Содержание к диссертации
Введение
1 Современное состояние изученности техники и технологии отработки валунистых россыпей 10
1.1 Технические и технологические решения при разработке валунистых россыпей бульдозером 11
1.2 Технические и технологические решения при разработке валунистых россыпей экскаваторами 16
1.3 Технические и технологические решения при разработке россыпей с использованием средств гидромеханизации 25
1.4 Систематизация способов разработки валунистых россыпей в зависимости от применяемого оборудования 29
1.5 Выводы 31
2 Исследование процесса сегрегации песков валунистых россыпей на откосе добычного уступа 32
2.1 Исследование сегрегации песков на откосе уступа при содержании валунов 0-II степеней окатанности 35
2.2 Технологические решения при неокатанных и слабоокатанных валунах 42
2.3 Исследование сегрегации песков на откосе уступа, при содержании валунов с III-IV степени окатанности 46
2.4 Комбинированная бульдозерно-скреперная технологическая схема с направленной сегрегацией песков на откосе 51
2.5 Выводы 54
3 Исследование эффективности размыва валунистых песков струей воды 55
3.1 Исследования размыва валунисто-глинистых песков в забое 55
3.2 Технологическая схема разработки валунисто-глинистых россыпей гидромонитором
3.3 Исследования процесса размыва валунистых песков в ковше экскаватора 67
3.4 Технологическая схема отработки валунистых россыпей экскаватором с размывом песков в ковше 72
3.5 Выводы 75
4 Технико-экономическая оценка предлагаемой технологии в условиях месторождения «хилкотой» (Читинская область) 77
4.1 Вскрышные работы 78
4.2 Добычные работы при бульдозерной технологической схеме с применением промывочного прибора (используемая на предприятии) 80
4.3 Добычные работы при технологической схеме с использованием экскаватора (предлагаемая) 82
4.4 Расчет капитальных затрат на строительство предприятия 84
4.5 Организация труда 87
4.6 Расчет себестоимости добычи полезного ископаемого 92
4.6.1 Вспомогательные материалы 92
4.6.2 Расходы по эксплуатации и содержанию оборудования 93
4.6.3 Цеховые расходы 94
4.6.4 Калькуляция себестоимости 94
4.7 Эффективность инвестиционного проекта 95
4.7.1 Общие положения 95
4.7.2 Коммерческая эффективность инвестиционного проекта 98
4.7.3 Показатели эффективности инвестиционного проекта 101
4.8 Оценка качества проекта 103
4.9 Выводы 104
Заключение 105
Список литературы
- Технические и технологические решения при разработке валунистых россыпей экскаваторами
- Систематизация способов разработки валунистых россыпей в зависимости от применяемого оборудования
- Комбинированная бульдозерно-скреперная технологическая схема с направленной сегрегацией песков на откосе
- Расчет себестоимости добычи полезного ископаемого
Технические и технологические решения при разработке валунистых россыпей экскаваторами
При разработке глубоких россыпных месторождений, для выемки и погрузки вскрышных пород в транспортные средства или перемещения их в отвалы применяю экскаваторы.
Распространение одноковшовых экскаваторов на россыпях объясняется высокой производительностью, наличием сменного черпающего оборудования, позволяющего использовать его в породах различной крепости и при расположении забоя как выше, так и ниже рабочей площадки, как по схеме с применением транспорта, так и по бестранспортной технологии с применением передвижных моек.
Экскаваторы типа прямая механическая лопата в настоящее время редко применяются при разработке россыпей из-за их привязки к высоковольтным ЛЭП. Ранее эти экскаваторы применялись на добычных работах при погрузке песков в транспортные средства, либо приемные бункеры промывочных установок [10; 11; 16; 28].
Экскаваторы-драглайны нашли применение при разработке россыпей с большой глубиной залегания продуктивного слоя (более 10 метров). Данные экскаваторы используют при отработке россыпей с породами до IV категории крепости без предварительного рыхления. Более крепкие породы предварительно разрыхляют. Также широко применяются при разработке талых россыпей [11].
