красноярск» Разрез Березовский-1» Текст / В.П. Шорохов, А.В. Федоров, В.Е. Кисляков // М, Уголь. – 2011. – № 4, – С. 20- 24. 29. Шорохов, В.П. Веерный способ разработки мощных угольных пластов в условиях филиала ОАО «СУЭК-Красноярск» Разрез Березовский-1». Текст / В.П. Шорохов, В.Е. Кисляков / М, Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2011. – № 5, – С. 85-87. 30. Шорохов, В.П. Обоснование технологии открытой разработки мощных угольных пластов горизонтального и пологого залеганий (на примере разреза «Березовский-1» ОАО «СУЭК-Красноярск») / В.П. Шорохов // Красноярск Автореферат диссертации, 2011. – 20 с. 31. Шорохов, В.П. Веерное подвигание фронта работ при разработке мощных угольных пластов. / В.П. Шорохов, В.Е. Кисляков // LAP LAMBERT Academic Publishing, 2012. – 77 с. 138 138 32. Разрез «Meuro» (Германия. - Интернет – ресурс [ http://www.ostkohle.de/html/meuro.html ] 33. Разрез « Espenhain » (Германия. – Интернет – ресурс [ http://www.ostkohle.de/html/espenhain.html ] 34. Dr. A. Berkner. Bergbau in Sachsen, Band 11 Der Braunkohlenbergbau im Südraum Leipzig/ Verlagsgesellschaft Marienberg mbH Industriestraße Marienberg Versand, 2003. 35. Разрез «Радльево» (Сербия. – Интернет - ресурс [ http://wapedia.mobi/ru/Колубара ] 36. Разрез «Вельцов-Зюд» (Германия) – Интернет – ресурс [ http://www.ostkohle.de/html/welzow_sud.html ] 37. Разрез «Хамбах» (Германия) – Интернет – ресурс [ https://de.wikipedia.org/wiki/Tagebau_Hambach ] 38. Разрез «Цвенкау» (Германия. – Интернет – ресурс [ https://de.wikipedia.org/wiki/Tagebau_Zwenkau ] 39. Новожилов, МГ. Теория и практика открытой разработки горизонтальных месторождений Текст / МГ. Новожилов, В.С. Эскин, Г.Я. Корсуновский // М, Изд-во: Недра, 1978. – 328 с. 40. Новожилов, МГ. Технология открытой разработки месторождений полезных ископаемых. Ч. 2 Текст / МГ. Новожилов, В.С. Хохряков, Г.Д. Пчѐлкин, В.С. Эскин. – М, Изд-во: Недра, 1971.- 552 с. 41. Мельников, Н.В. Теория и практика открытых разработок Текст / Н.В. Мельников, АИ. Арсентьев, МС. Газизов и др. // М, Изд-во: Недра, 1973. – 636 с. 42. Кисляков, В.Е. Исследование технологии и производительности роторного выемочно-погрузочного комплекса при веерном подвигании фронта добычных работ в угольном карьере / В.Е. Кисляков, А.В. Никитин, П.В. Катышев // Горный журнал. – 2013, – № 5. – С. 89-92. 43. Кисляков, В.Е. Исследование развития фронта горных работ на пологопадающих месторождениях при веерной системе разработки / 139 139 В.Е. Кисляков, П.В. Катышев // Маркшейдерия и недропользование. – 2014. – № 2. – С. 42-44. 44. Кисляков, В.Е. Особенности технологии отработки мощных угольных месторождений при веерной системе / В.Е. Кисляков, ТА. Веретенова, П.В. Катышев // Известия Тульского государственного университета. Науки о земле. – 2016. – Вып. 4. – С. 190-198. 45. Патент 2541352 РФ, МПК Е21С 41/26. Способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых / В.Е. Кисляков, П.В. Катышев; заявитель и патентообладатель ФГАОУ ВПО Сибирский федеральный университет. – № 2013154629; заявл. 09.12.2013; опубл. 10.02.2015, Бюл. № 4. – 6 с. 46. |