книги из ГПНТБ / Совершенствование горных работ на карьерах Алмалыкского горно-металлургического комбината

При многорядном короткозамедленном взрывании и взрывании в зажатой среде, когда переукладка ж.-д. путей производится после отработки каждой заходки, объем горной массы, отгружаемый с 1 м забойного пути, составит

где Я 3 — средняя высота забоя (при многорядном взрывании и взры­ вании в зажатой среде высота забоя после 1-го ряда скважин может быть больше высоты уступа Н3 = Нк); Ш — ширина экскаваторной заходки, м; к — коэффициент разрыхления.

Тогда объем горной массы можно записать

У = НШ1, м3.

Стоимость переукладки забойных ж.-д. путей, отнесенная к 1 м3 горной массы, определяется из выражения

Сп=:% ш ' РУб/м3’

где Спер — стоимость переукладки 1 м забойных путей, руб/м. В стоимость переукладки 1 м забойных путей включается плани­ ровка и балластировка полотна нового пути, собственно переукладка

путей и перенос контактной сети.

Увеличение высоты уступов обеспечивает уменьшение числа транспортных горизонтов, необходимых для отработки месторожде­ ния или его части, что влечет за собой сокращение протяженности забойных путей: При изменении высоты уступов соблюдается следу­ ющее равенство:

Я£ Ф

Яф ~ L »

где Я , Яф — исследуемая и фактическая высота уступа, м; L, — общая протяженность забойных путей при исследуемой и фактиче­ ской высоте уступа, км.

Затраты на ремонт и текущее содержание единицы длины забой­ ных путей не зависят от высоты уступа. Тогда стоимость ремонта и текущего содержания забойных путей, отнесенная к 1 м3 горной массы, при исследуемой высоте уступа с учетом равенства опреде­ ляется из выражения

где 3 — годовые затраты на текущее содержание и ремонт забойных путей, руб/км; Q — производительность карьера по горной массе* м3/год; С1С ф — стоимость текущего содержания и ремонта забойных путей, отнесенная на 1 м3 горной массы при фактической высоте уступа, руб/м3.

151

Эффективность погрузки взорванной массы оценивается в конеч­ ном итоге эксплуатационной производительностью экскаваторов, которая обычно определяется по формуле

горной массы; т]и — коэффициент использования экскаватора в тече­ ние смены.

При принятой организации и технологии работ переменными в этой формуле являются емкость ковша и продолжительность цикла экскаватора. Параметры забоя устанавливаются в основном исходя из конструктивных размеров экскаваторов. При этом высота забоя должна быть не менее высоты, при которой достигается нормальное наполнение ковша, и более высоты, допускаемой по условиям без­ опасности работы (в скальных породах не более 1,5 Нч тах. При равномерном дроблении горной массы взрывными работами, измене­ нии высоты забоя в указанных пределах производительность экска­ ваторов одной модели будет изменяться незначительно и этим изме­ нением можно пренебречь. Таким образом влияние высоты уступа на технико-экономические показатели экскавации можно оценить на основе выявления технико-экономических показателей погрузоч­ ных работ, выполняемых различными моделями одноковшовых экска­ ваторов. За основу принимается утвержденный типаж одноковшовых карьерных экскаваторов, по которому намечается выпуск шести ба­ зовых моделей с емкостью ковша 2; 5; 8; 12,5 и 20 м3.

Стоимость экскавации определяется по стоимости машиносмены экскаватора каждой базовой модели и его сменной производительно­ сти. Стоимость машиносмены экскаваторов определяется по методике Промтрансниипроекта. Режим работы экскаваторов и коэффициенты их использования принимаются применительно к конкретным усло­ виям рассматриваемых карьеров.

Зависимость стоимости погрузки 1 м3 горной массы от высоты уступа определяется через максимальную высоту черпания экскава­ тора каждой базовой модели. Соотношение между высотой уступа

имаксимальной высотой черпания экскаватора принимается равным

Н= \,5НЧтах.