Экскаваторы типа обратная механическая лопата чаще всего используют для проходки дренажных траншей и зачистке плотика. Как самостоятельная добычная единица при разработке россыпей используется редко [10].
Многоковшовые экскаваторы при разработке россыпей применяются крайне редко по причине их большой стоимости и массы, а также требований к качеству подготовленных к выемке запасов (отсутствие в россыпе валунов, вечной мерзлоты и т.д.) [10].
В настоящее время в отрасли тяжелого машиностроения широкое распространение получили гидравлические экскаваторы. Огромный модельный ряд, наряду с их техническими особенностями, выводит данную технику на лидирующие позиции в горнодобывающей отрасли в мире.
Поэтому, по мнению автора, развитие выемочно-погрузочных работ на валунистых россыпных месторождениях будет осуществляться за счет внедрения на этих работах гидравлических экскаваторов. Применение их позволит снизить затраты и дает возможность для разработки и создания более эффективных технологических схем.
Наряду с широким модельным рядом гидравлических экскаваторов заводы-изготовители предлагают потребителям широкий выбор навесного оборудования, упрощающего производство отдельных видов работ. На рисунке 1.5 представлены сменные рабочие органы гидравлических экскаваторов, чаще всего применяемые в горной промышленности и строительстве. Рисунок 1.5 - Сменные рабочие органы гидравлических экскаваторов
В качестве сменных рабочих органов гидравлических экскаваторов при выполнении обычных земляных работ используют ковши обратных 1–3 и прямых 4 лопат различной вместимости. Ковши для дренажных работ 5 и рытья узких траншей 6, ковши с зубьями и со сплошной режущей кромкой – для планировочных 7 и зачистных 8 работ, двухчелюстные грейферы – для рытья траншей и котлованов 9 и погрузки крупнокусковых материалов и камней 10. Ковши большой вместимости – для погрузочных работ 11–13, бульдозерные отвалы, 14 – для засыпки ям, траншей и небольших котлованов, захваты – для погрузки труб и бревен 15, крановую подвеску 16 – для различных грузоподъемных и монтажных работ, многозубые 17 и однозубые 18 рыхлители – для рыхления мерзлых и плотных грунтов, пневматические, гидравлические 19 и гидропневматические 20 молоты многоцелевого назначения со сменными рабочими инструментами – для разрушения скальных и мерзлых грунтов, железобетонных конструкций, кирпичной кладки и фундаментов, дорожных покрытий, дробления негабаритов горных пород, трамбования грунтов, погружения свай и шпунта. С бурами для бурения шпуров и скважин и т. д.
К основным видам сменного рабочего оборудования относятся прямая и обратная лопаты, грейфер, погрузчик. Для разработки мерзлых грунтов широко используется рыхлительное оборудование и гидромолоты.
Помимо уже представленного навесного и сменного рабочего оборудования гидравлических экскаваторов также известно рабочее оборудование гидравлического экскаватора, предложенное ЯГТУ (рисунок 1.6) [29].
Систематизация способов разработки валунистых россыпей в зависимости от применяемого оборудования
Исходя из результатов, представленных в приложении 1 и графиков на рисунках 2.4-2.6, видно, что положительное значение разности между сдвигающей силой и силой трения при перемещении валуна по откосу скольжением выявлены только при углах откоса превышающих угол внутреннего трения в независимости от окатанности валуна. В естественных условиях добиться этого без предварительного укрепления уступа невозможно. Поэтому процесс сегрегации при валунах со степенью окатанности 0-II будет возможен лишь при укреплении откоса добычного уступа, а это приведет к значительным экономическим затратам и, следовательно, снижению эффективности сегрегации.
Поэтому предлагаются технологические решения по ведению добычных работ при неокатанных и слабоокатанных валунах, представленные ниже. В ходе проведения исследований сегрегации песков с неокатанными и слабоокатанными валунами сформулировано технологическое решение, представленное в патенте № 2434136 [66, 67] на основе которого получена технологическая схема (рисунок 2.7).
