16.01.2021

Экономическая оценка целесообразности изменения способов вскрытия при реконструкции карьеров


В процессе эксплуатации рудных карьеров в ряде случаев возникает необходимость изыскания новых, более эффективных вариантов вскрытия месторождений. Пересмотр вариантов вскрытия карьеров происходит при: изменении вида транспорта; расширении границ карьера; переходе к новому этапу разработки; изменении местоположения приемных бункеров обогатительных фабрик или отвалов пустых пород и некондиционных руд; изыскании в процессе эксплуатации месторождений более совершенных способов вскрытия; переходе на совместную разработку месторождения открытым и подземным способами.

Изменение вариантов вскрытия карьеров является одним из способов совершенствования технологических процессов, так как основная цель данного мероприятия — увеличение пропускной способности системы вскрывающих выработок и снижение затрат на транспортирование при увеличении объемов грузоперевозок и глубины карьеров.

Поскольку переход на новый вид транспорта влечет за собой пересмотр способа вскрытия карьера, вопрос об экономической целесообразности его изменения должен решаться в комплексе с транспортными задачами.

При определении экономической эффективности нового варианта вскрытия карьера прежде всего решается вопрос о конструкции системы вскрывающих выработок. При применении автомобильного или железнодорожного транспорта рудные месторождения вскрываются либо системой внутренних траншей, либо комбинированным способом. При комбинированном вскрытии месторождений внешними капитальными траншеями, примыкающими к системе внутренних капитальных траншей, необходимо производить технико-экономическое обоснование рассматриваемых вариантов и выбирать наиболее целесообразный.

Разработан инженерный метод определения глубины погружения внешней траншеи, основанный на соблюдении важнейшего экономического принципа — обеспечение минимальных суммарных приведенных затрат на горно-строительные работы и внутрикарьерные перевозки в течение всего периода эксплуатации месторождения.

Комбинированный вариант вскрытия внешней траншеи, примыкающей на одном из горизонтов к системе внутренних капитальных траншей, имеет по сравнению с вариантом вскрытия внутренними траншеями следующие преимущества:

а) карьерные коммуникации, расположенные на бортах, значительно упрощаются и сокращаются, так как часть из них размещается во внешней капитальной траншее;

б) внешняя капитальная траншея проходится обычно со стороны фабрики или отвала, что позволяет значительно сократить расстояние транспортирования горной массы из карьера до пунктов разгрузки;

в) сокращение расстояний грузоперевозок позволяет во время эксплуатации месторождения получить большую экономию за счет сокращения транспортных расходов;

г) внешняя траншея позволяет примкнуть железнодорожным путям к горизонтам карьера без дополнительного разноса его бортов;

д) при неустойчивых бортах карьера внешнее заложение является самым рациональным и часто единственно возможным.

При сравнении варианта вскрытия внешней траншеей, примыкающей на горизонте к системе внутренних траншей, с вариантом вскрытия системой внутренних траншей рекомендуется сопоставлять затраты на горно-строительные работы для обоих вариантов с получающейся экономией за счет сокращения перепробегов грузов при внешнем заложении. Проведение внешней траншей будет экономически целесообразным, если приведенные затраты, связанные с ее проходкой и эксплуатацией, будут равны или меньше соответствующих затрат при вскрытии внутренними траншеями. Глубина погружения внешней капитальной траншеи

Где Квнеш — коэффициент развития трассы внешней траншеи;

ртр — затраты на проходку 1 м3 траншеи, руб.;

Eн — нормативный коэффициент эффективности капиталовложений (Eн = 0,12);

h — высота уступа, м;

в — угол откоса бортов внешней траншеи, градус;

Рвск — затраты на выемку 1 м3 вскрыши, руб.;

t — срок существования предприятия, лет;

i — руководящий уклон траншеи;

Q — общий объем перевозок за весь срок существования карьера, т;

b — ширина основания траншеи, м;

рп.н — затраты на 1 тм перепробега, руб.;

Kвнут — коэффициент развития трассы системы внутренних траншей;

bтр — ширина транспортной бермы, м;

q — объем перевозок на 1 м карьера сверху, т;

а — угол откоса бортов внутренних траншей, градус. Формула (IV.8) позволяет при проектировании с достаточной точностью определить экономически целесообразную глубину погружения внешней капитальной траншеи. Совместный анализ капитальных затрат и эксплуатационных расходов с учетом экономической эффективности капиталовложений позволяет правильно подойти к определению целесообразной глубины погружения внешней капитальной траншеи.

После выбора новой системы вскрывающих траншей определяется экономическая эффективность изменения варианта вскрытия карьера. При оценке экономической целесообразности нового варианта вскрытия карьера прежде всего определяется срок окупаемости дополнительных капитальных вложений:

где Kп.р — приведенные к началу реконструкции карьера капитальные затраты на строительство новой траншеи, руб.;

Э''од — годовые эксплуатационные расходы при варианте вскрытия карьера до реконструкции, руб.;

Э''год — то же, после окончания строительства новой капитальной траншеи, руб.

Принимая Э'год = S1Qг и Э''год = S2Qг, получим:

где Qг — годовой объем перевозки горной массы, тыс. т;

S1 — себестоимость перевозки 1 т горной массы до реконструкции карьера, руб.;

S2 — то же, после реконструкции карьера, руб.

После подстановки S1 — S2 = рп.нLп.н формула (IV.10) будет иметь следующий вид:

где Lп.н — величина перепробега, м.

