49277

Методические основы проектирования карьеров

Конспект

География, геология и геодезия

Выбор площади для строительства промышленного предприятия жилых домов и объектов культурнобытового назначения Кроме того ТЭО строительства карьера должно содержать следующее: характеристику карьера и анализ техникоэкономических показателей его работы; роль рассматриваемого карьера в обеспечении потребностей народного хозяйства в добываемом полезном ископаемом; горногеологическую характеристику месторождения и карьерного поля границы и запасы степень разведанности наличие попутных полезных ископаемых качества полезного...

Русский

2013-12-24

845 KB

110 чел.

Тема: Методические основы проектирования карьеров.

§1. Состав проектных работ.

Проектирование конкретного предприятия производится на основе генеральной схемы развития отрасли, которая содержит перспективный план развития каждого бассейна и месторождения на ближайшие 15 – 20 лет. В ней рассматриваются следующие положения:

  •  технические возможности бассейна и месторождения, очередность освоения месторождений и строительства предприятий;
  •  объемы и темпы развития добычи для обеспечения перспективной потребности в продукции.
  •  необходимое развитие транспорта, энергоснабжения, водоснабжения и канализации, предприятий стройиндустрии жилищного и культурно-бытового строительства, ремонтных баз и других объектов районного значения, связанное с освоением и развитием бассейна или месторождения;
  •  капитальные ориентировочные затраты, численность трудящихся, эксплуатационные затраты, себестоимость товарной продукции, рентабельность и фондоотдача.

Проектирование предприятия включает два этапа:

  •  разработку технико-экономического обоснования (ТЭО), строительства или реконструкции предприятия;
  •  разработку технического проекта предприятия, совмещенного с рабочими чертежами, то есть техно-рабочего проекта предприятия.

ТЭО строительства или реконструкции предприятия является пред проектным документом и включает следующие задачи:

  1.  Обоснование экономической целесообразности и хозяйственной необходимости проектирования и строительства данного предприятия.
  2.  Выбор технологии и определение основных технологических параметров будущего предприятия на базе сравнительной технико-экономической оценке возможных вариантов.
  3.  Определение уровня основных технико-экономических показателей работы предприятия, которые не должны ухудшаться при дальнейшем проектировании и строительстве.
  4.  Выбор площади для строительства промышленного предприятия, жилых домов и объектов культурно-бытового назначения

Кроме того ТЭО строительства карьера должно содержать следующее:

  •  характеристику карьера и анализ технико-экономических показателей его работы;
  •  роль рассматриваемого карьера в обеспечении потребностей народного хозяйства в добываемом полезном ископаемом;
  •  горно-геологическую характеристику месторождения и карьерного поля, границы и запасы, степень разведанности, наличие попутных полезных ископаемых, качества полезного ископаемого;
  •  выбор и обоснование параметров карьера (производительности, длины фронта работ, схемы вскрытия, высоты уступа, глубины селекции, системы разработки, механизации вскрышных и добычных работ, вида транспорта и др.);
  •  основные решения по технологическому комплексу на поверхности карьера;
  •  решения по организации ремонтно-складского хозяйства;
  •  основные решения по энергоснабжению, теплоснабжению и водоснабжению;
  •  мероприятия по охране окружающей среды;
  •  схему генерального плана и транспорта;
  •  характеристику, объемы и схему размещения жилищного и культурно-бытового строительства;
  •  основные решения по организации строительства, строительной базе и сроком строительства;
  •  необходимые общие и удельные капитальные затраты;
  •  численность трудящихся, источники получения рабочей силы и производительность труда;
  •  себестоимость полезного ископаемого;
  •  рентабельность производства и эффективность капитальных работ.

Разработка техно-рабочего проекта начинается на основании задания на проектирование, которое составляется заказчиком проекта совместно с проектной организацией на основе утвержденного ТЭО.

Задание на проектирование включает наименование предприятия, место строительства, номенклатуру продукции, производительность предприятия, режим работы, решение о производительном и хозяйственном кооперировании, требования по защите окружающей среды, необходимость разработки АСУ технологическими процессами, данные для проектирования жилищного и культурно-бытового строительства, объем капитальных затрат и основные т. э. показатели, сроки строительства, порядок его осуществления и ввода мощностей по очередям и пусковым комплексам, требования по разработке вариантов проекта, стадийность проектирования, наименование генеральной проектной организации, наименование строительной организации – генерального подрядчика.

Техно-рабочий проект выполняется на базе утвержденного ТЭО строительства предприятия и имеет целью детализировать рекомендуемый ТЭО вариант.

В техно-рабочий проект должны входить следующие части:

  1.  Пояснительная записка с кратким изложением.
  2.  Обоснование основных технико-экономических показателей и расчеты эффективности используемых в проекте новейших достижений науки и техники.
  3.  Генеральный план, транспорт и вопросы восстановления нарушенных земель.
  4.  Вопросы технологии производства, обеспечения энергоресурсами, защиты окружающей среды, автоматизации технологических процессов.
  5.  Вопросы организации труда и управления предприятием.
  6.  Архитектурно-строительные решения, вопросы отопления, вентиляции, водоснабжения и канализации.
  7.  Вопросы организации строительства.
  8.  Сметная часть.
  9.  Вопросы жилищного и культурно-бытового строительства.
  10.  Паспорт проекта.
  11.  

Тема: Понятие о коэффициентах

вскрыши

Коэффициент вскрыши является основным технологическим критерием оценки эффективности вариантов открытых горных работ, так как:

Cр=ао+в*n;

ао =const;

в=const;

Cр=f(n)$

Он отражает основной экономический показатель – себестоимость открытых горны работ.

По данному технологическому критерию определяют направление развития горных работ, эффективность вариантов вскрытия месторождений , границу карьера.

В теории и практике проектирования различают следующие коэффициенты вскрыши:

1.- Средний коэффициент вскрыши – это отношение объемов вскрышных пород к объему полезного ископаемого залегающих в проектных контурах карьера.

 

2.Первоначальный коэффициент вскрыши - это отношение объемов вскрышных пород , извлекаемых в строительный период  к объемам полезного ископаемого залегающих в проектных контурах карьера.

Данный критерий характеризует эффективность работы карьера в строительный период его работы.

3.Средний эксплуатационный коэффициент вскрышиэто отношение всего объема вскрышных пород за вычетом объемов горнокапитальной вскрыши ко всему объему полезного ископаемого в проектных контурах карьера за вычетом объемов полезного ископаемого извлекаемых в период строительства карьера за счет капитальных вложений.

Данный показатель характеризует эффективность работы карьера в его эксплуатационный период работы.

4.Эксплуатационный коэффициент вскрыши –это отношение объемов вскрышных пород к объемам полезного ископаемого намечаемых к выемке на определенный период эксплуатации.

Данный критерий позволяет производить оценку эффиктивности и вариантов развития рабочей щзоны карьера (режимов горных работ)

5.Текущий коэффициент вскрышиэто отношение объемов вскрышных пород, извлекаемых за какой - то период временик объемам полезного ископаемого извлекаемых за тот же период времени.

6.Плановый коэффициент вскрыши – это отношение объемов вскрышных пород к объемам полезного ископаемого намечаемых к выемке вышестоящей организацией на определенный эксплуатационный период времени.

При правильном проектировании, планировании, эксплуатации месторождения текущий коэффициент вскрыши и плановый должны быть равны.

7. Контурный коэффициент вскрыши – это отношение прирощения объемов вскрыши к прирощениям объемов полезного ископаемого извлекаемых при углубке карьера на один уступ.

Геологический коэффициент вскрыши применяется при проектировании и разработке горизонтальных и пологих месторождений и представляет собой отношение мощности налегающих и припластовых вскрышных пород к суммарной мощности пластов полезного ископаемого.

