Обоснование области применения технологии с перевалкой вскрыши

Граница зоны бестранспортной системы разработки определятся на основе равенства затрат на перемещение вскрыши от забоя до отвала с учетом коэффициента переэкскавации и стоимости транспортирования.

Себестоимость 1 м³ вскрыши C_d, перемещаемой в выработанное пространство экскавато­рами-драглайнами, находится из выражения:

С_d=C_d^b+C_d^c+nC_d^p (12.13)

где C_d^b – затраты на буровзрывные работы с перевалкой вскрыши, руб/м³; C_d^c - на первич­ную экскавацию 1 м³ разрыхленной вскрыши, руб./м³; C_d^p - однократную переэкскавацию 1 м³ вскрыши, руб./м³; n - число переэкскаваций 1 м³ вскрыши.

С_d=12,8+3,76+1×8,28=28,44 руб./м³

Аналогично рассчитывается себестоимость 1 м³ вскрыши С_t, перемещаемой в отвал (внутренний или внешний) с помощью транспортных средств:

(12.14)

где - затраты на буровзрывные работы с использованием средств транспорта, руб./м³; - на погрузку 1 м³ вскрыши в средства транспорта, руб/м³; - на транспортирование 1 м³ вскрыши от забоя до отвала, руб/м³; - на отвалообразование 1 м³ вскрыши, руб/м³.

С_t=5.27+4.46+6.75+1.89=44.24 (руб/м³)

Следовательно максимальный объем вскрыши, отрабатывае­мый с перевалкой, обеспечивается при C_t = C_d. Решая совместно два выражения, находим предельное значение коэффициента переэкскавации n_max, соответствующее границе зоны эффективного ис­пользования бестранспортной системы разработки:

(12.15)

При таком подходе n_mах, по существу, равняется среднему числу переэкскаваций (n_ср), от­несенному на весь объем бестранспортной вскрыши.

Покажем, что мощность вскрыши, рекомендуемая для отработки перевалкой во внутренний отвал, является завышенной, так как при ее реализации не соблюдается критерий минимума за­трат с учетом транспортной составляющей. Для этого воспользуемся аналогией с установлени­ем глубины карьера при последовательной разработке месторождения открытым и подземным способами (с использования критерия равенства среднего коэффициента вскрыши), когда стоимость подземной и комбинированной разработки, совпадают и открытый способ обеспе­чивает только социальные преимущества. По этой причине расчет глубины карьеров, особенно при разработке угольных месторождений, производится на основе контурного (граничного) ко­эффициента вскрыши.

Чтобы найти границу между зонами вскрышных пород, отрабатываемых схемами с пере­валкой вскрыши и использованием транспортных средств, обеспечив при этом минимум за­трат, необходимо исключить из бестранспортной зоны ту часть вскрыши, отработка которой с учетом переэкскавации превосходит по стоимости транспортную вскрышу. Для этого намечен­ная к отработке с перевалкой мощность вскрыши H_d делится на слои ( , ,..., ) и нахо­дятся коэффициенты переэкскавации для каждого слоя (рисунок 3.5.1). Чем меньше мощность слоя, тем точнее рассчитана граница перехода от одной схемы к другой, т. е. границу между зонами вычисляем не по среднему коэффициенту переэкскавации n_ср, а по слоевому n_с.

Его значение находится следующим образом. Пусть для первого слоя вскрыши мощностью коэффициент переэкскавации , а для двух смежных

(12.16)

м

При отработке первого слоя высотой общий объем переэкскавируемой вскрыши:

(12.17)

(м³/пог.м)

второго:

(12.18)

(м³/пог.м)

где А- ширина заходки, м

Приращение общего объема переэкскавируемой вскрыши с увеличением мощности слоя на величину ΔН:

(12.19)

(м³/пог.м)

Если объем приращения переэкскавируемой вскрыши ΔV_pразделить на объем прираще­ния мощности отрабатываемого слоя в целике , то получим значение коэф­фициента переэкскавации, относящегося к слою приращения вскрыши ΔV_с

(12.20)

Величину п_с находим исходя из его средних значений с помощью графо-аналитического ме­тода схем экскавации по каждой заходке. Данный метод, обеспечивая достаточно высокую точность, весьма трудоемок. Поэтому с целью упрощения решения задачи, для наиболее рас­пространенных горно-геологических условий предлагается аналитический метод определения коэффициента переэкскавации. Зависимость п_срот H_d, мощности пласта ти угла его залегания a имеет вид:

(12.21)

где a,b,c – коэффициенты.

