К вопросу о повышении эффективности открытой угледобычи



Предыдущая | Следующая

 

К вопросу о повышении эффективности открытой угледобычи при поперечном порядке отработки свиты наклонных пластов Эффективность функционирования угледобывающего предприятия в значительной мере определяется темпом оборота задалживаемых денежных средств и минимумом эксплуатационных издержек при добыче минерального ископаемого При открытом способе эксплуатации сложноструктурных угольных месторождений (как правило, представлены свитой сближенных наклонных пластов) упомянутые выше факторы проявляются, главным образом, в ритмичности поставок стабильной по качеству угольной продукции потребителям (обеспечиваемой без наличия значительных по мощности демпфирующих складов) и в минимизации затрат, связанных с перемещением горной массы, которые, как известно, оцениваются на уровне 60 % суммарных эксплуатационных издержек при транспортных технологиях открытой угледобычи.
Поскольку качественные характеристики минерального ископаемого по отдельным пластам эксплуатируемого месторождения, как правило, имеют весьма заметные колебания, очевидно, что относительная и предсказуемая стабильность качества отгружаемой потребителям товарной продукции возможна в том случае, если за период функционирования угледо бывающего предприятия на склад будет ритмично (по срокам и объемам) и последовательно поступать уголь, добываемый из каждого из отрабатываемых пластов.
Достижение максимально возможного качества извлечения минерального сырья в конкретных горно-геологических условиях, как известно, обеспечивается при отработке породо-угольного контакта со стороны лежачего бока.
Изложенное выше концептуально предопределяет преимущества поперечного порядка вскрытия и отработки карьерного поля в направлении от замковой части месторождения к его периферии (рис. 1),
по сравнению с продольным порядком вскрытия и направления подвигания фронта горных работ.
В основном эти преимущества сводятся к следующему:
— в каждой из заходок в отработку в неизменном порядке последовательно вовлекаются все угольные пласты, оконтуренные горным отводом;
— в зависимости от гипсометрии месторождения (углов залегания, мощности угольных пластов и отрабатываемых междупластий), моментом вовлечения в отработку каждой последующей заходки представляется возможным регулировать, задавать и минимизировать мощность склада угольной продукции, обеспечивая тем самым предпочтительные режимы задалживания требуемых материально-технических ресурсов;
— интенсифицируя углубку горных работ в начальный период эксплуатации месторождения, представляется возможным в контуре горного отвода сформировать выработанное пространство, где в последующем возможно складирование примерно 40-45 % объемов вскрышных пород;
— принятое направление подвигания фронта горных работ по мере их углубки позволяет сокращать текущий коэффициент вскрыши, что при продольном порядке отработки не представляется возможным ввиду закономерностей формирования контура нерабочего борта разреза;
— дальность транспортировки вскрышных пород по мере отработки месторождения постоянно будет сокращаться, причем, как упоминалось выше, примерно 40 % активного грузопотока будет иметь преимущественное направление сверху вниз (в выработанное пространство).
Изложенное создает некую качественную характеристику предпочтительности поперечного порядка вскрытия и отработки месторождения в рекомендуемом направлении подвигания фронта горных работ. В каждом конкретном случае проектными проработками эта ситуация может быть оценена количественно, имея при этом в виду, что задействуемый парк выемочно-погрузочного и горно-транспортного оборудования в общем случае не будет требовать заметного пополнения ввиду постепенного расчетного снижения суммарной нагрузки на формируемые грузопотоки горной массы.
Вместе с тем для целей укрупненного сопоставительного анализа альтерна Рис.1. Принципиальная технологическая схема поперечного порядка отработки месторождения 8 ЯНВАРЬ, 2008, “УГОЛЬ” Maket-1_08.indd 8 тивных вариантов порядка отработки месторождения и установления рас сматриваемых количественных характеристик степени влияния параметров систем отработки на обеспечиваемые при этом результирующие показатели открытой угледобычи представляется целесообразным применить инженерный, так называемый «энергетический метод» анализа, основывающийся на учете величины энергоемкости процессов горного производства [2]. При этом априори предполагается, что энергоемкость процессов подготовки горного массива к экскавации и осуществление собственно выемочно-погрузочных работ при альтернативных сопоставляемых порядках отработки месторождения остаются не изменными.