9.Граничный коэффициент вскрыши (экономически целесообразный). С увеличением глубины разработки возрастают объемы выемки вскрышных пород, приходящиеся на единицу добываемого полезного ископаемого, то есть возрастает коэффициент вскрыши. И если учесть, что себестоимость добычи руды составляет

то с увеличением глубины карьера возрастает полная себестоимость. Очевидно, что наступает такой момент, когда (Ср) возрастает до максимально допустимого значения (Сд), тогда можно записать

Граничный коэффициент вскрыши – это максимально допустимый коэффициент вскрыши при котором в данных условиях открытый способ разработки месторождения в данных условиях экономически целесообразен.

Режим горных работ и экономические

основы его регулирования.

Под режимом горных работ понимают определенный порядок выполнения вскрышных и добычных работ в границах карьерного поля за весь или длительный период эксплуатации карьера.

Рассмотрим три возможных варианта работы одного и того же карьера.

         

          

В соответствии с вариантами режима горных работ (I, II, III) при соответствующем направлении углубки карьера имеем три варианта динамики объемов добычи вскрышных пород и полезного ископаемого. Последняя по всем трем вариантам является одинаковой и принята на уровне Ар = 3*106 т/год. Различаются варианты лишь динамикой объемов добычи вскрышных пород. При этом по первому варианту режим добычи вскрышных пород за весь рассматриваемый период равномерный по годам и составляет 7*106 м3/год. Второй вариант характеризуется возрастающими , а третий – убывающими объемами выемки вскрышных пород.

Из трех рассмотренных вариантов лучшим по технико-экономическим показателям является второй II-вариант в сравнении с другими.

Его целесообразность объясняется следующими причинами:

  1.  Срок строительства карьера минимальный.
  2.  Меньшие объемы замораживания капитальных вложений.
  3.  Перенос выемки вскрыши на более поздний период позволит в будущем вести их разработку с более лучшими технико-экономическими показателями, так как за время на которое данная вскрыша консервируется произойдет совершенствование техники и технологии.

В теории и практике проектирования существует несколько способов регулирования объемов добычи вскрышных пород:

  1.  Изменением угла откоса рабочего борта откоса карьера (последний в свою очередь зависит от параметров систеиы разработки: высоты уступа и ширины рабочей площадки).
  2.  Изменением направления развития горных работ.

Определение и усреднение эксплуатационного

коэффициента вскрыши.

При работе с постоянным углом откоса рабочего борта карьера (φ) текущий коэффициент будет являться величиной переменной.

Неравномерность режима горных работ приводит к следующим отрицательным факторам:

  1.  Непостоянная потребность в горно-транспортном оборудовании.
  2.  Пики и спады в потреблении электроэнергии , запасных частях, материалах.
  3.  Непостоянная потребность в трудовых ресурсах.
  4.  Неравномерный износ основных фондов.
  5.  Усложняется организация горных работ.

В силу вышеизложенного возникает необходимость в разработке методов усреднения эксплуатационных коэффициентов вскрыши.

Рассмотрим два крайних возможных случая отработки карьера:

  1.  Добычные и вскрышные работы в карьере производятся на максимально возможном количестве рабочих уступов с сохранением рабочих площадок минимальной ширины. Угол откоса рабочего борта постоянен и равен максимально допустимому max.
  2.  Добычные и вскрышные работы производятся только на одном рабочем уступе до полной его отработки, а затем опускаются на заранее подготовленный нижележащий уступ и т.д. Рабочие площадки в этом случае будут максимальной ширины, а угол откоса рабочего борта 0 близок к нулю.

Горизонт

Площадь,м2

Зона

влия

ния

Объемы выемки, м3

Нарастающие

объемы выем-

ки, м3

V

P

V

P

V

P

+30

+15

±0

-15

-30

-45

-60

На основании данных вариантов разработки подсчитаем объемы руды и пород для этих двух крайних случаев и построим кумулятивный график V=f(P). По оси ординат откладываем нарастающие объемы пород (V), вынимаемых по мере отработки карьера, на оси абсцисс – нарастающие объемы добываемой при этом рады (Р). Для случаев φmax= 15 и для 0 получаем две кривые. Если при отработке карьера придерживаться любого из намеченных крайних случаев, прийдется работать все время с переменным коэффициентом вскрыши, что нежелательно. На графике V=f(P) коэффициент вскрыши характеризуется тангенсом угла наклона касательной к кривой V=f(P) в данной точке. Значит работа с постоянным коэффициентом вскрыши должна выражаться на графике прямой линией. Для определения величины коэффициента вскрыши на графике V=f(P) не нужно замерять угол наклона касательной, а необходимо определять координаты точек начала и конца периода и вычислять отношение .

Возможные случаи работы с постоянным эксплуатационным коэффициентом вскрыши могут быть выражены прямыми, лежащими в области между кривыми V=f(P) при max  и =0. При этом нежелательно, чтобы прямые, характеризующие работу с усредненным эксплуатационным коэффициентом вскрыши располагались выше кривой =  0 = 0 и ниже кривой maх (почему объяснить).

Кривая max   действительна только для одного варианта развития горных работ. Если изменить направление углубления горных работ (способ вскрытия), то нужно строить другую кривую. Кривая же для =0 будет одинаковой для всех возможных вариантов развития горных работ.

Правила усреднения эксплуатационных кумулятивных графиков:

  1.  Усредняющая линия должна быть прямой.
  2.  Усредняющая линия должна проходить на графике в области, ограниченной кривыми V=f(P) при =0 и maх.
  3.  Усредняющая прямая должна располагаться как можно ближе к нижней кривой.

Линия характеризующая работу карьера в I-м периоде эксплуатации отсекает на оси ординат отрезок равный объему горно-капитальных работ. Для определения продолжительности периода усреднения под осью абсцисс (Р) необходимо построить шкалу времени (Т).

  1.  Если участок кривой V=f(P) имеет выпуклость вниз – объемы вскрышных работ возрастают и данный участок усреднения не требует.
  2.  Если участок кривой V=f(P) имеет выпуклость вверх - объемы вскрышных работ уменьшаются, что вызывает необходимость в усреднении, при этом продолжительность периода усреднения должна быть не менее 7 – 8 лет (т.е. равна сроку окупаемости основных фондов).

Определение и усреднение эксплуатационного

коэффициента вскрыши при помощи поперечных

разрезов по месторождению.

В геологическом отчете обычно приводятся поперечные геологические разрезы по месторождению, которыми можно воспользоваться для определения и усреднения эксплуатационного коэффициента вскрыши.

На каждом поперечном разрезе наносят контуры карьера соответствующие способу вскрытия месторождения и конечной глубине карьера. При этом исходным материалом являются:

  1.  Геологическая карта месторождения с проектными контурами карьера, с указанием осей по которым сделаны разрезы.

На карте должны быть выделены технологические сорта руд и разновидности вскрышных пород и попутных полезных ископаемых.

  1.  Поперечные геологические разрезы.

Порядок определения и усреднения эксплуатационного коэффициента принят следующий:

  1.  По каждому разрезу отстраиваем положение рабочих бортов карьера при работе с =0 и maх.
  2.  Для каждого разреза составляется две таблицы для подсчета объемов горных пород(одна для =0 и вторая дл maх).  

Для варианта =0

Для варианта дл maх

№ гори-

зонта

Пло-

щадь,

м2

Зона

влияния разреза,

м

Объем, м3

Нарас. объемы,

м3

Пло-

щадь,

м2

Объем, м3

Нарас. объемы,

м3

±0

-15

-30

-45

  1.  По каждому горизонту выемки замеряем площади по руде и вскрыши и с учетом зоны влияния разрезов рассчитываем объемы, значения которых заносим в таблицу.
  2.  Составляем сводную таблицу нарастающих объемов выемки вскрышных пород и полезного ископаемого по мере углубки карьера.
  3.  В соответствии с данными таблицы строим графики V=f(P) для двух крайних случаев =0 и maх.
  4.  Усредняем кумулятивный график и определяем эксплуатационный коэффициент вскрыши по периодам работы карьера.