Корреляционная зависимость стоимости погрузочных работ от вы­ соты уступа определяется в результате математической обработки полученных результатов.

Эта зависимость в общем виде представлена выражением

Съ = Сэ10 (а + ЪН+ сН2), руб/м3.

Ширина заходки оказывает влияние на продолжительность цикла экскавации. В общем виде зависимость технической производитель­

152

ности экскаватора от ширины заходки выражается кривой второго

порядка

kQ = a-f- ЫН+ сШ2.

Расчет затрат, связанных с изменением ширины экскаваторной заходки, производится по формуле

Сэ = 31 + 32, руб/м3,

где Зг — затраты на погрузку 1 м3 горной массы, руб/м3; 3 2 — за­ траты на перегон экскаватора на новую заходку, руб/м3.

Затраты на погрузку 1 м3 горной массы определяются из выра­ жения

где М3 — стоимость машиносмены экскаватора, руб.; Q7 — техни­ ческая производительность экскаватора при ширине заходки 10 м, м3/ч; Uq — коэффициент изменения технической производительно­ сти от ширины заходки; Т — продолжительность смены, ч; Т]и — коэффициент использования экскаватора в течение смены.

Затраты на перегон экскаватора на новую заходку определяются по формуле

V3 — объем заходки, м3.

Результаты_обрабатываются методом математической статистики для получения корреляционной зависимости стоимости погрузочных работ от ширины заходки

Сш= С0(а1-\-Ь1Ш + СгШ2), руб/м3.

Таким образом, стоимость погрузки 1 м3 горной массы в зависи­ мости от параметров забоя определяется в общем виде выражением

С9 = С0(а + ЬН+ сН2) (ах+ ЪХШ +■ с^Ш2), руб/м3,

где С0 — стоимость погрузки горной массы при минимальных пара­ метрах забоя (Н = 10 м; Ш = 10 м).

Высота уступа не оказывает непосредственного влияния на про­ изводительность локомотивосоставов и себестоимость транспорти­ ровки. Однако применение экскаваторов разной мощности на погрузке горной массы на уступах разной высоты влияет на продол­ жительность погрузки состава, что влечет за собой изменение про­ должительности рейса и производительности локомотивосостава.

Себестоимость транспортировки горной массы определяется из вы­ ражения

Стр=-77£1-£-> РУб/м3,

¥Л. С

153

где М л с — стоимость машиносмены локомотивосостава, руб.; с — производительность локомотивосостава, м3/смену.

При постоянной емкости составов стоимость их машиносмены будет оставаться практически постоянной. Производительность локомотивосоставов определяется по формуле

у _£

Qn. с = —~ qn, м3/смену,

‘р

где Т — продолжительность смены, ч; tn — время на прием и сдачу смены, ч; tp — средняя продолжительность одного рейса, ч; qn — емкость локомотивосостава, м3.

Продолжительность рейса

tp ^пог “Ь ^гр “I- ^пор ~Ь ter ~f" ^раз> Ч,

где £пог — время погрузки состава, ч; £гр — время движения гру­ женого состава от места погрузки до места разгрузки, ч; tnop — время движения порожнего состава, ч; £Ст — время маневров на станциях, ч; £ра3 — время разгрузки состава, ч.

Применение экскаваторов разной мощности на уступах разной высоты повлечет за собой изменение продолжительности рейса за счет продолжительности погрузки. При этом будет соблюдаться равенство

вляет определенную долю от общей продолжительности рейса. Обозначив ее через р, получим продолжительность рейса локомотиво­ состава при высоте уступа Н

Себестоимость транспортировки горной массы при высоте уступа Н примет вид

154

или

где Стр ] о — стоимость транспортировки 1 м3 горной массы при вы­ соте уступа Н = 10 м, руб/м3.

По полученной формуле рассчитывается себестоимость транспор­ тировки горной массы при различной высоте уступа. Обрабатывая полученные результаты методом корреляционного анализа, полу­

Влияние высоты уступа и. ширины заходки на технико-экономи­ ческие показатели буровзрывных работ, переукладки, текущего содержания и ремонта забойных путей, экскавации и транспорти­ ровки горной массы показано на примере действующего Кальмакырского карьера.

