книги / Транспорт глубоких карьеров

4) расчет технико-экономических показателей принятого вида транспорта.

Вид транспорта выбирается в определенной последовательности (рис. 2).

Современные методы выбора и оценки карьерного транспорта основаны на методе сравнения вариантов. Различные варианты карь­ ерного транспорта сравниваются по себестоимости транспортирова­ ния и удельным капитальным затратам как при использовании данно­ го вида карьерного транспорта, так и при использовании нескольких его видов. При этом наиболее рациональный вид транспорта выби­ рается в результате сравнения капитальных и эксплуатационных затрат не за расчетный год, а за некоторый период времени, называе­ мый периодом оптимизации. Это обусловлено тем, что изменение показателей работы транспортного смежного с ним оборудования по мере развития горных работ неодинаково для разных видов транспорта.

Как изменяются показатели работы горнотранспортного обору­ дования с глубиной карьера, можно убедиться при рассмотрении двух основных видов транспорта, распространенных на карьерах: железнодорожного и автомобильного. Глубина разработки Н и сроки освоения горизонтов tr влияют на производительность одноковшо­ вых экскаваторов при работе с железнодорожным транспортом (см. рис. 1).

При расчетах на ЭВМ иногда предпочтительнее пользоваться анали­ тическими зависимостями. Например, производительность экскава­ торов (в т) при железнодорожном транспорте может быть определена по формуле

Qh i — производительность экскаватора в t-м году на глубине // от расчетного горизонта (уступа); Q0 — производительность экскавато­ ра на расчетном (нулевом) горизонте (расчетным принято называть тот горизонт, на котором еще возможна организация самостоятельно­ го железнодорожного заезда с поверхности непосредственно к экска­ ватору); Кгл, Квр — коэффициенты, учитывающие влияние глубины карьера и сроков освоения горизонтов (Кгл = 0,94^0,5; Квр = = 1,0-г 1,3) на производительность экскаваторов; //,, h2 — годовое понижение горных работ в 1-м и 2-м году, м; /2 — год разработки горизонта (уступа), считая с момента его вскрытия.

При железнодорожном транспорте коэффициенты Кгл и А'вр, вхо­ дящие в формулу (1), рекомендуется принимать: Кгл от 0,94 до 0,5; Авр от 1,0 до 1,3 (на 5-й год) и более.

При использовании железнодорожного транспорта в комбинации с автомобильным среднюю величину коэффициента £ вр, учитываю­ щего влияние времени эксплуатации карьера на изменение основных параметров и показателей работы транспорта на 5-й год эксплуатации, необходимо принимать до 1,45.

На действующих предприятиях влияние глубины карьера и сро­ ков освоения новых горизонтов на производительность экскаваторов наиболее полно и точно может быть определено статистическим путем дифференцированно по горизонтам.

Коэффициенты Кгл и Авр могут быть использованы при укруп­ ненных расчетах по следующим формулам:

где Пп и Лд — показатели на прогнозируемой глубине карьера или на прогнозируемый период времени; Яд и # д — достигнутые показатели на данной глубине карьера или в текущий период времени.

В этих случаях определяются основные технико-экономические показатели только на один расчетный год, а для других лет они рас­ считываются по приведенным формулам.

Технико-экономические показатели возможных к применению вариантов транспорта рассчитываются с помощью специально разра­ ботанных для основных видов транспорта алгоритмов и укрупненных стоимостных показателей. Выбор рационального вида и оптимальной совокупности параметров комбинированного транспорта осуществля­ ется поэтапно по разработанным алгоритмам на ЭВМ или вручную. На каждом этапе учитывается определенная группа факторов.

К первой группе относятся факторы, учитывающие горнотехни­ ческие, геологические, геоморфологические условия и другие специ­ фические особенности разработки месторождения. Характерной осо­ бенностью этой группы факторов является их независимость от рас­ сматриваемых видов транспорта.

