Содержание к диссертации
Введение
1. Современное состояние гидромониторно- землесосной технологии разработки вскрышных пород на карьерах 2
1.1. Состояние и перспектива применения гидромеханизации на карьерах 2
1.2. Опыт применения гидромеханизации для разработки плотных и пластичных пород 12
1.3. Задачи и методы исследования 24
2. Принципы оптимизации параметров гидромеханизированной разработки мелов 27
2.1. Принципы оптимизации параметров гидромеханизированной разработки мелов (БВР и гидромониторный размыв), в зависимости от средневзвешенного размера кусков взорванных мелов 27
2.2. Исследование влияния основных параметров БВР на величину средневзвешенного размера кусков взорванных мелов 37
2.3. Исследование влияния средневзвешенного размера кусков взорванных мелов на эффективность размыва гидромониторно-землесосным комплексом 54
3. Методика оптимизации параметров гидромеханизированно технологии разработки плотных пород 68
3.1. Исследование изменения удельных затрат на БВР при различных значениях величины средневзвешенного размера кусков взорванных мелов 68
3.2. Исследование изменения удельных затрат на гидромеханизированную разработку при различных значениях величины средневзвешенного размера кусков взорванных мелов 85
3.3. Укрупненный алгоритм методики определения суммарных затрат на разработку мелов 97
4. Рекомендации по совершенствованию технологии гидромеханизированной разработки плотных пород с буровзрывной подготовкой к размыву (применительно к условиям Лебединского ГОКа) 101
4.1. Расчет оптимальных параметров технологии гидромеханизированной разработки мелов 101
4.2. Экологический аспект применения новых типов взрывчатых веществ 103
Заключение 111
- Опыт применения гидромеханизации для разработки плотных и пластичных пород
- Исследование влияния основных параметров БВР на величину средневзвешенного размера кусков взорванных мелов
- Исследование изменения удельных затрат на гидромеханизированную разработку при различных значениях величины средневзвешенного размера кусков взорванных мелов
- Экологический аспект применения новых типов взрывчатых веществ
Введение к работе
Актуальность работы. Одним из направлений повышения эффективности открытых горных работ является использование гидромеханизации, которая обладает рядом преимуществ, среди которых поточность выполнения технологических процессов, простота и надежность оборудования, высокая производительность труда, относительно небольшие затраты на проведение горных работ.
В настоящее время гидромеханизация достаточно широко применяется в горнодобывающей промышленности при проведении вскрышных работ на железорудных и угольных карьерах, в производстве строительных материалов и гидротехническом строительстве.
Проведенный анализ проектов отработки угольных и железорудных месторождений (разрабатываемых и проектируемых) показывает, что общий объем вскрышных пород, который можно разработать средствами гидромеханизации, составляет порядка 6 млрд.м3, а годовые объемы гидровскрышных работ могут быть значительно увеличены и доведены до 100 млн.м3 в год. В частности, на гидроучастке Лебединского ГОКа средствами гидромеханизации ежегодно разрабатывается порядка 4 млн. м3 вскрышных пород, в том числе 2,5 - 3 млн. м3 мелов.
Мело-мергельные породы, представленные в карьерах КМА, по своим физико-механическим свойствам отнесены к полускальным породам, поэтому их гидромониторный размыв требует большого давления воды перед насадкой гидромонитора и значительного удельного расхода воды. В связи с этим наиболее эффективным средством, обеспечивающим их разработку способом гидромеханизации, является специальная подготовка этих пород к гидромониторному размыву путем предварительного буровзрывного рыхления.
После проведения буровзрывных работ (БВР) взорванные мела размываются гидромониторами, а образовавшаяся гидросмесь забирается
грунтовым насосом и подается в систему совместного гидротранспортирования с суглинками. В результате значительно сокращаются удельные потери напора при гидротранспортировании. Кроме того, намыв такой гидросмеси в шламохранилище предотвращает экологически вредный процесс пыления хвостов обогащения после их подсыхания и способствует раскислению почвы, в результате чего поверхность сравнительно быстро зарастает травой - дернуется.
В последнее время на Лебединском ГОКе при проведении взрывных работ, на карьере используется взрывчатое вещество (ВВ) собственного изготовления - «ТОВАН». Это экологически чистое ВВ обеспечивает качественное дробление пород в карьере, а собственная сырьевая база по производству эмульсионных ВВ, делает себестоимость «ТОВАНа» значительно ниже по сравнению с ВВ заводского приготовления.
Известно, что затраты на БВР зависят от кусковатости взорванной горной массы (мелов). При этом, чем выше степень измельчения мелов, тем легче они размываются гидромониторной струей и, следовательно, меньше величина затрат на гидромеханизацию, но в то же время возрастает стоимость буровзрывной подготовки. Очевидно, существует такой гранулометрический состав и технологические параметры данной технологии, которые обеспечивают минимум суммарных затрат на гидромеханизированную разработку мелов.