К достоинствам данного метода можно отнести:

  1.  При тщательном выполнении графических работ и подсчетов обеспечивается достаточная точность и надежность результатов.
  2.  Подсчеты и чертежи наглядны и просты в исполнении.
  3.  Исходные чертежи для расчетов всегда имеются в геологическом отчете.

Недостатки:

  1.  Большой объем вычислительных и графических работ.
  2.  Трудность точного учета объемов работ в торцах карьера.
  3.  Метод пригоден только в случае вскрытия и подготовки горизонтов тупиковыми съездами и разрезными траншеями пройденными на  всю длину карьерного поля.

Определение эксплуатационного

коэффициента вскрыши при помощи

средневзвешенного поперечного разреза.

В некоторых случаях возникает необходимость в ориентировочном определении эффективности рассматриваемого варианта вскрытия и возможной величины усредненного эксплуатационного коэффициента вскрыши. Расчет по всем поперечным разрезам здесь окажется слишком громоздким и вполне целесообразно воспользоваться средневзвешенными разрезами, методика построения которого известна и заключается в следующем.

За исходную линию можно принять борт карьера, либо линию параллельную откосу проектного борта карьера, либо линию параллельную одному из боков залежи Вертикальную линию проходящую через точку пересечения дна карьера, бока залежи и проектного борта.

Положение линии откоса лежачего борта карьера наносится на все имеющиеся поперечные разрезы по месторождению. Вычисление средних значений производится через каждые два уступа по высоте. На каждом разрезе замеряются на данном горизонте расстояние до контактов различных горных пород и вычисляется средневзвешенное по длине расстояние от лежачего борта до данного контакта. Если а1I, а1II, а1III … и т.д. расстояния от борта карьера до контакта горных пород , в1II, в1II, в1III… и т.д. – зоны влияния отдельных разрезов , а L – общая средняя длина участка, то средневзвешенное расстояние а1ср определяется по формуле

Полученное значение а1ср откладывалось на соответствующем горизонте средневзвешенного разреза. Таким образом определялись все величины на всю глубину карьера, в результате получается средневзвешенный разрез. Все последующие графические и расчетные работы аналогичны усреднению и определению эксплуатационного коэффициента вскрыши по поперечному разрезу.

Достоинства метода:

  1.  Возможность производить расчеты на одном разрезе для всего карьерного поля.
  2.  Значительно меньший объем работ по сравнению с другими методами, что позволяет в короткое время рассмотреть большое количество проектных вариантов.
  3.  Простота и наглядность расчетов.

Недостатки:

  1.  Ориентировочность полученных результатов в условиях сложного рельефа местности и сложной формы рудного тела.
  2.  Трудность точного учета объемов работ в торцах карьера.
  3.  Невозможность расчета при вскрытии внутренними спиральными траншеями и при некоторых других вариантах вскрытия.

Рассмотренный метод успешно может применяться в стадии проектного задания при рассмотрении различных вариантов и границ карьера и при выборе полученного варианта.

Определение эксплуатационного

коэффициента вскрыши при помощи

погоризонтных планов.

Большинство месторождений, особенно рудных, имеет сложные формы залегания. В этих условиях расчеты, выполняемые по поперечным разрезам, могут привести к значительным ошибкам. Поэтому необходимо пользоваться погоризонтными планами карьерного поля.

На основании имеющихся геологических погоризонтных планов и плана карьера на момент отработки составляют на кальке погоризонтные планы в масштабах 1:5000 или 1:2000 с нанесением геологических данных, контуров карьера на горизонте и контуров дна въездной и траншеи на данный горизонт. Горные работы в карьере начинаются со вскрытия и подготовки верхнего уступа. Горизонт считается подготовленным, когда на

нем пройдена въездная и разрезная траншеи, обеспечивающие нормальную работу хотя бы одного экскаватора. Объем горных работ для подготовки гор.-15м. представлен объемами въездной и разрезной траншей и обозначен (1). Для подготовки гор.-30м. на нем должна быть пройдена въездная и разрезная траншеи (объем работ по подготовке гор.-30м. обозначен 2). Но для того, чтобы пройти разрезную траншею на гор.-30м. на гор.-15м. необходимо расширить борт разрезной траншеи до положения обеспечивающего работу хотя бы с минимальной рабочей площадкой .

Для этого план горизонта –30м. накладываем на план горизонта –15м, совмещаем координатные оси и намечаем контуры съездной и разрезной траншей на гор.-30м. Затем меняем местами расположение погоризонтных планов и от просвечивающейся разрезной траншеи горизонта –30м. на горизонте –15м. отстраиваем линию положения фронта горных работ на расстоянии (В0). Данная линия показывает необходимое подвигание фронта горных работ на горю-15м. , чтобы создать нормальные условия для углубки на гор.-30м.  Подобным образом на всех погоризонтных планах фиксируется положение горных работ в карьере к моменту вскрытия и подготовки всех нижележащих горизонтов. Замеры объемов работ по вскрытию и подготовке каждого горизонта производятся специальным инструментом называемым планиметром и заносят в таблицу.

 Гор-ты

     выем

Гор.

подго-

товки      

-15м

-30м

-45

-60

Итого

 maх

Нараст-е

объемы,ъ

м3

V

P

V

P

V

P

V

P

V

P

V

P

-15v

+

+

-30

+

+

+

+

-45

+

+

+

+

+

+

-60

+

+

+

+

+

+

+

+

Итого

=0

Нараст-е

объемы,ъ

м3

Сумма объемов горных работ в первой колонке представляет объем горной массы извлекаемый на горизонте –15м, то есть соответствует =0.

Сумма объемов горных работ по строкам соответствует объемам извлекаемым из условия углубки и горизонтального подвигания при maх.

Рассмотренный метод имеет следующие достоинства:

  1.  Высокая точность и надежность полученных результатов.
  2.  Пригодность данного метода для месторождений любой формы и при любых вариантах вскрытия и подготовки горизонтов.
  3.  Полученные чертежи и таблицы дают возможность быстро и надежно рассчитывать календарный план горных работ и вычертить совмещенный план карьера на любой заданный период эксплуатации.

Недостатки метода заключаются в большом объеме графических и вычислительных работ.

Понятие о коэффициенте

горной массы.

Себестоимость добычи руды определяется по выражению:

Себестоимость концентрата определяется по выражению:

ад – себестоимость руды без затрат на вскрышу, руб/т;

ап – себестоимость передела 1т руды в железорудный концентрат, руб/т;

n – коэффициент вскрыши, руб/т;

в – себестоимость вскрыши, руб/т;

γк – выход концентрата с 1т руды, доли единицы.

Выполним некоторые преобразования:

Коэффициент горной массы – это отношение объема горной массы (Г), приведенного по стоимости добычи и переработки к себестоимости добычи руды к количеству концентрата который можно получить из руды, входящей в эту горную массу. Данный критерий оценки вариантов разработки показывает какое количество горной массы извлекается из карьера при производстве 1т концентрата.

Так как ад  и ап можно считать величинами постоянными, то можно записать:

Влияние различных факторов на величину

эксплуатационного коэффициента вскрыши.

а)Влияние угла падения рудного тела.

На рисунке показаны месторождения с различными углами падения рудного тела. Для большей сравнимости результатов мощности пластов приняты таким образом, что значения nср= const по всем вариантам.

Для всех вариантов вскрытие принято тупиковыми транщеями по борту карьера. Построим графики V=f(P). Для каждого месторождения на основе изучения кривых для случаев φmax и φ0  (кривая для φ=0 является общей для всех месторождений) определяются возможные значения усредненных эксплуатационных коэффициентов вскрыши.

Как видно из графиков V=f(P) значение эксплуатационного коэффициента вскрыши увеличивается примерно пропорционально изменению угла падения рудного тела, то есть удалению рудного тела от вскрывающих выработок на борту карьера. Резко увеличивается объем горнокапитальных работ.