Ко второй группе относятся факторы, учитывающие техническую вооруженность, эксплуатационные параметры оборудования, а также перспективы технического прогресса отдельных видов транспорта.

К третьей группе относятся факторы, учитывающие технико-эко­ номическую оценку сравнительной эффективности вариантов.

Основными критериями оценки сравнительной эффективности вариантов являются минимум приведенных затрат или максимум прибыли за период сопоставления (оптимизации) вариантов. Ввиду вероятностного характера транспортного процесса на карьере второй критерий оценки вариантов (максимум прибыли), как правило, удобнее применять при определении момента реконструкции и выбо­ ре новой технологической схемы комбинированного транспорта.

В общем виде критерий минимума приведенных затрат за период сопоставления можно записать следующим образом:

где Т последний год периода оптимизации; fOJ — год освоения про­ ектной мощности по /-му варианту; Cit — приведенные эксплуатаци­ онные затраты по /-му варианту за период Тх = Т - toi; Ек — норма­ тивный коэффициент эффективности капитальных вложений (Ен = = 0,12); Кit приведенные капитальные затраты по /-му варианту.

Приведение эксплуатационных и капитальных затрат r-го года пе­ риода сопоставления к текущему моменту оценки осуществляется путем их деления на коэффициент приведения Кп, а к будущему мо­ менту оценки — путем их умножения на этот коэффициент

ния разновременных затрат к моменту оценки (£HJ1 = 0,08); t — чис­ ло лет между моментом осуществления вложений и моментом, к которому они приводятся.

Годовые эксплуатационные затраты принимают как среднюю ве­ личину за ряд лет эксплуатации, начиная с t0-го года освоения проект­ ной мощности предприятия. Различие в сроках строительства карьера по сравниваемым вариантам учитывается путем вычитания из капи­ тальных затрат в вариантах с меньшим сроком строительства едино­ временного эффекта.

Различие вариантов по всем другим признакам (количество про­ дукции, ее качество и др.) учитывается приведением вариантов в со­ поставимый вид путем уравнивания эффекта.

Порядок выбора вида карьерного транспорта при проектирова­ нии следующий. Вначале на основе норм технологического проекти­ рования и методов исследования режима горных работ прорабатыва­ ются вопросы вскрытия и порядка разработки и устанавливаются па­ раметры системы разработки месторождения. Затем выбираются оп­ тимальные параметры для каждого из рассматриваемых видов транс­ порта или их комбинаций и рассчитываются величины капитальных и эксплуатационных затрат для всех или нескольких (наиболее ха­ рактерных) лет периода оптимизации. Каждый параметр выражается количественно. Для основных видов транспорта и основных их ком­ бинаций существуют специальные алгоритмы, позволяющие получить все показатели вариантов на основании вводимых исходных данных.

При расчете оптимальной совокупности параметров транспорта на ЭВМ все исходные данные представляются в виде таблиц. В качестве критерия оценки сравнительной эффективности вариантов на этом этапе в алгоритмах используется минимум приведенных затрат. В процессе расчета выявляются закономерности изменения эксплуа­

тационных показателей работы погрузочного и транспортного обору­ дования в динамике карьера.

При сравнении вариантов карьерного транспорта учитывается тех­ нический прогресс в развитии сравниваемых видов транспорта за пе­ риод оптимизации. При этом расчеты выполняются для кажого года периода оптимизации. А при возможности графической интерполяции затрат расчеты производятся только для года сдачи карьера в экс­ плуатацию, года освоения карьером проектной мощности и послед­ него года периода оптимизации.

Период оптимизации зависит от производственной мощности и сроков проектирования карьера, строительства и освоения его про­ ектной мощности. Для вновь строящихся карьеров годовой произ­ водственной мощностью по горной массе более 40 млн. т продолжи­ тельность периода оптимизации принимается равной 15—20 годам, меньшей производственной мощностью — 10—15 годам; для рекон­ струируемых карьеров — соответственно 7—10 и 5—7 лет.