Учитывая изменившиеся в последнее время цены на энергоносители, ВВ, оборудование и материалы, целесообразно произвести оптимизацию параметров гидромеханизированной разработки мелов с применением буровзрывной подготовки, используя эмульсионное взрывчатое вещество «ТОВАН», которая позволит повысить эффективность работы гидрокомплекса.
Целью данной работы является установление оптимальных параметров гидромеханизированной разработки меловых отложений с применением буровзрывной подготовки их к гидромониторному размыву.
Основная идея диссертации заключается в том, что минимальные затраты на гидромеханизированную разработку мелов при их буровзрывной подготовке их к гидромониторному размыву и соответствующие параметры этой технологии могут быть определены за счет выбора определенного гранулометрического состава взорванной горной массы.
Научные положения, выносимые на защиту, и их новизна:
Средневзвешенный размер кусков взорванной горной массы (dcp) позволяет установить зависимость изменения затрат и параметров БВР, а также производительность гидромониторно-землесосного комплекса и затраты на гидровскрышу, что обеспечивает возможность минимизировать суммарные затраты при гидромеханизированной технологии отработки мелов;
При увеличении средневзвешенного размера кусков взорванных мелов с 0,1м до 0,2м удельный расход взрывчатого вещества «ТОВАН» уменьшается в 2 раза, однако при этом производительность гидромониторно-землесосного комплекса по твердому уменьшается почти на 30%.
3. Увеличение величины напора воды перед насадкой
гидромонитора с 1,6МПа до 2,0МПа при гидромеханизированной отработке с
буровзрывной подготовкой к размыву в условиях карьера Лебединского
ГОКа приводит к увеличению годовой производительности гидромониторно-
землесосного комплекса в среднем на 10 % и позволяет снизить удельный
расход ВВ «ТОВАН» с 0,25 кг/м до 0,18 кг/м , при этом удельный расход
воды уменьшается на 0,5 м /м .
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций базируется на использовании широкого диапазона научных методов исследований, включающих анализ и обобщение теоретических и экспериментальных работ, обеспечивается применением современных параметров технологических схем, основанных на представленных сведениях о работе горных предприятий и подтверждается сходимостью полученных результатов с фактическими показателями работы карьера.
Научное значение работы состоит в установлении зависимостей изменения параметров буровзрывных работ при применении эмульсионного взрывчатого вещества «ТОВАН», а также в определении зависимости изменения производительности гидромониторно-землесосного комплекса от величины средневзвешенного размера кусков взорванных мелов.
Практическое значение работы состоит в разработке методики оптимизации параметров гидромеханизированной технологии разработки мелов с применением буровзрьшного способа их подготовки к размыву и в определении оптимальных параметров данной технологии в условиях карьера Лебединского ГОКа.
Реализация выводов и рекомендаций работы. Рекомендации по оптимизации параметров буровзрывной подготовки мелов к гидромониторному размыву приняты к использованию ГУП «Энергогидромеханизация» и взрывным цехом ОАО «Лебединский ГОК».
Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на симпозиуме «Неделя горняка» (Москва, МГГУ, 2003-2004 гг.) и на III Съезде гидромеханизаторов России (Москва, 2003 г.).
Публикации. По результатам выполненных в диссертации исследований опубликовано 4 научных работы.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, содержит 28 рисунков и 20 таблиц, список использованных источников из 70 наименований.
Автор искренне благодарит всех преподавателей кафедры ТО.
Опыт применения гидромеханизации для разработки плотных и пластичных пород
Физико-механические свойства пород оказывают весьма важное влияние на выбор методов производства гидравлических разработок. Эти свойства определяют такие важнейшие характеристики технологии гидромеханизации как удельный расход воды, потребный напор для разрушения, параметры гидротранспорта пород, размеры гидроотвалов. С 4,2Л 2. , 3 2,3 3 J Анализируя физико-механические свойства мело-мергеля, видно, что для успешного применения гидравлического метода его разработки необходимо применять предварительное рыхление. С 4 3- Гидравлический способ разработки пород при благоприятных условиях его ведения отличается от других видов работ низкой стоимостью, простотой технологии, высокой производительностью. В настоящее время гидромониторный способ разработки получил широкое распространение. При этом способе наибольшие затраты в себестоимости 1куб.м породы приходятся на электроэнергию и составляют 25-82 %. Для того, чтобы снизить стоимость разработки и повысить эффективность размыва, необходимо, в первую очередь, уменьшить расход электроэнергии.!! 2 3 На основании анализа результатов работы действующих гидравлических комплексов установлено, что при разработке пород различной крепости струей воды с напорным гидротранспортом общий удельный расход электроэнергии может меняться в пределах от 4 до 22 квтч/куб.м, причем на транспортирование пульпы и воды расходуется от 14 до 65% всей электроэнергии, а на отбойку - от 36 до 86%. l"7 - -7 Сравнивая удельные затраты электроэнергии при отбойке 1 куб.м породы струей воды и при ее гидротранспортировании можно установить, что энергоемкость операции по отделению породы от массива в 2-3 раза выше энергоемкости гидротранспорта (при существующих расстояниях транспортирования).