Рекомендуемые [2; 3] и несколько упрощенные для целей проводимого анализа 0 зависимости степени энергоемкости Э про цесса перемещения горной массы от протя = 300 = 150 = 300 = 150 женности фронта горных работ по прости ранию L и вкрест простирания Lфр, глубины рабочей зоны Н, ширины отрабатываемой заходки А и высоты уступа в целике h в условиях отработки угольных пластов с углами падения ? для рассматриваемых вариантов имеют следующий вид:
— при продольном перемещении горной массы во внешний отвал высотой ho:
влияния на величину эксплуатационных издержек;
— себестоимость транспортировки горной массы при этом порядке отработки фактически зависит только от протяженности фронта горных работ по простиранию;
— себестоимость про порядка отработки месторождения при протяженности фронта горных работ по простиранию до 2-2,5 км. Если этот параметр превышает упомянутые значения, весьма вероятна предпочтительность двухстороннего флангового вскрытия месторождения с направлением его отработки от оси замковой части к пе изводства вскрышных Эпр = HL (1+ ) +Ah (2Lфр+Lт+Lo) +hoLo??? g, Дж (1) работ при продольном — при поперечном перемещении гордальность транспортировки во внешние отвалы составляет 2,5 — 4 км, примерно риферии;
— в некой конкретной горно-геологической обстановке (например, когда на начальном этапе освоения производственной мощности в отработку вовлека Эпп = А?g 2H+Lфр+L+ 2 (h+ho) sin? , Дж (2) в 2,5 раза выше по сравнению с аналогичным показателем при поперечном ется наиболее мощный пласт с высокими потребительскими характеристиками до где: g — ускорение свободного падения, м/сІ.
Исследования зависимостей (1) и (2) показывают, что на величину энергоемкости процессов транспортировки горной массы решающее влияние оказывают протяженность фронта горных работ по простиранию и глубина рабочей зоны (степень этого влияния, оцениваемая методом градиентов, составляет около 85 %).
С учетом этого и полагая, что протяженность фронта горных работ вкрест простирания не превышает 2500 м; углы залегания пластов изменяются в пределах от 30 до 50 градусов; а ширина заходок составляет около 60 м, на рис. 2 приведен график зависимости Эi = f (L, H).
Эмпирически установленная функциональная связь может быть интерпретирована уравнениями парной корреляции:
Эпп = 1,55?е 0,537x, Дж (3) Эпр = 0,6387?е 0,5397x, Дж (4) Полагая, что себестоимость процессов открытой угледобычи в рассматриваемых альтернативных вариантах пропорциональна соответствующим энергозатратам, есть основания считать, что:
— при поперечном порядке отработки месторождения формируемая глубина рабочей зоны практически не оказывает Maket-1_08.indd 9 порядке отработки рабочей зоны глубиной 150-200 м;
— эта разница возрастает до 3,5-4 раз, если предельная глубина рабочей зоны увеличивается до 300-350 м;
— в существенно большей степени по сравнению с глубиной рабочей зоны на себестоимость горных работ при продольном порядке отработки оказывает влияние протяженность фронта горных работ по простиранию, когда величина энергозатрат на транспортировку возрастает опережающими темпами.
Проведенный с достаточной для инженерных оценок [1,4] точностью, сопоставительный качественный и количественный анализ предпочтительности поперечного порядка отработки месторождений перед продольным способом производства вскрытия и эксплуатации угледобывающего предприятия позволяет сделать следующие концептуальные выводы, корреспондирующиеся с результатами ранее проведенных исследований [5]:
— повышение эффективности функционирования угледобывающего предприятия представляется возможным за счет применения поперечного бываемых углей) продольный порядок отработки может быть оправдан. Но, по всей видимости, при протяженности фронта горных работ по простиранию более 2,5-3 км следует принимать либо комбинированный способ отработки, либо поочередную блочную выемку полезного ископаемого до момента формирования в первоочередном блоке выработанного пространства, достаточного для приемки вскрышных пород из последующего блока.
Список литературы 1. Мельников Н. В. Теория и практика открытых горных работ.
2. Анистратов Ю. И., Анистратов К. Ю.
Проектирование карьеров. — М.: 2002.
3. Анистратов Ю. И. и др. Перспективы расширения сферы применения безвзрывных технологий в открытой угледобыче // Горная промышленность. — 2.
— 1998. — С. 14-19.
4. Барон Л. И. Инженерная геология.
5. Штейнцайг М. Р. О целесообразности углеобогащения в условиях интенсификации производства на действующих угольных разрезах России // Уголь. —
№ 10. — 2007. — С. 61-64.

/*/

ага - вывод статьи, добывать открытым способом лучше и дешевле.