б) Влияние формы рудного тела.

Рассмотрим три месторождения различной формы. Чтобы выявить влияние только формы рудного тела, взяты одинаковые запасы руды в контурах карьера и принят одинаковый способ вскрытия.

 

После подсчета изменения объемов руды и пород по мере углубки карьера построим графики V=f(P). Несмотря на то, что запасы руды в

контурах карьера одинаковы, кривые V=f(P)

 для каждого из месторождений получились различными. Самое высокое положение занимает кривая для месторождения №3с увеличивающейся по глубине мощностью.Его отработка характеризуется и самыми худшими показателями коэффициента вскрыши, неравномерностью вскрышных работ, объемом горнокапитальных работ. Самое низкое положение занимает кривая для месторождения №1 с уменьшающейся по глубине мощностью.

в)Влияние мощности налегающих пород.

На рисунке показан геологический по нескольким месторождениям с различной мощностью покрывающих пород. Для выявления влияния интересующего нас фактора принято, что объемы руды и пород в контурах карьера одинаковы для всех месторождений. Рассмотрены для всех месторождений следующие варианты вскрытия:

  1.  Временными съездами по висячему боку залежи.
  2.  Стационарными съездами по борту карьера в породах висячего бока.
  3.  Временными съездами по лежачему боку залежи.
  4.  Стационарными съездами по борту карьера в породах лежачего бока.
  5.  Погоризонтная отработка карьера.

Если построить для каждого варианта график V=f(P), то анализ этих графиков позволит сделать следующие выводы:

  •  С увеличением мощности покрывающих пород эксплуатационный коэффициент вскрыши уменьшается при всех вариантах вскрытия карьерного плоя, так как при этом резко увеличивается объем горнокапитальных работ;
  •  Неравномерность вскрышных пород сильно растет с увеличением мощности налегающих пород при любых вариантах вскрытия.

г) Влияние способа вскрытия.

Способ вскрытия оказывает существенное влияние на показатели работы карьера. Рассмотрим четыре варианта отработки месторождения при вскрытии тупиковыми траншеями.

Анализ графиков V=f(P) рассматриваемых вариантов показывает, что самое низкое положение занимает кривая , соответствующая рис. (б). Этот вариант дает наилучшую равномерность вскрышных работ. незначительно ухудшаются показатели при вскрытии по борту карьера со стороны лежачего бока залежи. Самыми худшими вариантами являются (в) и (г).

Выбор оптимального направления

развития горных работ.

а). При помощи погоризонтных планов.

При постоянном качестве полезного ископаемого в качестве критерия оценки и выбора рационального варианта развития горных работ принимается по каждому планируемому периоду минимальное значение коэффициента вскрыши. В случае когда рудное сырье характеризуется значительной изменчивостью своих качественных показателей критерием является минимальное значение текущего коэффициента горной массы.

При переменном качестве рудного сырья представленного несколькими технологическими сортами имеющими различную цену критерием может быть минимальное значение затрат на рубль товарной продукции.

При рассмотрении ограниченного количества из множества возможных и их оценки - говорят о рациональном варианте. При рассмотрении всех возможных вариантов и их оценке – говорят о выборе оптимального решения.

Рациональным направлением развития горных работ в крьере считается направление обеспечивающее работу карьера с минимальным значением принятого для оценки критерия (n; m; к;).

В основу методики выбора рационального направления развития горных работ при помощи поперечных разрезов по месторождению положен метод вариантов.

На разрезе намечаются варианты режима горных работ (А;В;С), при этом заданные варианте вскрытия выдерживается постоянным. Вся толща пород в пределах проектного контура карьера разбивается на уступы и отстраиваются положения рабочих бортов карьера к моменту вскрытия и подготовки каждого горизонта для каждого анализируемого варианта.

После выполнения графических и расчетных работ строятся графики V=f(P) , усредняются эксплуатационные коэффициенты вскрыши по величине которых судят о рациональности того или иного варианта развития горных работ.

Выбор оптимального варианта направления развития горных работ при помощи поперечных разрезов производится по следующей методике.

Вся толща горных пород в карьере разбивается на горизонты. Выбирается по минимальному значению первоначального коэффициента вскрыши контур строительного периода работы карьера. Положение вскрывающей выработки на  вновь вскрываемом горизонте определяется зоной оптимизации, размеры которой ограничены точками пересечения линий откосов бортов карьера с линией вскрываемого горизонта. В пределах зоны оптимизации расположения вскрывающей выработки намечаем три варианта развития горных работ:

  •  с равномерным разносом бортов;
  •  с односторонним  разносом борта в лево;
  •  с односторонним разносом борта в право.

В соответствии с намеченными вариантами развития рабочей зоны карьера определяются объемно-качественные показатели разработки и рассчитывается значение критерия оценки.

Контур карьера, соответствующий направлению углубки с минимальным значением критерия оценки, принимается за исходный при углубке на последующий нижележащий горизонт. Данное выполнение графических и аналитических работ аналогично, как и на предыдущем горизонте. Ломаная линия на поперечном разрезе карьера, соответствующая минимальному значению критерия оценки развития горных работ называется оптимальным направлением углубки.

Выбор оптимального направления

развития горных работ при помощи

погоризонтных планов.

Сущность данной методики заключается в следующем. На горизонте подлежащем вскрытию определяется контур зоны оптимизации положения разрезной траншеи. Центр разрезной траншеи обозначают точками I, II,III,IV,и т.д. В соответствии с намеченными вариантами намечают контур дна карьера ( на рисунке представленными пунктирными линиями). Далее накладываем на погоризонтный план Гор. –15м план Гор. ±0 и от просвечивающихся контуров положения горных работ на Гор.-15м. на Гор.±0 на величину Вmin откладываем отрезки, отстраивая тем самым положение горных работ на данном горизонте. Замеряются объемы выемки горной массы по каждому варианту и рассчитывается значение критерия оценки и выбора оптимального варианта развития горных работ. При дальнейшей углубке карьера, лучший на предыдущем шаге планирования вариант принимается за исходный и все графоаналитические работы повторяются. Выбор оптимального варианта развития горных работ заканчивается при понижении горных работ на проектную отметку дна карьера.

Сущность экономико-математического

моделирования развития горных работ

в карьере.

Одним из основных недостатков графоаналитических методов оптимизации развития горных работ в карьере при помощи поперечных разрезов, а в особенности при помощи погоризонтных планов, является ограниченное число рассматриваемых вариантов так как при их увеличении значительно возрастает объем графоаналитических работ. Помимо этого снижается точность рассчетов. Вместе с ем практика проектирования в последнее время выдвигает требования к рассмотрению не двух-трех вариантов, а поиск из общего числа объективно возможных оптимального варианта.

Реализовать данную цель возможно лишь посредством методов математического моделирования. Сущность данных методов заключается в следующем:

  1.  Составляется математическая модель геологических данных месторождения.
  2.  Составляется математическая модель рабочей зоны карьера.
  3.  От исходного положения фронта горных работ намечаются все объективно возможные варианты развития рабочей зоны карьера.
  4.  В автоматическом режиме производится подсчет объемов качественных показателей по вариантам и рассчитывается значение критериев оценки.

Достоинствами данного метода являются:

  •  Возможность рассмотрения большого количества вариантов.
  •  Высокая точность рассчетов и хорошая сходимость проектных решений с фактическими данными работы карьера.

Недостатки:

  •  Довольно большой объем работ по сбору, обработке и вводу исходной информации.

Тема. Динамика формирования

карьерного пространства.

Основные взаимосвязи при

развитии горных работ.

Для постоянного сохранения и возобновления фронта работ необходимо вскрывать и подготавливать новые уступы – углублять карьер. Между скоростями подвигания уступа и углубки карьера существует определенная взаимосвязь, которая может быть выражена математически. Для большей наглядности и сравнимости скорость углубки карьера измеряется не по истинному направлению углубки, а по вертикали тогда эта величина называется скоростью понижения горных работ.