Большой удельный расход электроэнергии при разработке трудноразмываемых пород струей получается из-за высоких удельных расходов и значительных давлений, необходимых для размыва, так как удельный расход электроэнергии прямо пропорционален произведению расхода воды на напор, развиваемый насосом. Высокая энергоемкость гидромониторной разработки пород объясняется еще и тем, что подрезка уступа является малопроизводительной операцией. Известно также, что энергия гидромониторной струи при разработке пород используется нерационально. При расположении гидромониторов на значительных расстояниях от забоя (от 30 до 45м) большая часть энергии струи расходуется преодоление сопротивления воздуха, и только незначительная часть - на отбойку породы. Многими исследованиями установлено, что удельный расход воды и необходимый напор, потребные для разрушения, зависят от физико-механических свойств породы. Если для разработки предварительно разрыхленных и неслежавшихся грунтов, а также различных песков требуется всего 5-6 м воды на 1 м породы, а напора перед насадкой гидромонитора достаточно в пределах 30-50 м вод.ст, то для разработки тяжелых суглинков и полужирных глин требуется соответственно до 9-14 м3 воды на 1 м3 породы, а необходимые напоры, обеспечивающие нормальную разработку их, возрастают до 140-160 м.вод.ст. В целях лучшего использования энергии струи и сокращения времени на подрезку появилась тенденция к увеличению давления воды у насадки. Повышение давления у насадки гидромонитора при подрезке и размыве экономично только в том случае, когда соответственно этому повышению увеличивается производительность размыва или уменьшаются удельные расходы воды и электроэнергии. 15 3
Мело-мергельные породы, представленные в карьерах КМА, по своим физико-механическим свойствам отнесены к полускальным породам, поэтому разработка их обычными методами потребует большого давления воды перед насадкой гидромонитора и значительного удельного расхода воды. Приближение гидромониторов обычной конструкции к забою, с целью уменьшения расхода электроэнергии невозможно, так как не обеспечиваются безопасные условия ведения работ. Размыв пород гидромониторами ближнего боя до сих пор не освоен ввиду несовершенства конструкций его. Таким образом, по нашему мнению, наиболее эффективным средством, обеспечивающим разработку мело-мергеля способом гидромеханизации, является специальная подготовка этих пород путем предварительного рыхления. Существует много методов предварительного рыхления трудно размываемых горных пород. Ї.23, 5//0,20, vg, 91 Опыта черпания плотного мело-мергеля драглайнами - нет. Однако, опыт разработки его экскаваторами, оборудованными механической лопатой и роторными экскаваторами позволяет предположить, что при черпании ковшом-драглайном также будет выход большого объема крупно-кускового материала, что нежелательно при работе средств гидромеханизации. Даже незначительное содержание негабаритных кусков (до 5%) в забое, разрабатываемом средствами гидромеханизации, резко снижает производительность оборудования (до 25-30%). Кроме указанного, к значительным недостаткам при применении экскаваторов для рыхления плотного мело-мергеля следует отнести и то обстоятельство, что высота уступа, размываемая гидромониторами, может достигать 30м, в то время, как черпание экскаваторами на такую высоту невозможно. Применение такой технологической схемы потребует создания дополнительных уступов, что, естественно, вызовет увеличение объемов вскрышных работ без увеличения добычи полезного ископаемого. Также на работе всего комплекса отрицательно сказывается потребность дополнительного механизма, в частности, экскаватора. Помимо этого, следует отметить, что сезонность работы экскаваторов и оборудования гидромеханизации различная, что вызовет увеличение размеров рабочих площадок уступа для складирования подготовленной массы, что также ведет к увеличению объемов вскрышных работ.