1. Влияние высоты уступа на показатели буровзрывных работ.

Исследованиями устанавливалось влияние высоты уступа на пока­ затели буровзрывных работ и на себестоимость 1 м3 взорванной гор­ ной массы. Результаты ранее проведенных в условиях Кальмакырского карьера исследований позволяют установить с достаточной точностью параметры буровзрывных работ с учетом возможного изменения высоты уступа.

Параметры буровзрывных работ с изменением высоты уступа с 6 до 20 м при взрывании вертикальных зарядов приняты по данным исследований, проведенных Союзвзрывпромом на Кальмакырском карьере для отработки и внедрения рациональных параметров. Принятые параметры буровзрывных работ при взрывании скважин диаметром 230—250 мм приведены в табл. 59 и в настоящее время в основном внедрены в производство. Поэтому эти данные исполь­ зованы для установления зависимости себестоимости 1 м3 горной массы по процессам бурения и взрывания при изменении высоты уступа.

Для бурения скважин на Кальмакырском карьере применяются станки шарошечного бурения типа СБШ-250. Увеличение высоты уступа повышает производительность буровых станков за счет сокра­ щения количества перегонов станка от скважины к скважине и уве­ личения чистого времени бурения скважин. Сменная производитель­ ность буровых станков при механической скорости бурения (по хронометражным данным) в породах I категории 30,8 м/ч, II — 27,9 м/ч и III — 23,8 м/ч, определенная расчетами, и фактическая средняя по карьеру приведены в табл. 60.

Стоимость машиносмены бурового станка определена по методике Промтрансншшроекта и составляет С с = 127,6 руб.

155

Т а б л и ц а 60

156

Влияние высоты уступа на стоимость обуривания горной массы представлено на графике (рис. 55, кривая 1).

Обработкой практических данных взрывных работ получен сле­ дующий удельный расход ВВ в зависимости от высоты уступа.

Стоимость ВВ принята равной 0,31 руб/кг (с накладными рас­ ходами). Стоимость взрывания горной массы в зависимости от вы­ соты уступа показана на графике (рис. 55, кривая 2).

Рис. 55. Влияние высоты уступа на стоимость обурива­ ния 1 горной массы, взрывания 2 и буровзрывных работ 3

Математической обработкой полученных результатов найдена корреляционная связь между себестоимостью горной массы по буро­ взрывным работам и высотой уступа. Для этого рассчитывался коэф­ фициент изменения себестоимости горной массы по буровзрывным работам по сравнению с себестоимостью при высоте уступа Н = 10 м

Сбв = Сбв10(1,653 — 0,0843# + 0,0022Я2), руб/м3,

где Сбв10 — себестоимость горной массы по буровзрывным работам при Н ^ 10 м. Для условий Кальмакырского карьера Сбвj0 = = 0,15 руб/м3.

Корреляционное отношение К = 0,91, что указывает на доста­ точную тесноту связи.

2.Влияние параметров забоя на стоимость переукладки, ремонт

и текущего содержания забойных путей на 1 м3 горной массы.

По практическим данным, для условий Кальмакырского карьера стоимость переукладки забойных путей с балластировкой нового полотна и переносом контактных сетей составляет С = = 2,034 руб/м. Стоимость переукладки забойных путей, отнесенная на 1 м3 горной массы, в зависимости от высоты уступа определенная

157

расчетом, показана на рис. 56 (кривая 1). Аналогичное влияние на стоимость переукладки оказывает и ширина экскаваторной заходки.

Увеличение высоты отрабатываемых уступов обеспечивает умень­ шение числа транспортных горизонтов, необходимых для отработки месторождения или его части, что влечет за собой соответствующее сокращение общей протяженности забойных путей и затрат на их текущее содержание и ремонт. Для Кальмакырского карьера при

С,ру5/м3

Рис. 56. Влияние высоты уступа на стоимость переук­ ладки 1, текущего содержания и ремонта 2 забойных путей

высоте уступа 10 м стоимость текущего содержания и ремонта, отне­ сенная на 1 м3 горной массы, составляет Ст с р = 0,0272 руб/м3.