На рисунке представлен поперечный разрез карьера , в котором вскрытие произведено временными съездами по лежачему боку рудного тела, то есть углубка карьера идет под углом (γ) по линии ОД. Скорости перемещения горных работ на рисунке изображены векторами Lp и Lp1. Чтобы обеспечить возможность углубления горных работ и поддерживать нормальную ширину рабочих площадок, на каждом рабочем уступе работы развиваются от контакта лежачего бока в обе стороны в направлениях ОА и ОВ.

Анализируя приведенный графический материал можно определить:

где hг- скорость углубки карьера, м/год;

hо – скорость опускания добычных работ ( в пределах рудного тела) м/год;

Lр – скорость горизонтального подвигания рабочих уступов в руде и в породах висячего бока, м/год;

– угол откоса рабочего борта в руде и породах висячего бока;

- угол падения рудного тела, то есть угол направления углубки карьера.

Скорость опускания добычных работ в данном случае совпадает с годовым опусканием горных работ и эти скорости прямо пропорциональны скорости горизонтального подвигания рабочих уступов.

При вскрытии стационарными съездами по проектному борту карьера со стороны лежачего бока залежи скорость понижения горных работ не равна скорости понижения добычных работ.

Причем:

где -угол откоса борта карьера в породах лежачего бока залежи.

Проектирование рабочих площадок

и угла откоса рабочего борта карьера.

Ширина рабочей площадки рассчитывается исходя из размешения необходимого оборудования, подъездных путей, линий электропередач, взорванной горной массы, а также обеспечения резерва готовых к выемке запасов.

Средняя необходимая ширина рабочей площадки уступа может быть определена по формуле:

где Вmin – минимальная ширина рабочей площадки, м;

 - нормативный коэффициент резерва готовых к выемке запасов руды, лет;

Ар -годовая производительность карьера по руде, м3/год;

Lф.р. – длина рудного фронта в карьере, м;

Ну – высота рудного уступа, м.

Минимальная ширина рабочей площадки должна обеспечить возможность разноса вышележащего горизонта и по размерам должна быть равной ширине транспортной полосы, которая определяется по таблице ( в нормах технического проектирования ), а на скальных уступах не менее сдвоенной высоты уступа.

Вид технологического транспорта

Организация движения

Ширина минимальной рабочей площадки (Вmin)

На рыхлых г.п.

На скальных г.п.

Автомобильный:

БелАЗ-540

БелАЗ-548

БелАЗ-549

БелАЗ-7519

двухполосное

двухполосное

двухполосное

двухполосное

двухполосное

29

30

33

35

23

25

26

30

Ж.д. транспорт:

Электротяга

Тепловозная тяга

1 путь

2 пути

1 путь

2 пути

17

24

15

20

14

21

12

17

С увеличением ширины рабочих площадок эксплуатационный коэффициент вскрыши увеличивается, так как снижается угол откоса рабочего борта карьера. С уменьшением ширины рабочих площадок значение эксплуатационного коэффициента вскрыши уменьшается. Следовательно ширину рабочих площадок целесообразно уменьшать.

Длина экскаваторного блока.

Экскаваторный блок – это фронт работ на уступе приходящийся на один экскаватор.

Длина экскаваторного блока существенно влияет на интенсивность отработки уступа и производительность экскаватора. Главными факторами, определяющими длину экскаваторного блока, являются условия расстановки экскаваторов при данном способе транспорта и условия обеспечения экскаватора взорванной горной массой на определенный срок бесперебойной работы. Согласно нормам технологического проектирования длину экскаваторного блока следует принимать равной:

Марка экскаватора

Минимальная длина экскаваторного блока

( Lбл.min )

Автомобильный тр-т

Железнодорожный тр-т

ЭКГ – 4,6

ЭКГ – 5А

ЭКГ – 8и

ЭКГ – 12,5

500

500

600

700

1000

1000

1200

1400

По условиям работы железнодорожного транспорта расстояние между смежными забоями должно быть в 2,45 – 3 раза больше длины поезда. Поэтому при многорядном короткозамедленном взрывании минимальная длина блока может быть принята 250 – 300 метров при железнодорожном транспорте и 50 – 100 метров при автотранспорте.

По обеспеченности экскаватора взорванной горной массой зависимость между длиной фронта работ на уступе (Lф) и числом экскаваторных блоков (n) можно определить по формуле:

где - месячная производительность экскаватора, м3;

- ширина взорванной ленты, м;

- высота уступа, м;

- коэффициент резерва, месц.

Развитие горных работ в

горизонтальном направлении.

Между скоростью углубки карьера (hг) и подвиганием фронта горных работ (lр) существует строгая геометрическая зависимость. Возможное подвигание фронта на рабочем уступе определяется зависимостью:

Подвигание верхних рабочих уступов, обеспечивающее углубку карьера со скоростью hг  

где - производительность экскаватора, м3/год;

- высота уступа, м;

- минимальная длина экскаваторного блока, м;

- длина экскаваторного блока на рабочем уступе, см;

- скорость углубки карьера, м/год;

- угол откоса рабочего борта карьера при нормальной ширине рабочих площадок;

- угол углубки карьера.

Тогда возможная скорость углубки карьера определится по выражению:

Максимальная скорость горизонтального подвигания определится:

Необходимая скорость подвигания будет равна:

Длина фронта горных

работ.

Необходимо различать общую и активную длину фронта горных работ. Под общей длиной понимают суммарную протяженность уступов всех горизонтов за вычетом длины транспортных и предохранительных берм на участках выхода горных работ на проектные контуры карьера.

Активный фронт работ – это часть общего фронта работ за вычетом протяженности уступов с площадкой равной Вmin, протяженность съездов, протяженности уступов на временно нерабочих бортах, за вычетом уступов под перегрузочными пунктами, т.е. фронт работ на котором есть готовые к выемке запасы. Готовые к выемке запасы – это запасы, которые могут быть извлечены с каждого уступа без продвижения верхнего смежного уступа с оставлением на нем площадки Вmin. Запас готовый к выемке измеряется в месяцах и в соответствии нормами технологического проектирования составляет:

  •  для рыхлых пород 1,8 месяца;
  •  для скальных пород и руды – 2,5 месяца.

Тема: Производительность карьера

горным возможностям.

Основным показателем работы любого предприятия является его производственная мощность.

Производственная мощность карьера характеризуется возможной производительностью карьера по полезному ископаемому и по горной массе. Взаимосвязь этих показателей выражается через эксплуатационный коэффициент вскрыши. Правильное установление производственной мощности горного предприятия является важнейшей задачей проектирования. В настоящее время известны две группы методов определения годовой производительности карьера:

  •  по горнотехническим факторам ;
  •  по экономическим факторам.

Первая группа, чаще называется методами определения производительности по горным возможностям, включает в себя методы определения производительности карьера:

  •  по возможной интенсивности развития горных работ;
  •  по транспортным возможностям.

Вторая группа методов включает в себя определение производительности:

  •  по плановой потребности в полезном ископаемом;
  •  по обеспеченности запасами и по срокам амартизации;
  •  по факторам экономической эффективности.

В большинстве случаев целесообразно пользоваться несколькими методами, что позволит избежать крупных ошибок. Нужно также иметь в виду, что технически возможная производительность может не являться экономически целесообразной и, наоборот, экономически целесообразная производительность не всегда технически возможна.

Определение производительности

карьера по максимальной интенсивности

развития горных работ.

При разработке месторождений сложной формы, залегающих в пересеченной местности необходимо пользоваться методами учитывающими форму рудной залежи и принятое направление развития горных работ.