Учитывая указанные обстоятельства, можно сделать заключение, что применение экскаваторов цикличного действия в комплексе с гидромониторными установками на разработке мело-мергельных пород в условиях карьеров КМА окажется весьма затруднительным и малоэффективным. Трудноразмываемые породы могут быть подготовлены к пульпообразованию тракторными стругами (бульдозерами) или специальными рыхлителями. При такой технологической схеме работ рыхление породы бульдозером может производиться двумя способами: последовательным перемещением струга вкрест фронта работ или заходками по фронту. В обоих случаях бульдозерный нож разрабатывает породу по высоте слоями 10-15 см и перемещает ее в навал или к зумпфу землесоса. При перемещении струга вкрест фронта работ производится постепенное выполаживание откоса, а порода смывается гидромонитором. При выемке породы заходками по фронту работ бульдозер первоначально находится на верхней площадке уступа, срезает породу стружками небольшой толщины на ширину бульдозерного отвала и сбрасывает ее под откос. Постепенно уменьшая высоту уступа, струг доходит до нижней ее площадки. В первом случае порода скапливается в навалах, а во втором должна немедленно смываться гидромонитором, либо при помощи воды самотеком, в виде пульпы, поступать к земустановкам. Применение такой технологической схемы в условиях КМА для разработки мело-мергельных пород было малоэффективно по следующим причинам: применяемое оборудование гидромеханизации имеет большую часовую производительность по твердому. Производительность мощных бульдозеров (ДЭТ-250) на разработке плотного мело-мергеля достигает 120-140 куб.м/час. На одну гидромониторную установку требуется около 10 бульдозеров - это явно осложнит условия ведения работ. высота навала, создаваемая бульдозерами, не может быть большой, т.к. от механического воздействия мело-мергель превращается в тестообразное состояние и поэтому движение механизмов по такой массе весьма затруднительно. на месторождениях Кузнецкого бассейна производство вскрышных работ по выемке полускальных пород проводилось по следующей схеме: разрыхленная буровзрывным способом порода загружалась экскаваторами ЭКГ-4 в приемный бункер передвижной дробильной установки. Затем при помощи специального грохота-питателя крупные куски породы попадают в дробилку, где и производится их дробление. После дробления вся порода смешивается с водой и по забойному пульповоду самотеком транспортируется к зумпфу землесосной станции, оттуда землесосом перекачивается к месту складирования.
Исследование влияния основных параметров БВР на величину средневзвешенного размера кусков взорванных мелов
Из практики разработки мелов с помощью гидромониторно-землесосного комплекса, с применением буровзрывных работ, на горных предприятиях (в частности на Лебединском ГОКе) известно, что на кусковатость мела, полученную в результате дробления буровзрывным способом, оказывают влияние несколько основных параметров. Такие как: Ну — высота разрабатываемого уступа; о"сж - предел прочности на одноосное сжатие; S - размеры сетки скважин; 1ср - величина размера средней естественной отдельности; Кзап - коэффициент заполнения скважин и т.д. Изменяя каждый из этих параметров, можно получать различные значения величины средневзвешенного размера взорванных кусков мела, и соответственно в дальнейшем оказывать влияние на производительность всего гидромониторно-землесосного комплекса. Для доказательства справедливости наших утверждений, рассмотрим влияние каждого из этих параметров подробнее. а) Влияние асж, 1ср и Ну на проектный удельный расход взрывчатых веществ (qn), обеспечивающий определенную кусковатость взорванных мелов (dcp). В соответствии с методикой акад. В.В.
РжевскогоИрасчет величины проектного удельного расхода взрывчатых веществ производится по выражению: Чп=ЧэКввКдКсзКТрК0ПКу, г/м (2.1) где: q3 - эталонный удельный расход взрывчатых веществ, г/м3 Яэ=0,2(асж+асдв+Сра(ГГ)+0,002у, г/м3 (2.2) где: асж - предел прочности на одноосное сжатие, МПа ссдв предел прочности на сдвиг, МПа о"раст_ предел прочности на растяжение, МПа у - плотность разрабатываемых пород, кг/м Квв - переводной коэффициент от эталонного взрывчатого вещества к используемому; Кд - коэффициент, учитывающий требуемую степень дробления породы (Кд=0,5/ dcp); Ксз - коэффициент, учитывающий степень сосредоточения заряда; Ктр- коэффициент, учитывающий трещиноватость массива (Ктр=1,2 1ср+0,2), где: 1ср - величина размера средней естественной отдельности; Коп - коэффициент, учитывающий количество обнаженных поверхностей на уступе при взрыве; Kv- коэффициент, учитывающий влияние высоты уступа (Kv= Ну/15), где: Ну - высота разрабатываемого уступа. Использование данного выражения позволяет нам определить значения проектного удельного расхода ВВ, соответствующие определенной кусковатости взорванной горной массы, с учетом изменения основных параметров БВР. Для примера расчета задаемся какими-нибудь значениями dcp, (dcp=0,l; 0,3; 0,5м) и основными параметрами БВР (Ну=25м; 1ср=1,2м; асж=10МПа). В данном конкретном случае, значения коэффициентов в формуле (2.1), будут следующими: q3=6,24 г/м3, так как асж=10МПа; Квв=1,2 так как используется новое взрывчатое вещество собственного изготовления - «ТОВАН»; Кд=(5; 1,67; 1) так как (dcp=0,l; 0,3; 0,5м); Ксз=1; Ктр=1,64 так как 1ср=1,2м (по условию); Коп=8; Kv=l,19 так как Ну=25м (по условию); у Подставив значения параметров (коэффициентов) в формулу (2.1), получаем: при а!ср=0,1м, qn=0,585 кг/м3 сіср=0,3м, qn=0,195 кг/м3 dcp=0,5M, qn=0,117 кг/м3 Используя полученные значения проектного удельного расхода ВВ, построим график зависимости qn от dcp, исходя из заданных нами параметров (рис. 2.3а). Изменим один из параметров БВР, а именно 1ср (1ср=1,5), тогда условия будут следующими: (dcp=0,l; 0,3; 0,5м) и (Ну=25м; 1ср=1,5м; асж=10МПа).