Рассчитываем выражения для пластов 76 и 73 с углом падения 8 градусов.

Пласт 76 m=4,0 м.

(12.22)

Пласт 73 m=5,0 м.

(12.23)

(м)

Построенные по эмпирическим формулам (12.22), (12.23) зависимости подтверждают возможности использования их для расчета параметров схем с перевалкой вскрыши с драглайнами типа ЭШ-10/70, ЭШ-15/90, ЭШ-20/90 (рисунок 12.1).

Для условий, показанных на рисунке 12.1, значения приведены в таблице 12.1. Мощность слоя принята 10 м. Максимальная мощность вскрышных пород, отрабатываемая с перевалкой, - 80 м. Из рисунка 12.1 видно, что рост n_сопережает рост n_срв 2-3 раза, что является основанием к уточнению общей мощности вскрыши, отрабатываемой с использованием бестранспортной схемы.

Рисунок 12.1 Зависимость n_ср от Н_d и m_н при a=8°: 1 - m_н = 1м; 2 - m_н =4 м; 3 - m_н =5 м (---- эксперементальные данные, результаты расчётов);

Таблица 12.1 Зависимость n_c от мощности отрабатываемой вскрыши драглайнами типа ЭШ-10/70, ЭШ-15/90, ЭШ-20/90

Глубина отработки	ncр	Мощность и глубина выемки отрабатываемого слоя вскрыши, м	nc
m, м	m, м
	0,491	-	-	-	-
	0,655	0,2	10(10-20)	1,32	-
	0,873	0,63	10(20-30)	1,96	2,78
	1,145	0,96	10(30-40)	2,78	2,94
	1,471	1,29	10(40-50)	3,74	3,6
		1,60	10(50-60)	-	4,08

Чтобы найти границу перехода от бестранспортной схемы к транспортной, исходя из усло­вия обеспечения минимума затрат при комбинированной системе разработки вскрышных по­род, необходимо вычислить значения n_max и n_с. Границей является часть слоя вскрышных по­род, где эти коэффициенты равны.

Решить поставленную задачу с достаточной степенью точности при отличии сравни­ваемых технологических схем типом используемого оборудования можно только путем опреде­ления их эффективности с помощью методик, позволяющих находить следующие основные критерии: чистый дисконтированный доход, рентабельность капитальных вложений, внутреннюю ставку прибыли и срок окупаемости.

Однако, учитывая громоздкость указанных расчетов, идентичность горно-геологических ус­ловий сравниваемых технологических схем и цели проекта, возможно упростить задачу и воспользоваться усредненными стоимостными показателями «Ерунаковского угольного разреза»: =8,28 руб./м³ и =3,76 руб./м³, =44,24 руб./м³. Тогда предельное значение n_cp= 1.5, мощность бестранспортной вскрыши, - 50 м, а по слоевому коэффициенту - 40 м.

Сравним оба способа отработки при А= 30 м. Для первого случая с использованием :

(12.24)

(руб/пог.м)

для второго :

(12.25)

(руб/пог.м)

где , - соответственно мощность бестранспортной вскрыши при и , м; H_t - мощность транспортной вскрыши, м; C_t- стоимость транспортной вскрыши, руб/м³.

Стоимость 1 пог. м заходки (1600 м³ в объеме) во втором случае меньше на 11376 руб., что обеспечивает экономию порядка 18,2 млн руб. на 1 км отрабатываемого фронта.

Дата добавления: 2015-07-12