В процессе развития горных работ в карьере можно различать два возможных случая:

  1.  Горные работы развиваются с максимально интенсивностью в глубину, а в горизонтальном направлении обеспечивается только максимальная необходимость только минимальная необходимая скорость, чтобы сохранять нормальную ширину рабочих площадок.
  2.  Горные работы развиваются с максимальной интенсивностью в глубину и в горизонтальном направлении.

Рассмотрим последовательно оба случая.

В первом случае угол откоса рабочего борта всегда близок к максимальной величине max (предпоследняя графа в таблице №1).

Таблица №1   

Глубина

Работ,

м

Min-е время

подготовки горизонтов, лет

Объемы

руды,

млн. м3

Производите-

льность

по руде,

млн.м3/год

Нарастающее

Время,

лет

+50

+35

+20

. . . . .

. . . . .

0,83

0,85

1,21

. . . . .

. . . . .

-

-0,75

1,893

. . . . .

. . . . .

-

0,09

1,57

. . . . .

. . . . .

0,83

1,62

2,89

. . . . .

. . . . .

Полученные значения производительности карьера ещё не являются максимально достижимыми, так как  мы принимали во внимание только интенсивность углубки карьера. Если работы развивать с максимальной скоростью как в вертикальном, так и горизонтальном направлении, то угол откоса рабочего борта всегда будет по величине меньше максимального. Назовем этот вариант работой карьера при mшт  Для исследования данного варианта необходимо установить длину фронта работ на горизонтах и возможное количество экскаваторов, которое можна поставить на уступе. При помощи курвиметра на погоризонтных планах замеряются длины фронтов для каждой позиции и результаты заносим в таблицу №2.

Таблица№2

Глу-

бина,

м

Длина фронта работ по горизонтам, км

К-во

рабочих

уступов

+82

+70

+60

+50

+35

+20

+5

-10

+70

+60

+50

+35

+20

+5

-10

0,4/0

1,5/0

1,25/0

1,6/0

1,25/0

1,25/0

0,7/0

0,3/0

1,3/0

1,9/0

1,4/0

1,4/0

1,2/0

1,6/0

1,75/0

1,4/0

1,25/0

1,15/0

1/6/0,75

1,7/1,1

1,33/1,05

1,15/1,25

1,5/0,85

1,4/1,15

1,6/1,3

1,13/0,6

1,65/1,2

1,5/0,9

1,5/0,9

В числителе общая длина фронта работ на горизонте, в знаменателе в т.ч по руде

Сумма по горизонтальной строке показывает максимальную длину фронта работ на всех уступах к моменту начала подготовки горизонта указанного слева.

На основе таблицы №2 устанавливается возможно количество экскаваторов на каждом уступе и определяется время отработки различных участков. Результаты расчетов лучше всего представлять  в виде таблицы №3.

Время отработки уступов карьера при максимальной

интенсивности работ.

Таблица№3.

Глубина

работ,

м

+82

+70

+60

+50

+35

+20

Т,

лет

+50

0,83

+35

0,85

+20

1,21

, . . . .

. . . . .

-10

Таблица составляется последовательно по вертикальным строкам, Сначала определяется количество экскаваторов и минимальное время отработки каждого уступа между линиями фронтов работ на погоризонтных планах. Например, для опускания горных работ на глубину гор.+50м. необходимо на гор.+82м. вынуть объем V=1,99*106 м3. На этом участке, при длине фронта Lф=1,25км (см. табл.№2) могут работать три экскаватора (цифра в числителе) с железнодорожным транспортом.

Значит время отработки участка составит при средней производительности экскаватора по наносам 0,8*106 м3/год:

В таблице №3 в соответствующей графе и ставится эта цифра в знаменателе. В каждой графе стоят три цифры: в числителе – максимальное количество экскаваторов, в знаменателе – время отработки данного участка, справа от дроби _ нарастающее по участкам время отработки.

Таким образом, по горной массе рассчитываются все графы таблицы, за исключением последних граф в горизонтальных строках. В этих графах ставится нарастающее время вскрытия новых горизонтов, взятое из расчетов по определению скорости углубки карьера (см. табл.№1). После этого подсчитывается на каждом горизонте нарастающее время его отработки. Например, для гор.+82м. при глубине работ +35м. : 0,83+0,4 = 1,23 года; при глубине работ +20м: 1,23+0,36 = 1,59 года ми т.д.

Для сохранения минимальных рабочих площадок не следует, чтобы на нижележащем уступе экскаваторы достигали линии фронта, обеспечивающей возможность подготовки данного уступа раньше чем на вышележащем. Поэтому в одной горизонтальной строке табл.№3 цифры нарастающего времени должны увеличиваться слева направо или же быть одинаковыми.

Далее необходимо учитывать объемы руды, вынимаемые с каждого горизонта. Для этого можно составить таблицу №4 в которой по вертикальным строкам вписывается нарастающий погоризонтный объем руды.

Нарастающие погоризонтные объемы

руды.

Таблица №4.

Глуби-на

работ

+60

+50

+35

+20

+5

Нараст

объем

руды,

млн.м3

Прирощ-е

объемов

руды,

млн.м3

Произ-

водит-ть

карьера,

млн.м3/год

+50

+35

+20

+5

-

0,05

0,125

0,078

0,0403

0,798

0,375

1,508

0,29

0,08

0,95

3,27

0,08

0,87

2,32

-

1,02

1,92

Затем составляется график на котором на оси ординат откладывается нарастающий объем руды по отдельным горизонтам из табл.№4, а по оси абсцисс нарастающее время из табл.№3 (последний вертикальный столбец). Просуммировав все ординаты (по различным горизонтам) на вертикальных линиях мы получим значение нарастающего объема руды и записываем эти объемы в таблицу №4. Вычисляем отдельные прирощения объемов руды по мере углубки карьера. Разделив эти объемы на время подготовки горизонтов из табл.№3, получим максимально достижимую производительность карьера по руде (последняя графа табл.№4) Эти данные лучше представить графически как Р=f(T). На графике производительность карьера по руде характеризуется тангенсом угла наклона линии Р=f(T). Производительность по горной массе определяется на основе полученных ранее значений усредненных коэффициентов вскрыши.

Проверка производительности карьера

по транспортным возможностям

Добываемая в карьере горная масса должна по транспортным коммуникациям доставляться к месту назначения: породы – в отвал, полезное ископаемое – к обогатительной фабрике.

Из практики работы и проектирования карьеров известны случаи, когда возможности транспорта, особенно железнодорожного, ограничивают производительность карьера.

Суточная провозная способность системы вскрывающих траншей (Wс) должна быть равна или больше выхода горной массы с рабочих уступов.

где -коэффициент резерва, =1,25;

- среднесуточный грузооборот карьера через данную систему траншей, м3;

с- число рабочих дней в году, суток;

р- протяженность фронта работ на данном рабочем уступе, м;

h – высота уступа;

          - количество рабочих уступов, одновременно обслуживаемых данной трассой;

lр-годовое подвигание фронта рабочих уступов, м.

Пропускная способность карьерного транспорта определяется по наиболее трудному, лимитирующему перегону участка, для которого время хода поезда в двух направлениях для однопутного перегона и в одном направлении для двухпутного является наибольшим.

Суточная пропускная способность ограничивающего однопутнорго перегона определяется по выражению:

Для двухпутного перегона суточная пропускная способность определяется по выражению:

где  - время работы транспорта в течении суток, час (обычно для ж.д.транспорта =22 часа);

- время движения груженного поезда по перегону, мин.;

- время движения порожнего поезда, мин.;

- время расходуемое на связь между раздельными пунктами, мин.;

- время хода поезда в одном направлении , мин.

При известной пропускной способности суточная провозная способность определяется по формуле:

где = - вес поезда;

g – грузоподъемность одного вагона, т.;

n – число вагонов в составе, штук.

Увеличение провозной способности может быть достигнута за счет увеличения полезного веса поезда. Практически это достигается :

  1.  Установлением рационального руководящего уклона траншей.
  2.  Применением локомотивов большого сцепного веса и вагонов с малым коэффициентов тары.
  3.  Применением тяговых агрегатов.