Влияние высоты уступа на стоимость ремонта и текущего со­ держания на 1 м3 горной массы показано на рис. 56 (кривая 2).

3.Влияние параметров забоя на технико-экономические пока

затели погрузочных работ. Определение влияния высоты уступа на технико-экономические показатели погрузочных работ проведено на основе выявления стоимостных показателей экскавации горной массы различными моделями одноковшовых экскаваторов. За основу принят утвержденный типаж одноковшовых карьерных экскавато­ ров, по которому намечается выпуск шести базовых моделей. Стои­ мость экскавации определялась по стоимости машиносмены каждой базовой модели и его сменной производительности. Стоимость машино­ смены экскаваторов определялась по методике Промтрансниипроекта. Режим работы экскаваторов и коэффициенты их использования при­ нимались применительно к условиям Кальмакырского карьера.

Зависимость стоимости погрузки 1 м3 горной массы от высоты уступа выявлялась через максимальную высоту черпания экскава­ тора каждой базовой модели. Соотношение между высотой уступа и максимальной высотой черпания экскаватора принято равным

158

Т а б л и ц а 61

Краткая характеристика моделей экскаваторов и стоимость экскавации приведены в табл. 61.

Математическая обработка полученных результатов методом кор­ реляционного анализа позволила получить зависимость коэффици­ ента изменения себестоимости экскавации от высоты уступа:

няет свое положение относительно оси экскаватора, поэтому меняется

исредний угол поворота экскаватора. Следовательно, будет меняться

ипродолжительность поворота экскаватора от забоя к транспорт­ ному сосуду и обратно и соответственно продолжительность. Кроме

того, при изменении ширины заходки меняется площадь поперечного сечения заходки, что оказывает влияние на продолжительность перегона экскаватора. В результате статистической обработки хронометражных наблюдений установлена зависимость коэффициента изменения технической производительности экскаватора ЭКГ-8 от ширины заходки kQ = 0,4 + 0,098.27 — 0,0036272.

Корреляционное отношение составляет К = 0,74, что показы­ вает на тесную зависимость производительности экскаватора от ширины заходки.

159

Зависимость коэффициента изменения Себестоимости погрузки горной массы от ширины заходки (рис. 57, кривая 2)

Ъш= 1,94 -0,133 Ш + 0,0037Ш*.

Таким образом, себестоимость погрузки горной массы в зави­ симости от параметров забоя примет вид

С ь = С 0 (1,5 — 0,06Н + 0,00104#2) (1,94 -0,133/# + 0,0037#72),

где С0 — себестоимость погрузки при минимальных параметрах

(С0 = 0,1502 руб/м3).

4. Зависимость стоимости транспортировки горной массы от вы соты уступа. Исследованиями устанавливалась зависимость про­ изводительности локомотивосоставов при погрузке горной массы экскаваторами разных моделей. Время погрузки состава емкостью

Стр= (0 ,7 + 0 , з | ^ ) с тр10, руб/м3.

Для условий Кальмакырского карьера стоимость транспорти­ ровки горной массы при высоте уступа 10 м равна Стр10= 0,155 руб/м3.

Стоимость транспортировки горной массы в зависимости от вы­ соты уступа:

Обработкой результатов методом корреляционного анализа полу­ чена следующая зависимость стоимости транспортировки от высоты уступа:

Стря = Стр 10 (1,049 — 0,0049#), руб/м3.

Линейный коэффициент корреляции составляет г = 0,76, что указывает на достаточно тесную зависимость стоимости транспорти­ ровки от высоты уступа. Зависимость стоимости транспортировки горной массы от высоты уступа показана на рис. 58.

Таким образом исследованиями установлено:

1. Стоимость буровзрывных работ при увеличении высоты уступ снижается за счет повышения производительности буровых станков,

160