книги из ГПНТБ / Егурнов, Г. П. Выбор оптимальной мощности угольных и железорудных карьеров

Из приведенных материалов видно, что одни составляющие се­ бестоимости Св с увеличением L(j,p возрастают (св. у, св. т, св. э), Дру­ гие практически остаются постоянными (св. бз, св. 0, св. Пр); следова­ тельно, себестоимость выемки 1 м3 вскрыши Св с увеличением длины фронта работ карьера при разработке наклонных и крутых место­ рождений будет также увеличиваться.

Добычные работы

Себестоимость добычи 1 м3 полезного ископаемого Ся при раз­ работке наклонных и крутых месторождений складывается из сле­ дующих затрат: затрат в пределах рабочих уступов сд.у (то же, что и для вскрышных работ); на буро-взрывные работы сд. на транс­ портирование полезного ископаемого сд. т; на содержание и амор­ тизацию постоянных путей сп. п; на электроэнергию при транспор­ тировании полезного ископаемого (только при электровозной откатке) сд. э; на содержание и амортизацию тяговой и главной под­ станций, механической мастерской, депо или гаража с3. с; на содер­ жание и амортизацию ЛЭП слэп; на амортизацию горно-капиталь­

ных. работ ск; на погашение вскрышных работ сд. в; прочие затраты спр (в основном заработная плата инженерно-технических работни­ ков, служащих и младшего обслуживающего персонала карьера).

Далее будет проведено сравнение экономической эффективности различных вариантов, поэтому, согласно требованиям действующей типовой методики по определению эффективности капиталовложе­ ний и новой техники [43], в себестоимости продукции необходимо учитывать увеличение себестоимости продукции за счет приведен­ ных затрат ср. в, величина которой определится объемами капиталь­ ных затрат К и отраслевым нормативным коэффициентом Е сравни­ тельной эффективности (т. е. по приведенным затратам, величина которых определяется суммой эксплуатационных и капитальных за­ трат: Сэ+ЕК).

Тогда уравнение себестоимости добычи 1 м3 полезного ископае­ мого будет

(см. § 1 главы II), и, как это видно из указанных материалов, ве­ личина Сд. у с увеличением длины фронта работ карьера также уве­ личивается.

З н а ч е н и я с о с т а в л я ю щ и х сд. т и сд. э могут быть рассчи­ таны по формулам табл. 48 с той только разницей, что при опреде­ лении длины откатки Е0. с не учитывается слагаемое Еот (средняя длина отвального тупика). Величины этих составляющих при уве­ личении £ ф р , как это видно из формул, будут возрастать.

156

где пот — число отвальных тупиков.

З а т р а т ы на с о д е р ж а н и е и а м о р т и з а ц и ю п о с т о ­

число уступов, равное Яу/Я; kx.д — коэффициент, учитывающий ха­ рактер движения (при маятниковом движении kx.д=1, при кольце­ вом kx.д= 2); /Яр. с — средняя ширина карьера вкрест простирания;

рассчитывается по формуле Шр. c= /ir+0,5#y(ctg(py + ctg(pn)! Ln.cn — длина стационарных и соединительных путей на поверхно­ сти карьера.

Для карьеров с глубиной разработки от 200 до 400 м в формулу (175) вводится дополнительный член

(Я у — 200) 3

фронта работ: так, с увеличением последнего числитель и знамена­ тель в формуле для расчета величины са.п будут возрастать.

З а т р а т ы на с о д е р ж а н и е и а м о р т и з а ц и ю о с н о в ­

уменьшаться ввиду того, что мощность карьера (знаменатель в этих формулах) изменяется прямо пропорционально изменению Lc^p [см. выражение (157)], в то время как капитальные вложения (числи­ тель формул табл. 58) с увеличением производственной мощности предприятия растут более медленными темпами.

З а т р а т ы на г о р н о - к а п и т а л ь н ы е р а б о т ы зависят в основном от длины карьерного поля, запасов полезного ископае­ мого и вида применяемого транспорта. С увеличением фронта работ запасы карьерного поля Qnp3 будут расти и вместе с ними будут возрастать объемы работ по проведению разрезной траншеи Vp. т-

157

Объемы работ по разносу бортов карьера Кр. б и выездной наклон­ ной траншеи являются в основном функцией глубины разработки и вида транспорта и не зависят от длины фронта работ карьера. По­ этому затраты ск с увеличением длины фронта горных работ будут уменьшаться.

Величина ср.в с увеличением КфР,.как это следует из формулы табл. 58, снижается. Это объясняется тем, что при увеличении длины фронта работ карьера производственная мощность его Qr бу­ дет возрастать в прямо пропорциональной зависимости, а величина капитальных затрат на строительство карьера будет увеличиваться не прямо пропорционально (меньшими темпами, чем производствен­ ная мощность карьера).