В данном конкретном случае, значения коэффициентов в формуле (2.1), будут такими: q3=6,24 г/м , так как асж=10МПа; Квв=1,2 так как используется новое взрывчатое вещество собственного изготовления - «ТОВАН»; Кд=(5; 1,67; 1) так как (dcp=0,l; 0,3; 0,5м); ксз=1; Ктр=2 так как 1ср=1,5м (по условию); Коп=8і Kv=l,19 так как Ну=25м (по условию); Подставив значения параметров (коэффициентов) в формулу (2.1), получаем: при dcp=0,lM, qn=0,713 кг/м dcp=0,3M, qn=0,240 кг/м3 dcp=0,5M, qn=0,145 кг/м3 Используя полученные значения проектного удельного расхода ВВ, построим график зависимости qn от dcp, исходя из заданных нами параметров (рис. 2.3а). Рассмотрим вариант, когда высота разрабатываемого мелового уступа Ну=15м, тогда условия будут следующими: (Ну=15м; 1ср=1,2м; асж=10МПа). % В данном конкретном случае, значения коэффициентов в формуле (2.1), будут следующими: q3=6,24 г/м3, так как ссж=10МПа; Квв=1,2 так как используется новое взрывчатое вещество собственного изготовления - «ТОВАН»; Кд=(5; 1,67; 1) так как (dcp=0,l; 0,3; 0,5м); Ксз=1; Ктр=1,64 так как 1ср=1,2м (по условию); Коп=8; Kv=l так как Ну=15м (по условию). Подставив значения параметров (коэффициентов) в формулу (2.1), получаем: при с1ср=0,1м, qn=0,491 кг/м (іср=0,3м, qn=0,165 кг/м3 ёср=0,5м, qn=0,102 кг/м Используя полученные значения проектного удельного расхода ВВ, построим график зависимости qn от dcp, исходя из заданных нами параметров (рис. 2.3а). Изменим один из параметров БВР, а именно 1ср (1ср=1,5), тогда условия будут следующими: (dcp=0,l; 0,3; 0,5м) и (Ну=15м; 1ср=1,5м; осж=10МПа). В данном конкретном случае, значения коэффициентов в формуле (2.1), будут такими: q3=6,24 г/м3, так как ссж=10МПа; Квв=1,2 так как используется новое взрывчатое вещество собственного изготовления - «ТОВАН»; Кд=(5; 1,67; 1) так как (dcp=0,l; 0,3; 0,5м); Ксз=1; Ктр=2 так как 1ср=1,5м (по условию); Коп=8; Kv=l так как Ну=15м (по условию); Подставив значения параметров (коэффициентов) в формулу (2.1), получаем: 3 при dcp=0,lM, qn=0,600 кг/м dcp=0,3M, qn=0,200 кг/м"3 dcp=0,5M, qn=0,120 кг/м Аналогичным способом, используя полученные значения проектного удельного расхода ВВ, построим график зависимости qn от dcp, исходя из заданных нами параметров (рис. 2.3а).
Из задаваемых условий можно было заметить, что изменялся коэффициент, учитывающий высоту уступа Kv, - и коэффициент, учитывающий трещиноватость массива Ктр, а следовательно( это видно из полученных значений qn) и проектный удельный расход ВВ что подтверждает влияние Ну и 1ср (как основных параметров БВР) на dcp и qn. Таким образом, задаваясь значениями dcp, и изменяя некоторые параметры буровзрывных работ (а именно Ну и 1ср), мы построили графики зависимости qn от dcp с одним и тем же пределом прочности на одноосное сжатие асж=10МПа. Однако, зная, что асж также влияет на кусковатость взорванных мелов, необходимо изменить и этот параметр БВР. Для того чтобы оценить степень влияния и этого параметра на кусковатость, рассмотрим несколько примеров, когда стсж=20МПа. Таким образом новые условия будут следующими: (dcp=0,l; 0,3; 0,5м) и (Ну=25м; 1ср=1,2м; асж=20МПа). Тогда в данном конкретном случае, значения коэффициентов в формуле (2.1), будут : q3=8,84 г/м3, так как асж=20МПа; Квв=1,2 так как используется новое взрывчатое вещество собственного изготовления - «ТОВАН»; Кд=(5; 1,67; 1) так как (dcp=0,l; 0,3; 0,5м); Ксз=1; Ктр=1,64 так как 1ср=1,2м (по условию); К0п=8 Kv=l,19 так как Ну=25м (по условию); Подставив значения параметров (коэффициентов) в формулу (2.1), получаем:
Исследование изменения удельных затрат на гидромеханизированную разработку при различных значениях величины средневзвешенного размера кусков взорванных мелов
Для оценки изменения удельных затрат на гидромеханизированую при различных dCB, необходимо рассчитать удельные капитальные и эксплуатационные затраты. Для этого целесообразно воспользоваться методикой определения затрат, в которой приведен технико-экономический анализ гидровскрышных работ на карьерах.С о 9J 1) Капитальные затраты на гидромониторы: Кг=Сг-Мг,руб., (3.10) где Сг - стоимость гидромонитора, руб. Мг - общее количество гидромониторов, ед. 2) Капитальные затраты на землесосы: К3=С3-Мз,руб., (3.11) где С3 - стоимость землесоса, руб. М3 - общее количество землесосов, ед. 3) Капитальные затраты на пульповоды: Кп=МзГСт-Ьгг,руб., (3.12) где М31 - количество забойных грунтовых насосов, ед. Ст - стоимость 1-го метра трубы в соответствии с его профилем, руб. Lrr - дальность гидротранспортирования, м. 4) Капитальные затраты на насосы: Кн=Сн-Мн,руб., (3.13) где С„ - стоимость одного насоса, руб. М„ - общее количество насосов ед. 5) Капитальные затраты на магистральные водоводы: Кв1=МзГСт-Ьмв,руб., (3.14) где LMB - длина магистрального водовода, м. 6) Капитальные затраты на забойные водоводы: Кв2 =Мз1 Ст -Ьзв.руб., (3.15) где L3B - длина забойного водовода, м. 7)