Определение  производительности карьера

по плановой потребности в полезном

ископаемом.

Для обеспечения сырьем, топливом, строительными и другими материалами предприятий страны в народнохозяйственных планах предусматривается соответствующее потребностям развитие горнодобывающих предприятий и необходимый объем их продукции.

Когда составляется плановое задание на проектирование, всегда учитываются потребности сопутствующей отрасли в данном полезном ископаемом, возможные потребители продукции данного предприятия, плановая очередность ввода в эксплуатацию отдельных горных предприятий, входящих в одну территориальную группу, а также многие другие экономические факторы.

Потребности промышленных предприятий в полезном ископаемом часто выражаются не в объемах добываемого на карьерах полезного ископаемого, а в количестве концентрата или другого продукта. В этих случаях делается перерасчет на количество руды.

Выход концентрата из добытой в карьере руды определяется по выражению:

- весовое содержание полезного компонента в полезном ископаемом( в массиве);

- то же в выданном из карьера полезном ископаемом (сырой руды);

 - содержание полезного компонента в концентрате;

- извлечение полезного компонента из полезного ископаемого в концентрат;

- коэффициент качественного разубоживания полезного ископаемого при добыче:

откуда .

Выход металла или другого продукта из концентрата:

где  - извлечение полезного компонента из концентрата при металлургическом переделе;

 - содержание полезного компонента в конечном продукте (металле), получаемом из концентрата.

Общий выход готового продукта из добытого полезного ископаемого:

Следовательно, необходимую годовую производительность карьера по полезному ископаемому при заданном количестве концентрата или металла можно установить из следующих зависимостей:

                                    

где К – установленное в плановом задании потребное количество концентрата в год, тонн;

М – то же металла, тонн.

Определение  производительности карьера

по обеспеченности запасами и срокам амортизации.

При планировании, проектировании и экспертизе широко пользуются понятием нормального срока амортизации капитальных затрат, или нормального срока амортизации карьера.

где Р – извлекаемые запасы в контурах карьера, т;

- нормальный срок эксплуатации карьера.

Нормальный срок эксплуатации карьера предполагает необходимость полного износа за этот период основных производственных фондов предприятия. В «Нормах технологического проектирования» предлагаются следующие нормальные сроки эксплуатации карьера:

Годовая производительность карьера по руде, млн. т

Нормальный срок эксплуатации карьера, лет

До 1 – 2 млн. т/год

2 – 5 млн. т/год

5 – 10 млн. т/год

свыше 10 млн. т/год

15 – 20 лет

20 – 25 лет

25 – 35 лет

не менее 40 лет

Зависимость объема капитальных затрат

от производительности карьера.

Значительное количество исследований посвященных этому вопросу доказали, что удельные эксплуатационные и капитальные затраты уменьшаются с увеличением производите6льности карьера. Агошков М.И. рекомендовал следующие зависимости:

где а, в, f, z – эмпирические коэффициенты пропорциональности.

Детальное изучение связи капитальных вложений с производительностью рудных карьеров по горной массе было осуществлено в институте Гипроруда. Была подтверждена обратная пропорциональная зависимость удельных капитальных вложений от производительности карьера по горной массе:

- для карьеров с годовой производительностью Аг  до 10*106 т/год:

При производительности свыше 10*106 т в год:

Экономические показатели работы карьеров зависят не только от масштаба производства, но и от технического прогресса. Исследования В.С.Хохрякова показали, что ежегодное снижение удельных капитальных вложений на строительство карьеров составляет около 6% . Он преа\длагает зависимость:

где - удельные капитальные вложения через Т лет, руб/т;

- удельные капитальные вложения в исходный год (настоящее время), руб/т;

- коэффициент, учитывающий ежегодное снижение капитальных вложений (=0,94)

С учетом исследований В.С. Хохрякова можно пользлваться следующей эмпирической формулой:

где - удельные капитальные вложения по состоянию на Т-й год;

- эмпирический коэффициент пропорциональности полученный на основе обобщения фактических данных по состоянию на определенное время То .

Затраты (Зт) , которые необходимо осуществлять в будущем через Т лет, в настоящее время можно оценить величиной приведенных затрат:

а затраты (Зт1) сделанные Т лет тому назад:

Тогда общую величину капитальных вложений, приведенных к моменту сдачи карьера в эксплуатацию, можно определить из выражения:

Определение экономически целесообразной

производительности карьера по руде.

Для народного хозяйства помимо низкой себестоимости полезного ископаемого большое значение имеют абсолютные и относительные размеры капитальных вложений, сроки получения продукции из карьера и сроки возврата вложенных в строительство карьера капитальных вложений.

Принцип минимизации капитальных вложений ведет к проектированию отсталых предприятий. С другой стороны, нерационально принимать вариант с излишне большими капитальными вложениями, окупающимися через большой промежуток времени. Поэтому возникает необходимость соизмерения дополнительных капитальных вложений и экономии текущих затрат, так как снижение текущих затрат может быть достигнуто за счет дополнительных капитальных вложений.

Экономически целесообразную производительность считаем ту, которая обеспечивает максимальную прибыль от разработки месторождения:

где - суммарная ценность полезного ископаемого от разработки месторождения, руб.;

 - суммарные затраты на добычу полезного ископаемого, руб.

Суммарная ценность может быть определена по выражению:

где - производственная мощность карьера по руде, т/год;

- цена единицы товарной продукции , руб/т.;

 - срок эксплуатации карьера, лет.

Суммарные затраты составят:

где  - суммарные затраты на разработку месторождения, руб.;

- эксплуатационные затраты:

где  и  - эксплуатационные затраты соответственно на руду и вскрышу.

Приведенные к началу эксплуатационного периода работы карьера суммарная ценность добываемого полезного ископаемого составит:

Суммарные эксплуатационные затраты на добычу руды составят:

где

- себестоимость доычи руды без затрат на вскрышу, руб/т

Суммарные эксплуатационные затраты на производство вскрышных работ:

В практике проектирования принят следующий порядок определения экономически целесообразной производительности карьера:

1.-Определяется максимально возможная производительность карьера (по горнотехническим условиям) по руде.

2.-Используя метод вариантов в диапазоне Ар = 0→Ар max намечаем несколько вариантов решений Ар = 0; 4; 8; 12→Ар max .

3.-Для каждого варианта производительности определяем срок эксплуатации месторождения: .

4.-Определяем срок строительства карьера.

5.-Отределяются эксплуатационные коэффициенты вскрыши по периодам эксплуатации и продолжительности этих периодов по каждому варианту.

6.-По каждому варианту производственной мощности карьера рассчитываются затраты, доходы и прибыль приведенных к одному моменту оценки.

7.-Вариант с максимальным значением приведенной прибыли принимается в качестве рационального.

Календарный план горных

работ.

Основным документом, на основании которого производятся горные работы в карьере и оценивается правильность их проведения, является календарный план горных работ. Он составляется в виде таблиц, чертежей и графиков на которые наносится положение горных работ на каждом уступе на заданное календарное время, а также указываются объемы работ и номера экскаваторов, выполняющих эти работы. На действующем карьере календарные планы обычно составляются на год, квартал и месяц. Кроме этого, составляются более укрупненные планы горных работ на пять и более лет.

По календарному плану окончательно определяются и уточняются: сроки строительства карьера и освоения им проектной производительности, потребность в основном горном оборудовании, объемы горно-капитальных работ, производительность карьера по горой массе и полезному ископаемому.

К составлению календарного плана обычно приступают после того, как решены все принципиальные вопросы разработки месторождения: контуры карьера, способ разработки, системы разработки и т.д.

Основными материалами для составления календарного плана горных работ должны являться:

1.-Погорнизонтные планы карьера с нанесенными на них линиями фронта работ, обеспечивающими вскрытие и подготовку нижележащих уступов.