После выполнения вскрышных работ, за границей балансовых запасов проходят котлован длинной равной ширине россыпи. По ширине котлован разделяют на две части породным целиком, так же выполняющим роль водоудерживающей дамбы. При этом первая часть котлована, ближайшая к границе балансовых запасов, выполняется из расчета свободного маневрирования в ней землесосного снаряда и рассчитывается по формуле, м: где Нп - мощность песков, м; Вд - ширина добычного блока, м; Рв -содержание валунов в россыпи, д.е.; Кр - коэффициент разрыхления подрешетного продукта; h4 - высота породного целика, м. Рисунок 2.7 – Технологическая схема разработки валунистых россыпей с неокатанными и слабоокатанными валунами: 1-бульдозер; 2-колостниковый грохот, с пандусом; 3-добычное плавучее оборудование (земснаряд); 4-первая часть котлована (для подрешетного продукта); 5-втора часть котлована (для валунов); 6-породный целик; 7-пульповод; 8-промывочный прибор; 9-водовод; 10-отстойник карьерных вод. Вторая часть котлована принимается таким образом, чтоб в нее вместились валуны с вскрытого добычного блока. Ее ширину можно рассчитать по следующей формуле, м: ) где hn - мощность песков в первой части котлована, м; hg - безопасное расстояние между понтоном добычного плавучего оборудования и поверхностью песков, находящихся в первой части котлована, м; h0 - глубина осадки добычного плавучего оборудования, м; Нгр - высота гребня целика, м.
Грохот устанавливают одной стороной на пандус, выполненный с возможностью регулирования его по высоте (для регулирования угла наклона грохота), а второй стороной на породный целик.
При подаче песков с добычного блока на грохоте происходит классификация, при этом валуны поступают во вторую часть котлована, служащую для складирования валунов, а подрешетный продукт оседает в первой части котлована, заполненной водой. Вторичное извлечение подрешетного продукта осуществляется добычным плавучим оборудованием (например землесосный снаряд или минидрага), которое по пульпопроводу подает его на полустационарный промывочный прибор. Эфеля после промывке песков поступают в отстойник карьерных вод, расположенный также в выработанном пространстве, а отстоявшейся водой заполняют первую часть котлована следующего добычного блока.
Для отработки следующего добычного блока проходка котлована не требуется, его роль будет выполнять выработанное пространство предыдущего добычного блока.
Во избежание просачивания воды из первой части котлована его дно и стенки покрывают противофильтрационным материалом. Данная технологическая схема пригодна для россыпей, содержащих средние и крупные неокатанные валуны, при наличии источника воды в непосредственной близости от месторождения.
Для разработки же россыпей, содержащих мелкие и средние валуны, но в большом количестве, больше подойдет технологическая схема с применением устройства для извлечения валунов (Патент № 98224) представленная на рисунке 2.8 [68]
Технологическая схема разработки россыпей с применением устройства для извлечения валунов: 1-бульдозер; 2-устройство для извлечения валунов; 3-скреперная установка; 4-отвал валунов Для работы по схеме, после выполнения вскрышных работ, за границей балансовых запасов проходят котлован длинной равной ширине россыпи. Ширину котлована можно рассчитать по формуле 2.8. При этом стенку котлована со стороны балансовых запасов выполаживают с образованием угла откоса уступа 10-15 градусов к горизонту, для свободного маневрирования на ней бульдозера.
При движении бульдозера вверх по откосу, устройство для извлечения валунов внедряется в пески и производит их классификацию, после чего бульдозер разворачивается и перемещает извлеченные валуны в отвал, расположенный на дне котлована.
Подрешетный продукт, оставшийся на откосе после перемещения валунов собирается мобильной канатно-скреперной установкой (либо любым другим оборудованием, например этим же бульдозером или колесным скрепером) и транспортируется в приемный бункер для промывки.
Данная технологическая схема лучше всего подходит для работы на россыпных месторождениях при содержании валунов от 20 % и более, при их крупности не более 0,7-1 м. Более крупные валуны могут привести в поломке устройства для извлечения валунов.