Капитальные затраты на строительную вскрышу: Kc=Cc-Wc,py6., (3.16) где Сс - стоимость 1 м3 строительной вскрыши, руб/м3. Wc - годовая производительность карьера, м3. 8) Капитальные затраты по дамбе начального обвалования: Кд=Сд-\н.0.,руб., (3.17) где Сд - стоимость 1 м породы дамбы начального обвалования, руб/м . W„.o. - объем дамбы начального обвалования, м . 9) Суммарные капитальные затраты на водоводы: Кв =Кв1 +Кв2 +КД + Кс,руб., (3.18) Эксплуатационные затраты 1) Годовые амортизационные отчисления по гидромониторам: Эг2 =КГ -Аг -Ю-2,руб., (3.19) где Аг - норма амортизации гидромониторов, %. 2) Годовая зарплата с учетом начисления по обслуживанию гидромониторов: Эг2 =Мг1 -nCM -Ксс -Zr,py6., (3.20) где Мп - количество рабочих гидромониторов на карьере, ед. псм - количество рабочих смен в сутки, ед. Ксс - коэффициент списочного состава, ед. (1,3). Zr - годовая зарплата одного гидромониторщика, руб. 3) Общие эксплуатационные затраты по гидромониторам: 4) Годовые амортизационные отчисления по грунтовым насосам: Эз1=К3-Аз-10-2,руб., (3.21) где А3 - норма амортизации землесосов, %. 5) Годовые затраты на электроэнергию по (землесосам) грунтовым насосам: 332=M3-(NyM3-a + W(t)33-BHl±KHC),py6., (3.22) где NyM3 - установленная мощность двигателей землесоса, кВт \УфЭЗ - фактически потребляемая электроэнергия землесосом за год, кВт-ч в - ширина водосливной части колодца, м Кис - коэффициент, учитывающий изменение стоимости электроэнергии, Кис=0. 6) Годовая зарплата с учетом начисления по обслуживанию грунтовых насосов: Эз3 =М3 -nCM -Ксс -Z3, руб., (3.23) где Z3 - годовая заработная плата одной бригады землесосной станции, руб. 7) Общие эксплуатационные затраты по грунтовым насосам: Э3=Э31+Эз2+Э3з,руб. 8)
Годовые амортизационные отчисления по насосам: Э„1=Кн.Ан.1(Г2,руб., (3.24) где А„ - норма амортизации насосов, %. 9) Годовые затраты на электроэнергию по насосам: 3H2=MH.(N .a + W H-B).(l±KHC)fpy6., (3.25) где NyMII - установленная мощность двигателей насоса, кВт фЭ„ - фактически потребляемая электроэнергия насосом за год, кВт-ч 10) Годовая зарплата с учетом начисления по обслуживанию насосов: ЭН3 = Nn псм -Ксс -ZH, руб, (3.26) где Nn - количество подъемов по водоводу, ед. Z„ - годовая заработная плата одной бригады насосной станции, руб. 11) Общие эксплуатационные затраты по насосам: Эн=Эн1+Эн2+Энз,руб., (3.27) 12) Годовая зарплата с учетом начисления по обслуживанию пульповодов: Зпі у -Ксс-г .руб., (3.28) ел где 1сл - длина трубопроводов обслуживания бригадой слесарей, м. ZCJl - годовая зарплата одной бригады по обслуживанию пульповодов, руб. 13) Годовые амортизационные отчисления по пульповодам: Эп2=Кп-Ап,руб., (3.29) где Ап - норма амортизации пульповодов, %. 14) Общие эксплуатационные затраты по пульповодам: Эп=Эп1+Эп2,руб., (3.30) 15) Годовая зарплата с учетом начисления по обслуживанию гидроотвала: ЭГо=псм-Ксс-2го РУб- (3-31) где Zro - годовая заработная плата одной бригады по обслуживанию гидроотвала, руб. 16) Годовые амортизационные отчисления по водоводам: Эв=Кв-Ав.1(Г2,руб., (3.32) где Ав - норма амортизации водоводов, %. 17) Годовые амортизационные отчисления по дамбе начального обвалования: Эд = , руб., (3.33) ел 18) Годовые амортизационные отчисления на строительную вскрышу: Эс =ЬЦ руб., (3.34) ел 19) Общие эксплуатационные затраты по карьеру в год: Эобщ=Эг+Э3+Эн+Эп+Эго+Эв+Эд+Эс,руб., (3.35) 20) Удельные эксплуатационные затраты по карьеру в год: Эуд= -,руб./м3, (3.36)где W - годовая производительность карьера по породе, м3. Используя данную методику, можно рассчитать удельные эксплуатационные затраты по карьеру в год, применительно к условиям гидроучастка Лебединского ГОКа. Числовые значения исходных данных по Лебединскому ГОКу приведены в табл.3.9.