2.-Таблицы подсчета объемов работ и графики V=f(P)/

3.-Материалы, полученные в процессе определения производительности карьера.

При составлении календарного плана необходимо учитывать все основные критерии решения и при этом должны соблюдаться следующии основные требования:

1.- Развитие горных работ в карьере должно обеспечивать ввод его в эксплуатацию в минимальные сроки.

2.- Вскрывающие и подготавливающие траншеи должны проводиться своевременно и в нужном месте.

3.- Добыча полезного ископаемого должна быстро увеличиваться до значения проектной, затем быть постоянной в течении длительного времени.

4.- Количество основного горного оборудования не должно быть излишним и не должно изменяться резко и скачкообразно.

5.- Во все периоды времени необходимо обеспечивать опережение подготовительных работ и резервы запасов.

6.- Составленный календарный план должен обеспечивать наибольшую экономическую эффективность и устойчивую добычу полезного ископаемого.

Тема: Границы карьеров.

Граничный коэффициент вскрыши.

Изменение границ карьера в глубину прежде всего отражается на объеме пород, которые нужно извлекать в контурах карьера. С увеличением глубины карьера объемы пород в его контурах в подавляющем большинстве случаев возрастают быстрее, чем объемы полезного ископаемого и поэтому в себестоимости полезного ископаемого все большую часть будет занимать себестоимость вскрышных пород. На большинстве современных карьеров доля затрат на вскрышные работы составляет не менее половины в себестоимости полезного ископаемого.

Основными критериями эффективности открытых работ в практике проектирования является граничный коэффициент вскрыши:

где  - допустимая полная себестоимость 1 м3 полезного ископаемого, м3/т.

Определение граничного коэффициента

вскрыши на основе сравнения открытого и

подземного способов разработки.

В основу определения граничного коэффициента вскрыши принимается условие, чтобы себестоимость полезного ископаемого добытого открытым способом не превышала себестоимость этого же полезного ископаемого, добытого в случае разработки данного месторождения подземным способом:

откуда

Данное выражение справедливо в том случае, когда качество минерального сырья при подземном и открытом способах разработки одинаково.

Если качество руд на открытых горных работах и при подземной разработке неодинаково и в тоже время шахта и карьер будут добывать руду для производства одного и того же концентрата, тогда нужно сравнивать себестоимость концентрата произведенного из руд открытого и подземного способов:

где - выход концентрата из 1 тонны руды добытой открытым способом, доли единицы.

где - себестоимость добычи руды при подземном способе разработки, руб/т.

- себестоимость передела 1 тонны руды в концентрат при подземном способе разработки, руб/т.

- выход концентрата из 1 тонны руды добытой при подземном способе разработки, доли единицы.

В случае когда ценность товарной продукции производимой на карьере и шахте различна.

В качестве граничного условия принимается равенство на рубль товарной продукции при подземном и открытом способах разработки:

Откуда

Определение граничного коэффициента

вскрыши на основе оптовой цены на продукты

переработки полезного ископаемого.

В этом случае за допустимую себестоимость руды принимается оптовая цена на полезное ископаемое:

Тогда значение граничного коэффициента вскрыши определится по формуле:

Если определить границы карьера приняв за основу значение граничного коэффициента вскрыши рассчитанное по данному выражению, то в этом случае карьер не будет иметь прибыли. Поэтому допустимую себестоимость необходимо определять с учетом планируемой нормы прибыли, т.е.

где  - планируемая норма прибыли.

В случае когда конечной товарной продукцией комбината является концентрат, принимается следующее граничное условие:

где -себестоимость добычи руды,  руб/т.;

- выход концентрата, доли единицы;

 - себестоимость транспортирования руды от карьера до РОФ.

Анализ существующих методов

определения границ открытых работ.

Наибольшее распространение в проектной практике получил метод определения конечной глубины карьера, основанный на сравнении контурного и граничного коэффициентов вскрыши. Принцип использования контурного коэффициента вскрыши

16


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

33552. Управление комплексным социально-экономическим развитием муниципального образования 45.5 KB
  Управление комплексным социальноэкономическим развитием муниципального образования Условия и факторы социальноэкономического развития муниципального образования. Анализ прогнозирование и планирование социальноэкономического развития муниципального образования. Управление социальноэкономическим развитием России регулируется Федеральным законом О государственном прогнозировании и программах социальноэкономического развития Российской Федерации. В законе содержатся положения о необходимости проведения на федеральном и региональном уровнях...
33553. Сущность и содержание теории управления. Базовые понятия теории управления. Субъект, объект и цель управления, система, подсистема, социальная организация 64 KB
  Сущность и содержание теории управления. Базовые понятия теории управления. Субъект объект и цель управления система подсистема социальная организация. Управление – воздействие субъекта управления на объект с целью перевода его в новое желательное состояние.
33554. Эволюция управленческой мысли. Важнейшие подходы, внесшие существенный вклад в развитие теории и практики управления 70.5 KB
  Важнейшие подходы внесшие существенный вклад в развитие теории и практики управления. Школа научного управления. Создатели школы научного управления – Ф. Основой методологии научного управления стал анализ содержания работы выявление ее основных компонентов и рационализация ее выполнения.
33555. Цели и функции управления 50.5 KB
  Характеристики эффективности целей. Критерии эффективности управления Характеристики эффективности целей. Постоянный контроль целей и результатов их достижения позволяет уточнить промежуточные цели и порядок их важности. Характеристики эффективности целей: Конкретность и измеримость целей фиксация сроков достижения цели: подразумевает возможность их выражения в количественном виде.
33556. Планирование как функция управления 50.5 KB
  Планирование как функция управления Планированием называется процесс определения целей организации и способов их достижения. Цель – это конкретное состояние отдельных характеристик организации достижение которых является для неё желательным и на достижение которых направлена её деятельность. Основная цель деятельности организации раскрывающая смысл её существования называется миссией организации. Формулировка миссии должна отражать 2 основных аспекта: Какие группы населения являются клиентами организации Какие потребности клиентов...
33557. Управленческие коммуникации 44.5 KB
  Коммуникации – обмен информации на основе которого руководитель получает сведения необходимые для принятия эффективных управленческих решений и доводит принятые решения до работников организации. Основная часть формальной информации в организации передается в рамках вертикальных коммуникаций которые могут осуществляться по нисходящей линии т. В процессе нисходящих коммуникаций обычно сообщается о: ► целях и стратегии организации ►текущих задачах ►изменении приоритетов в конкретных заданиях ►рекомендуемых в процедурах и правилах....
33558. Лидерство, власть и влияние в организации 45 KB
  Лидерство власть и влияние в организации. Руководство лидерство власть влияние. Власть основанная на принуждении. Власть основанная на вознаграждении.
33559. Основы управления человеческими ресурсами 25.5 KB
  Основные направления управления: Кадровое планирование Набор и отбор персонала внешний: СМИ Службы занятости частные агенства по найму связи со школами и т. привитие новой организациоонй культуры Достижение квалификации Профессиональное обучение персонала новый. Цель кадрового планирования: Оценка имеющихся трудовых ресурсов текучесть кадров производительность труда соответствие количествен и кач состава персонала штатному расписанию простоев потерях рабочего времени нетрудоспособности персонала перевод на другие места...
33560. Требования, предъявляемые к руководителям. Оценка труда руководителя 33.5 KB
  Навыки и умения которыми должны обладать руководители могу быть объединены в 3 категории: Концептуальные; Человеческие; Технические. Руководители высшего звена Концептуальные навыки Человеческие навыки Технические навыки Руководители среднего звена Руководители низового звена Неуправленческие работники персонал Концептуальные навыки – когнитивные познавательные способности человека воспринимать организацию как единое целое и в тоже время четко выделять взаимосвязи ее частей. Концептуальные навыки необходимы всем руководителям но особое...