Комбинированная бульдозерно-скреперная технологическая схема с направленной сегрегацией песков на откосе
В административном отношении район работ входит в состав Красночикойского района, Читинской области. База ООО «Ресурс» находится в райцентре с. Красный Чикой, расположенном в 150 км от ближайшей железнодорожной станции Петровск-Забайкальский.
Россыпь рч. Хилкотой находится в 70 км от с. Красный Чикой. Сообщение с ним возможно автомобильным транспортом. Долина рч. Хилкотой золотоносна на всем протяжении, но промышленные участки россыпи небольшие по размеру и разобщены.
Рыхлый покров долины представляет собой аллювиальные, аллювиально-делювиальные, пролювиальные отложения. В балансовом контуре рыхлые отложения до 30 % являются техногенными. Сводный геологический разрез рыхлых отложений представлен следующими литологическими разновидностями: почвенно-растительный слой с примесью песчано-гравийно-илистого материала мощностью 0,2-0,5 м; илистые, песчано-илистые отложения темно-серые с примесью галечникового и валунного материала. Современные прирусловые отложения, не имеющие большого распространения, в том числе и терригенные, обводненные, охваченные сезонной мерзлотой. Мощность слоя 0,5-1,5 м; галечно-гравийно-валунные отложения связанные желто-бурым, бурым супесчано-глинистым материалом. Мощность слоя 2,0-5,0 м. Валунистость – до 30%, многолетняя мерзлота 10-15%. Обломочный материал средней и плохой окатанности, «пестрого» состава: граниты, сланцы, песчаники. Пойменные отложения, золотоносный слой; - щебенисто-галечно-гравийные с валунами отложения с суглинистым заполнителем, в разрезе сменяющие предыдущий слой. Мощность слоя до 3 м. Аллювиально-коллювиальные террасовые отложения, охваченные многолетней мерзлотой не более, чем на 15%. Слабозолотоносны; - супесчано-суглинистые галечно-гравийные и щебнистые отложения с валунами. Валунистость 5-10%. Мощность до 4 м. Отложения террас, являющиеся продуктивными; - элювиальные отложения коренных пород представленные щебнем и дресвой сцементированные желтовато-серым, пепельно-серым песчано-глинистым материалом. Мощность слоя 0,5-3,0 м. Имеют повсеместное распространение; - коренные породы плотика, представленные затронутыми выветриванием сланцами, песчаниками, гранитами, местами подвергнуты катаклазу. Отмечается просадка золота по трещинам.
Исходя из вышесказанного, оптимальной схемой ведения добычных работ на месторождении будет схема, представленная на рисунке 3.14. Вскрышные работы будут проводиться по схеме, используемой на предприятии с применением бульдозерного оборудования.
Для выбора оптимального способа ведения добычных работ на предприятии необходимо сравнить предлагаемую технологическую схему с бульдозерной технологической схемой с промывочными приборами, которая используется в настоящее время на предприятии.
Максимальный годовой объем вскрываемых торфов – 345,2 тыс. м3; Режим работы участка: число рабочих дней в году на ведение вскрышных работ – 170; число смен в сутки – 2; продолжительность смены, ч – 11. Среднесменный объем вскрышных работ в соответствии с принятым режимом работ участка, м : где Увг - максимальный годовой объем вскрываемых торфов, м ; Мраб -количество рабочих дней в году на ведение вскрышных работ, дней; псм -число смен в сутки, см. Эксплуатационная часовая производительность бульдозера, м /ч: где к - объем породы в рыхлом состоянии, перемещаемой бульдозером, м ; - коэффициент, учитывающий потери породы в процессе перемещения, а=1-Щ; /?=0,008 - 0,004 - большие значения для рыхлых, сухих пород; / -расстояние транспортирования, м; Кис - коэффициент использования рабочего времени; Ку - коэффициент, учитывающий уклон на участке работы; Т- продолжительность цикла, с; Кр - коэффициент разрыхления пород;
Расчет себестоимости добычи полезного ископаемого
Общую эффективность инвестиционного проекта характеризуют системой показателей, отражающих соотношение затрат и результатов деятельности.