И, наконец, прочие затраты ед. пр в основном определяются фон­ дом заработной платы (с начислениями) инженерно-технических работников, служащих и младшего обслуживающего персонала карьера. Годовой фонд заработной платы Ф этих категорий трудя­ щихся зависит от производственной мощности карьера и составляет:

Приведенные значения производственной мощности карьера вы­ числяются по горной массе, т. е. по сумме суточных объемов вскрышных и добычных работ.

Как видно из этих данных, затраты Ф возрастают значительно медленнее, чем увеличивается производственная мощность карьера; следовательно, сд. пр с увеличением фронта работ будет уменьшаться.

В дополнение к формулам табл. 48, 57 и 58 сделаем несколько замечаний по методике расчета затрат, входящих в составляющую себестоимости с3. с. Капитальные вложения в строительство тяговой подстанции Кт. п и эксплуатационные затраты на ее содержание можно определить по стоимости рт. п ее строительства и содержания ст. п, отнесенной на один ртутно-выпрямительный агрегат, т. е.

где п' — число локомотивосоставов в работе; Wa. л — мощность

двигателя электровоза, ква; kc и f — коэффициенты спроса и ре­ зерва; 1КР. в — мощность ртутно-выпрямительного агрегата, ква.

Капитальные затраты по главной понизительной подстанции рас­ считываются по ее затратам на строительство рп.п и содержание Си. п, приходящимся на 1000 ква ее мощности:

158

двигателей экскаваторов на вскрыше, добыче, отвалах и бурового станка; kc — коэффициент спроса; ku.п — коэффициент, учитываю­ щий мощность прочих потребителей; пр. в — число ртутных выпря­ мителей.

Капитальные затраты на строительство и содержание электро­ возного и вагонного депо и электромеханической мастерской Кэ.м рассчитываются по массе ремонтируемого оборудования соответст­ венно. Яэ. л, Р в. д, Р а. м, стоимости рэ.д, рв.д, рэм и затратам на содер­ жание его сэ. л, св. д и сэ. м, отнесенным к 1 т массы,

быче и отвалах; рэ.д, рв,д и рЭм — затраты на строительство элек­

циент, учитывающий прочее оборудование.

Следовательно, при разработке наклонных и крутых месторож­ дений существует сложная зависимость величины себестоимости добычи 1 м3 полезного ископаемого от длины фронта работ, причем одни слагаемые уравнения (173) с увеличением Рфр увеличиваются (сд.у, сд. в, сд. т, Сд.э), Другие — уменьшаются (слэп, сэ. с, ск, ср. 3).

Характер зависимости Сд= /(ГфР) определяется взаимным влия­ нием этих составляющих на себестоимость добычи 1 м3 полезного ископаемого. В данном случае решение уравнения (173) в общем виде, как это было сделано для вскрышных работ, невозможно; по­ этому исследуем характер зависимости Сд=Д(/.фР) на примере ча­ стного случая в конкретных условиях разработки.

В качестве примера возьмем крутое месторождение с залежью мощностью 270 м (горизонтальная мощность Аг) и углом падения Фл— 70° (примерно условия карьера ЮГОК), породы и руда креп­ кие— V категории поЕНВ. Длина фронта работ по дну карьера ЬфР. д принимается равной 1,5; 2,25 и 3 км, глубина отработки за­ лежи Яу— 100, 200 и 300 м.

Карьерное поле вскрывается внешней наклонной траншеей с ру­ ководящим уклоном г = 30%о (до глубины 60 м), а затем стационар­ ным тупиковым съездом по лежачему боку. Вскрышные и добыч­ ные работы производятся экскаваторами ЭКГ-4,6 и ЭКГ-8И. В ка­ честве средств транспорта применяются электровозы ЕЛ-150 и 105-тонные думпкары. На отвалах работают экскаваторы тех же моделей, а на проведении разрезной траншеи при подготовке ниже­ лежащих горизонтов — экскаваторы ЭКГ-6.

Высота вскрышных и добычных уступов принята одинаковой (Я = ЛД= 15 м), ширина площадки уступа Вп = 70-ъ80 м. Выемка за­ лежи производится от лежачего бока к висячему, число добычных уступов — 3.

159

Длина фронта горных работ на один экскаватор при отработке

Объемы вскрышных и добычных работ. Производственная мощ­ ность карьера по добыче руды определяется по формуле (157); объ­ емы вскрышных работ рассчитываются по среднему коэффициенту вскрыши с учетом его увеличения в первый период работы карьера на 10%. Результаты расчетов сведены в табл. 49.