Дополнительные капитальные затраты, приведенные к началу реконструкции карьера, определяются по формуле

где V'тр, V''тр, ..., Fтрtp — объем порода, вынимаемой при строительстве новой капитальной траншеи соответственно в первый, второй, ... последний год реконструкции, м3;

Ен.п — норматив приведения разновременных затрат (Ен.п = 0,08);

tp — продолжительность строительства новой капитальной траншеи (период реконструкции карьера), лет.

При V'тр = V''тр = ... = Vтрtp = V1

Подставляя в формулу (IV. 11) значение, полученное по формуле (IV. 13), получим

Основная цель строительства новой, более совершенной системы вскрывающих траншей — снижение затрат на транспортирование горной массы. Годовой экономический эффект от внедрения нового варианта вскрытия карьера определяется по формуле

По изложенной методике была определена экономическая целесообразность проведения Южной траншеи на Коунрадском карьере.

Основные исходные данные: Q = 450 млн. т горной массы; q = 2,1 млн. т; Kвнеш = 1,2; Kвнут = 1,3; рвск = 0,49 руб/м3; ртр = 0,78 руб/м3; рп.н = 0,000 008 руб/т*м; Eн = 0,42; t = 25 лет; h = 15 м; b = 25 м; bтр = 24 м; в = 35°; а = 40°; i = 0,030.

Глубина погружения внешней капитальной траншеи по формуле (IV.8) Hп = 46 м, при этом А = 4,77; V'внут = 179 500 м3.

Фактическая глубина пройденной траншеи была равна 45 м; объем траншеи — 2 млн. м3. Южная капитальная траншея была пройдена за 5 лет. Распределение объемов работ и дополнительных капитальных вложений по годам строительства траншеи приводится в табл. IV.8. Капитальные вложения, приведенные к началу реконструкции карьера, определялись по формуле (IV.12).

Южная капитальная траншея была пройдена на Коунрадском карьере для замены существовавшей Восточной траншеи. В результате реконструкции схемы вскрытия расстояние откатки сократилось на 4,5 км, что привело к уменьшению себестоимости перевозки 1 т горной массы на 0,036 руб.

Годовой экономический эффект от реконструкции схемы вскрытия на каждые 10 млн. т грузоперевозок по формуле (IV.46) равен 198,7 тыс. руб.

Срок окупаемости дополнительных капитальных затрат по формуле (IV.10) Tок — 3,7 лет.

Таким образом, дополнительные капитальные вложения на реконструкцию схемы вскрытия Коунрадского карьера окупились за период, не превышающий нормативный срок окупаемости, что говорит об эффективности реконструкции

В случае совместной разработки месторождений открытым и подземным способами создаются благоприятные условия для использования подземных выработок при вскрытии карьерного поля. В этих условиях, как правило, в период строительства карьера и на первых этапах разработки месторождения используются традиционные траншейные способы вскрытия. В дальнейшем по мере развития открытых и подземных горных работ производят реконструкцию системы вскрывающих выработок на карьере и переходят на комплексные схемы вскрытия карьерного и шахтного полей с использованием подземных выработок.

На рис. IV.5 в качестве примера показана схема вскрытия подземными выработками шахтного и карьерного полей, применяющаяся на комбинате «Апатит» при совместной разработке месторождения Плато-Расвумчорр открытым и подземным способами. В результате использования данной схемы карьеры «Центральный» и «Расвумчорр-Цирк» были вскрыты рудоспусками и штольнями, которые используются также для вскрытия подземного рудника.

Переход на схему вскрытия подземными выработками производится в настоящее время на высокогорном Мукуланском карьере Тырныаузского комбината. В период строительства карьера рабочие горизонты вскрываются полутраншеями, которые являются основными вскрывающими выработками. Проектом предусматривается вскрытие карьерного поля с использованием 12 рудоспусков, которые должны быть пройдены от существующей штольни «Транспортная» до горизонтов карьера. На рис. IV.6 показан один из вариантов размещения рудоспусков в границах Мукуланского карьера.

Исследования д-ра техн. наук В.А. Щелканова показали, что использование подземных выработок для доставки руды из карьера позволяет существенно сократить длину транспортирования.

Тип и расположение основных подземных выработок зависят от совмещения работ во времени и пространстве.

Для оценки целесообразности перехода на совместную схему вскрытия подземными выработками рекомендуется учитывать следующие условия:

- подземный рудник вводится в эксплуатацию для увеличения общей производственной мощности предприятия;

- нижние горизонты карьера предусматривается вскрывать подземными выработками;

- общей транспортной магистралью для выдачи руды с глубоких горизонтов карьера и подземного рудника являются наклонные или вертикальные стволы;

- производственная мощность карьера выше производственной мощности подземного рудника;

- обогатительный комплекс расположен на некотором расстоянии от устья общего рудоподъемного ствола;

- руда из карьера и подземного рудника выдается одинакового качества, выемка запасов массовая;

- рудоподъемные стволы общего назначения закладываются в центре запасов карьера, шахтного поля или месторождения;

- в качестве базового варианта принимается раздельное вскрытие подземными выработками карьерного и шахтного полей.

Общая целевая функция для оценки экономической целесообразности реконструкции схемы вскрытия карьерного поля будет иметь следующий вид:

где Эвс.р — величина годовой эффективности при переходе на схему вскрытия подземными выработками, руб.;

Cр, Cс — годовые эксплуатационные расходы соответственно при существующем раздельном и новом совместном вскрытии шахтного и карьерного полей, руб.;

Kс — дополнительные капитальные вложения на строительство подземных вскрывающих выработок, приведенные к началу реконструкции карьера, руб.

В случае комбинированной разработки использование подземных выработок для вскрытия карьерного поля наиболее эффективно при расширении границ карьеров за счет запасов, предназначавшихся ранее для подземной разработки.





Яндекс.Метрика