Различают следующие показатели общей эффективности инвестиционного проекта: – показатели коммерческой (финансовой) эффективности, учитывающие финансовые последствия реализации проекта для его непосредственных участников; показатели бюджетной эффективности, отражающие финансовые последствия осуществления проекта для федерального, регионального или местного бюджета; показатели экономической эффективности, учитывающие затрата и результаты, связанные с реализацией проекта, выходящие за пределы прямых финансовых интересов участников инвестиционного проекта и допускающие стоимостное измерение.
Оценку предстоящих затрат и результатов при определении эффективности инвестиционного проекта осуществляют в пределах расчетного периода, продолжительность которого (горизонт расчета) принимают с учетом:
Затраты, осуществляемые участниками, подразделяют на первоначальные (капиталообразующие инвестиции), текущие и ликвидационные, которые осуществляются соответственно на строительной, функционирования и ликвидационной стадиях. При оценке эффективности инвестиционного проекта соизмерение разновременных показателей осуществляют путем приведения (дисконтирования) их к ценности в начальном периоде. Для приведения разновременных затрат, результатов и эффектов используют норму дисконта (Е), равную приемлемой для инвестора норме дохода на капитал.
Дисконтирование показателя, относящегося к t-ому шагу, осуществляют путем умножения его текущего значения на величину oct.
Результат сравнения двух проектов с различным распределением эффекта во времени может существенно зависеть от нормы дисконта. Поэтому объективный (или хотя бы удовлетворяющий всех участников) выбор ее величины достаточно важен.
В рыночной экономике норму дисконта определяют, исходя из депозитивного процента по вкладам или по ставке рефинансирования.
Технически приведение к базисному моменту времени затрат, результатов и эффектов, имеющих место на t -ом шаге расчета реализации проекта, производят путем умножения на коэффициент дисконтирования oct определяемый для постоянной нормы дисконта Е: где t - номер шага расчета (0, 1, 2, Т), а Т - горизонт расчета.
Сравнение различных инвестиционных проектов и выбор лучшего из них рекомендуют производить с использованием показателей: чистый дисконтированный доход (ЧДД) или интегральный эффект; индекс доходности (ИД); срок окупаемости. 4.7.2 Коммерческая эффективность инвестиционного проекта
Коммерческую эффективность (финансовое обоснование) проекта определяют соотношением финансовых затрат и результатов, обеспечивающих требуемую норму доходности.
Коммерческую эффективность рассчитывают как для проекта в целом, так и для отдельных участников с учетом их вкладов. При этом в качестве эффекта на /-ом шаге (Эг) выступает поток реальных денег. При осуществлении проекта выделяют три вида деятельности: инвестиционная (1), операционная (2) и финансовая (3). В рамках каждого вида деятельности происходит приток 77г (і) и отток О І (і) денежных средств. Обозначают разность между ними через Фг (і):
Потоком реальных денег 0(t) называют разность между притоком и оттоком денежных средств от инвестиционной и операционной деятельности в каждом периоде осуществления проекта (на каждом шаге расчета): Текущее сальдо реальных денег b (t) называют разность между притоком и оттоком денежных средств от всех трех видов деятельности (также на каждом шаге расчета).
Основные составляющие потока и сальдо реальных денег приведены в таблице 4.18. Таблица 4.18 – Поток реальных денег от инвестиционной деятельности, млн. руб.
Наименование показателя Значения показателя по годам, млн. руб. 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Горно-капитальные работы З -0,51 П 0,00 Здания и сооружения З -0,09 П 0,00 Машины и оборудование З -27,95 П 0,00 Нематериальные активы З -0,30 П 0,00 Итого: вложения в основной капитал З -28,85 П 0,00 Прирост оборотного капитала З -2,88 -2,88 -2,88 -2,88 -2,88 -2,88 -2,88 -2,88 -2,88 -2,88
Особенностью этой таблицы является отсутствие ликвидации. Это вызвано полным начислением амортизации. Прирост оборотного капитала равен 10% от вложений в основной капитал. Под знаком “З” обозначены затраты на приобретение активов и увеличение оборотного капитала. Под знаком “П” – поступления, учитываемые со знаком “плюс”.