Принятие в качестве критерия минимума суммы текущих и ка­ питальных затрат, приведенных к одинаковой размерности в соот­ ветствии с действующим нормативным коэффициентом (Ен = 0,12), объясняется его объективностью и возможностью сопоставления разно родных факторов (деньги и время, деньги и технический прогресс)

При расчетах учитывается сопоставимость затрат и эффекта срав­ ниваемых вариантов по следующим факторам: кругу предприятий и отраслей производства; времени затрат и получения эффекта; це­ нам, принятым для выражения затрат и эффекта; характеру затрат и экономического эффекта с точки зрения простого и расширенного воспроизводства; кругу затрат, входящих в объем капиталовложе­ ний; методами исчисления стоимостных показателей, используемых для расчетов эффективности и др.

Все сравниваемые варианты приводятся в сопоставимый вид по всем признакам (объему продукции, ее качеству, номенклатуре, срокам строительства и освоения проектной мощности и др .), кроме признака, эффективность которого определяется.

Условия применения основных и комбинированных видов транс­ порта, которые могут служить ориентиром при выборе транспорта для глубоких карьеров, представлены в табл. 6.

§ 5. РЕКОНСТРУКЦИЯ КАРЬЕРОВ И ПЕРЕХОД С ГЛУБИНОЙ НА ДРУГИЕ ВИДЫ ТРАНСПОРТА

Реконструкция горного производства — это прежде всего реконструкция карьерного транспорта. Перемещение горной массы средствами транспорта является наиболее трудоемким, энергоемким и дорогостоящим процессом среди других технологических процес­ сов в карьере. Переход на новый ввд транспорта сопровождается крупными переменами в карьере: строительством новых сооруже­ ний, коммуникаций, различных вспомогательных устройств и уста­ новок.

Наиболее сложными являются период перехода на новый вид транспорта, а также период, сопровождающийся применением старого и нового, вновь вводимого вида транспорта. К наиболее распростра­ ненным видам транспорта относятся железнодорожный, автомобиль­ ный и конвейерный. Поэтому при реконструкции необходимо учиты­ вать потенциальные возможности этих видов транспорта.

На современных карьерах различают самостоятельное, поочеред­ ное и одновременное использование автомобильного, конвейерного и железнодорожного транспорта. Для большинства карьеров сравни­ тельно небольшой глубины наиболее характерно самостоятельное применение одного из названных видов транспорта от начала до кон­ ца эксплуатации месторождения. При большей глубине карьера на разных стадия* его разработки нередко поочередно используются различные видь! транспорта.' В глубоких карьерах наиболее распрост­ ранено одновременное применение нескольких видов транспорта в различных сочетаниях.

При параллельном (одновременном) использовании нескольких (два, трй) видов транспорта независимо друг от друга доставляют горную массу из разных участков рабочей зоны карьера до пунктов назначения внутри карьера или на поверхности. Однако для большин­ ства мощных и глубоких карьеров реконструкция связана не с парал­ лельным применением нескольких видов транспорта, а с созданием на их основе комбинированной системы с взаимозависимыми связя­ ми. При комбинированном использовании каждый вид транспорта перемещает горную массу в наиболее благоприятных условиях как для него, так и для всей транспортной системы (по производитель­ ности, трудоемкости и экономичности).

При комбинированных системах горная масса доставляется од­ ним видом транспорта (чаще автомобильным) до перегрузочных пунктов, откуда другим видом транспорта (железнодорожным, конвейерным или скиповым) выдается на поверхность. Комбини­ рованный транспорт начинают использовать в тот период, когда ухудшаются технико-экономические показатели действующего транс­ порта или сдерживается дальнейшее развитие горных работ. При раз­ работке месторождений, залегающих на большой глубине, в ряде случаев применение комбинированного транспорта целесообразно и в начале эксплуатации месторождения. В последнее время все необ­ ходимые капитальные горные выработки и транспортные коммуни­ кации сооружается в процессе строительства карьера. Переход же на комбинированный транспорт на действующих карьерах связан с дополнительными горно-капитальными работами, т. е. с реконст­ рукцией карьера, требующей соответствующих материальных затрат.