Экологический аспект применения новых типов взрывчатых веществ
Экологические проблемы в современном мире, стимулируют горняков и технологов-разработчиков к созданию максимально безопасных, универсальных по составу взрывчатых веществ без использования в них веществ, чувствительных к взрыву, а так же без экологически вредных компонентов. Применявшиеся на Лебединском ГОКе до 1998 года ВВ заводского изготовления (гранулотол, граммонит 79/21) не отвечали требованиям эффективности и безопасности производства при ведении взрывных работ в вопросах экологии и охраны жизни и здоровья людей. Для решения существующей экологической проблемы, на Лебединском ГОКе были выработаны основные направления совершенствования технологии взрывных работ: внедрение новых систем инициирования скважинных зарядов, отвечающих требованиям высокой надежности и безопасности; переход на применение новых ВВ не содержащих тротил, изготавливаемых на месте производства взрывных работ, т.е. на заводе по производству взрывчатых веществ, находящемся на территории Лебединского ГОКа.
Что особенно ценно, применение новых виды ВВ собственного изготовления эффективно не только на кварцитосодержащих породах, но и на меловых породах (разновидности увлажненных и уплотненных мелов). Переход на современные экологически чистые ВВ был обусловлен предварительной большой работой: изучен и проанализирован опыт применения всех имеющихся видов ВВ в горнорудной промышленности, изготавливаемые непосредственно на горно-рудных предприятиях, позволивший сделать вывод, что наиболее перспективными, отвечающими современным требованиям ведения ВР, и прежде всего, отвечающим требованиям по применению экологически безопасного ВВ являются эмульсионные взрывчатые вещества (ЭВВ). Наряду с широко используемыми на многих ГОКах горячельющимися ВВ, называемым акватолом, на Лебединском ГОКе активно применяется эмульсионное ВВ-тован. Объемы производства, а следовательно, применения тована вытесняют использование заводских ВВ по ряду объективных причин. На 01.01.2004г. производство и использование тована составило до 50-80% от общего количества используемого в производстве в карьере ЛГОКа (рис.4.2 и 4.3). Чем же ценен тован по сравнению с другими видами ВВ как заводскими, так и ВВ собственного приготовления? Во-первых, это экологически чистое вещество, отвечающее необходимым требованиям для качественного дробления рудных пород и мелов в карьере.