Полученные объемы работ должны быть проверены на провоз­ ную способность тупиковых съездов, которая определяется по дан­ ным табл. 46. При расчете наибольших объемов горной массы, ко­ торая будет транспортироваться через первый (считая сверху) ту­ пиковый съезд, необходимо учесть, что все объемы вскрышных работ до этого съезда (т. е. с четырех верхних уступов) транспор­

160

Объемы горной массы, которые будут перевозиться через первый верхний наиболее загруженный съезд, рассчитанные в зависимости от глубины и длины фронта работ карьера и с учетом указанных выше соображений, приведены в табл. 50.

зов 1У-КП-1 и 60-тонных думпкаров, даже при трехпутных съездах не обеспечивают транспортирование необходимых объемов горной массы, поэтому их применение при разработке наклонных и крутых месторождений неэффективно. Например, для электровоза 1У-КП-1 и 60-тонного думпкара при г = 30%0 провозная способность трехпут­ ного съезда будет равна 8,5+16,0, а объемы горной массы на карь­ ере при минимальной длине фронта работ 1,5 км составляют 29,1 тыс. м3/сутки.

При работе с локомотивосоставами, сформированными из элек­ тровозов ЕЛ-1 и 95-тонных думпкаров (при одиночной тяге) , и трех­ путных съездах может быть обеспечено транспортирование необхо­ димых объемов горной массы лишь в случае разработки уступов экскаваторами ЭКГ-4,6 при длине фронта работ карьера не более 2,25 км. И только при применении мощных тяговых агрегатов типа ДЗ-360 или серийно выпускаемых промышленных электровозов

сцепным весом 150 т при работе по системе спаренных единиц мо­ жет быть обеспечено транспортирование горной массы в случае раз­ работки уступов экскаваторами ЭКГ-8И при длине фронта работ бо­ лее 2,25 км.

На основании этих соображений в рассматриваемом примере принимаются локомотивосоставы емкостью 190 м3 (один электровоз ЕЛ-1 и думпкары ВС-105) и 380 м3 (два спаренных электровоза ЕЛ-1 и те же думпкары). Провозная способность трехпутного съезда при работе по системе спаренных единиц будет составлять 95 (при маятниковом движении) и 111 тыс. м3/сутки (при кольцевом движении), что обеспечивает транспортирование необходимых объ­ емов горной массы при разработке месторождений экскаваторами ЭКГ-8И для принятых в примере глубины отработки и длины фронта работ.

Себестоимость выемки 1 м3 вскрыши (в коп.), рассчитанная по формуле (172) при маятниковом и кольцевом движении локомотивосоставов, приведена в табл. 51. Величина Св.у в данном случае

Как видно из данных табл. 51, себестоимость выемки 1 м3 вскрыши при разработке наклонных и крутых месторождений с уве­

162

личением длины фронта работ увеличивается. Значительное влия­ ние на величину Св оказывает глубина разработки карьера, причем с ростом последней себестоимость выемки 1 м3 вскрыши также воз­ растает. Характер изменения Св = /( 1 фр; Яу) показан на графиках рис. 51 и 52.

Себестоимость добычи 1 м3 полезного ископаемого при разра­ ботке крутого месторождения, рассчитанная по формуле (173) для условий данного примера, приведена в табл. 52 (в этой таблице за­ траты на буровзрывные работы сд. бз приняты равными 12 коп.). Определение затрат на горно-капитальные работы производилось

исходя из условия подготовки карьерного поля для нормальной эксплуатации, т. е. из условия вскрытия полного фронта работ,

обеспечивающего проектные объемы добыНи полезного ископае­ мого. Следовательно, внешняя траншея должна быть пройдена до кровли четвертого уступа. Тогда объем разрезной траншеи 1+ т со­ ставит (за вычетом попутной добычи полезного ископаемого)

где Яу. Вт = 45 м — глубина траншеи.

При выводе формулы (180) предполагалось, что высота наносов

Т а б л и ц а 52

Себестоимость добычи 1 м3 полезного ископаемого (коп.) экскаватором ЭКГ-4,6 (числитель) и экскаватором ЭКГ-8И (знаменатель)

164

Объем внешней выездной траншеи VB. т, которая вскрывает три верхних горизонта, рассчитывается по формуле

По данным табл. 52 на рис. 53 построены графики зависимости себестоимости добычи от длины фронта горных работ. Как видно из этих графиков, себестоимость добычи 1 м3 руды с увеличением

дальнейшем увеличении ТфР.

лежи с применением ж.-д. транспорта:

1 — экскаватор ЭКГ-4,6; 2 — экскаватор

165