Переход на новый иид транспорта связан с обоснованием необхо­ димости перехода, выбором момента начала и определением продол­ жительности периода перехода, определением необходимого объема горно-капитальных работ и параметров системы разработки в этот пе­ риод, разработкой проекта организации работ по реконструкции карьера с указанием срока и методов их выполнения. Сложность ре-

Рис. 3. Факторы, определяющие переход на другой вид транспорта в глубоких карьерах

шения этих задач в значительной степени определяется тем, соответ­ ствует ли положение горных работ к моменту реконструкции требо­ ваниям нормальной эксплуатации нового вида комбинированного транспорта, сохраняется ли действующий на карьере вид (виды) транспорта и входит ли он (они) в новый вид комбинированного транспорта, требуется ли введение нового для карьера вида транс­ порта или комбинированный вид транспорта создается из числа дей­ ствующих на карьере независимо друг от друга видов транспорта.

На рис. 3 показаны факторы, определяющие переход карьера на другие виды транспорта.

Факторы, вызывающие необходимость перехода на другие виды транспорта, применяемого на данном предприятии, приведены в табл. 7.

Переход на другой вид транспорта в карьерах глубинного типа обусловливается многими факторами, среди которых важное значе­ ние имеют: расположение карьера в плане, глубина отработки место­ рождения, темп понижения горных работ, расстояния транспортиро­ вания. Размеры карьера в плане влияют на два основных параметра транспортных систем разработки: на длину фронта горных работ и схему вскрытия глубоких горизонтов карьера. Уменьшающиеся с глубиной размеры карьера в плане приводят к сокращению фронта работ и ограничивают возможности использования железнодорожно­ го транспорта. Сокращение длины фронта работ не позволяет исполь­ зовать потребное число экскаваторов для обеспечения заданной про­ изводственной мощности карьера и требует применения такого вида

м3 /год; Кэ1, Кэ2 — коэффициент, учитывающий снижение производи­ тельности экскаватора соответственно при проведении траншеи и при

La ~~ Длина экскаваторного блока при соответствующем виде транс­ порта, м; В — ширина рабочей площадки, м; а^ — ширина разноса траншеи, обеспечивающая возможность вскрытия нижележащего горизонта, м.

Основным критерием определения рациональной области приме­ нения различных видов транспорта являются затраты на разработку 1 т горной массы. Все перечисленные выше факторы влияют на харак­ тер формирования границ перехода от одних видов транспорта к дру­ гим, а затраты определяют положение этих границ в рабочей зоне карьера.

Совокупность рассмотренных факторов позволяет установить не­ которые закономерности в распределении основных видов транспор­ та, наиболее отвечающих тому или иному типу месторождений. Так, при разработке наклонных и крутопадающих залежей возможны сле­ дующие этапы применения двух видов транспорта в пространстве и по глубине разработки (автомобильногр с железнодорожным транс­ портом и автомобильного с конвейерным) (табл. 8).

В то же время выявленные закономерности позволяют установить наиболее рациональные зоны распределения основных видов транс­ порта. На рис. 4 показаны зоны .рационального применения трех ви­ дов транспорта в глубоком карьере.

Целесообразность перехода на новый вид транспорта устанавлива­ ется путем анализа закономерностей изменения параметров и показа­ телей сравниваемых вариан­ тов реконструкции за опре­ деленный период времени, обычно достигающий 5—7 лет. При этом за шаг управле­ ния принимается период, рав­ ный одному году- В случае определения показателей сравниваемой эффективнос­ ти вариантов учитывается на­ личие на действующем карье­ ре основных производствен­ ных фондов, а также доля их использования и ликвидации с учетом амортизации. В процессе перехода на новый вид транспорта часто возни­ кает необходимость вынуж­ денного полного или частич­ ного простоя карьера, что вызывает допол101Тельнь1е