Во-вторых, доступная и дешевая сырьевая база ЭВВ, что делает себестоимость тована, по сравнению с ВВ заводского приготовления и акватолом ниже, она составляет порядка 3321-3772 рублей за тонну, себестоимость акватола порядка 5055-5677 рублей за тонну. Стоимость заводских ВВ колеблется от 6462 рублей за тонну (граммонит 79/21) до 18501-19231 рублей за тонну (гранулотол). Эмульсионное ВВ, t тован имеет стабильное качество, водоустойчиво, обладает низкой чувствительностью к механическим и тепловым воздействиям, не содержит тротил, как промежуточный компонент, безопасно в обращении и хорошо совместимо с неэлектрическими системами инициирования, что подтверждает высокие детонационные и энергетические способности ее. При массовых взрывах в карьере выброс токсичных газов и пыли при использовании ЭВВ уменьшается в 10 - 15 раз, тем самым полностью исключаются выбросы вредных веществ в атмосферу и водоемы, а так же сокращается время проветривания карьеров. L6CG. Положительным фактором при использовании эмульсионных ВВ является процесс пылеподавления. Массовые взрывы на рудных карьерах являются мощными источниками загрязнения окружающей среды. В процессе массового взрыва в карьере образуется пылевое облако, содержащее мелкодисперсные продукты разрушения горных пород и ядовитые газы. При зарядке скважин тованом происходит естественное пылеподавление за счет влажности самого эмульсионного ВВ. Еще одним важным преимуществом ВВ собственного приготовления является безопасность в обращении , так как исключаются перевозки ВВ с заводов-изготовителей, уменьшается пылеобразование при изготовлении ВВ, не требуется поддержания температурного режима, так как тован - это холодное эмульсионное вещество. В обобщенном виде эмульсионное ВВ по структуре представляет собой концентрированные дисперсии водных растворов солей- окислителей в среде углеводородов, содержащих добавку эмульгатора. Внешний вид эмульсии напоминает консистенцию густой сметаны. В состав горяче льющегося ВВ- акватола входит до 20% тратила, а как известно это крайне нежелательно для здоровья людей, работающих с ним. При взрывании скважин заряженных акватолом в атмосферу происходит выброс ядовитых газов (N0, N02, СО), что наносит огромный вред окружающей среде и здоровью людей. В связи с высокой стоимостью взрывных работ при использовании заводских ВВ и содержанием в них тротила, имеет место еще и весьма значительная экологическая нагрузка на окружающую среду вследствие повышенной токсичности продуктов взрыва и высокого пылеобразования, что приводит к загрязнению окружающей среды. В состав заводских ВВ (граммонитов, гранулотолов) как уже отмечалось, входит тротил, как ядовитый компонент. При взрывании скважин, заряженных взрывчатым веществом, содержащим тротил, идет выброс в атмосферу токсичных газов. Плюс ко всему, заводские ВВ взрывоопасны и огнеопасны, что крайне неудобно при их транспортировке и обращении.
В следствии роста цен на тротил повысились цены на граммониты и порошкообразные аммониты. В дополнение к тому, что производство и применение тротил содержащих ВВ оказывает негативное воздействие на окружающую среду, их использование на карьерах сопряжено с определенными трудностями, в частности: заряжание скважин гранулотолом разрешено только ручным способом без применения средств механизации, заряжание скважин производится из мешков путем высыпания ВВ в скважину, при этом выделяется пыль тротила, которая очень вредна. Учитывая высокую стоимость заводских ВВ, напрашивается вывод о нецелесообразности закупок заводских ВВ в скорой перспективе. Себестоимость заводского ВВ достигает на сегодняшний день до 19 231 рублей за тонну. Экологическая безопасность ЭВВ так же обеспечивается экологической чистотой его производства. Технологический процесс производства ЭВВ, тована, практически безотходный, что исключает воздействие вредных веществ на окружающую среду и нарушение экологического равновесия в районе расположения завода по производству ЭВВ. Производственная безопасность включает в себя мероприятия по защите персонала, обслуживающего производство от воздействия опасных и вредных факторов и создание комфортных условий работы. На заводе используется оборудование безопасное как в эксплуатации, так и в чрезвычайных ситуациях. Основополагающим фактором взрывобезопасности производства является обращение только с невзрывчатыми материалами и компонентами ВВ.
На заводе ЭВВ осуществляются все операции в автоматическом режиме с использованием системы компьютерного управления. Автоматизированная система управления обеспечивает безаварийную эксплуатацию производства. АСУ осуществляет сбор информации и постоянный контроль за параметрами технологического процесса, выбирает оптимальный режим эксплуатации и выявляет сбои и неисправности в работе оборудования. Программное обеспечение компьютеров предусматривает предварительные блокировки при отклонении ЛОЬ температуры в оборудовании от нормы, отклонение коэффициента соотношения дозировок от нормы и т.д. Комфортные условия работы персонала достигаются аппаратурным оформлением технологии, исключающим выделение в производственные помещения пыли и паров аммиачной и натриевой селитр, нитриты натрия, а так же нефтепродуктов за счет герметизации емкостного и транспортного оборудования. Персонал не имеет прямого контакта с обращающимися в производстве материалами. В производстве тована отсутствуют производственные стоки. Вода от промывки оборудования собирается в стокоприемник, очищается и возвращается в технологический процесс. Мероприятия по защите окружающей среды от загрязнения охватывают не только процесс приготовления эмульсии тована, но и всю территорию комплекса. Предусмотрена дождевая канализация с дорог и прилегающих к ним газонов. Собранная дождевая вода направляется в комплекс очистки ливневых стоков, обеспечивающий отстой и последующую двухступенчатую очистку от взвесей и нефтепродуктов. Осветленная вода используется в разных целях, например, для противопожарных нужд. Экологическая чистота производства и низкая газовая вредность при взрывных работах обуславливает перспективность применения тована в горном деле. Отсюда напрашивается вывод о целесообразности использования нового ЭВВ - тована и наращивании объемов его производства, заменяя им ВВ заводского приготовления.
