Извлечение полезных ископаемых

 

Потери - это часть балансовых запасов руды, неизвлечённой из недр при добыче или потерянной при транспортировке рудной массы. Разубоживание - это снижение содержания полезного компонента в добытой руде за счет примешивания к ней пус-той породы (потери качества руды).

 

Коэффициент потерь (по металлу, полезному компоненту):

K =	Vпот * α	пот	, отн.ед.
αбл * Б
	бл

где V_пот - количество потерянной руды из балансовых запасов, т;

 

α_пот и α_бл -содержание полезного компонента в потерянной руде и в погашен-ных балансовых запасах, т.е. в извлеченных запасах, %;

 

Б_бл -количество погашенных балансовых запасов руды,т.Коэффициент разубоживания руды:

Р =	^α бл ^− α доб	, отн.ед.
^α бл

α_доб -содержание полезного компонента в добытой руде, %.Потери руды (по руде, без учета содержания металла):

П =

Vпот *100%

,

отн.ед.

Разубоживание:

^Ббл

Vразуб *100%

r =

,

отн.ед.

^Vдобыт

где Vразуб - объем примешанной в руду пустой породы, т или м^3;

Vдобыт-объем добытой руды,т или м^3

^Vдобыт ^= ^Ббл ^− ^Vпот

^+ ^Vразуб ^=

Ббл * (1 − К)

=

^Ббл ^* ^Кизвл

, отн.ед.

(1

− r)

(1 − r)

Выход рудной массы:

η = Vдобыт / Ббл

Коэффициент примешивания пустых пород:

r^1 =

Vразуб *100%

= η * r

,

отн.ед.

^Ббл

При подсчете коэффициентов потерь и разубоживания руды: а) по блоку - расчет ведется:

 

- на текущее состояние по выпуску рудной массы;

- на выпуск последней дозы, т.е. что останется в блоке когда всю руду уже извлекли, исключая эксплуатационные потери и потери в целиках (cм. эскиз);

 

η

η,r,К

 

 

 

r

 

 

К

 

0 Vпосл.доза Vдобыт

б) по подготовительно-нарезным работам К = 0, r = (Sвчерне- Sруда) / Sвчерне.
Средние значения извлечения при очистных работах:
	Кизвл = 1-Ко = Ио / Бо,	rо = (До- Ио) / До
Средние значения извлечения по блоку:
Кизвл = 1-К = И / Ббл,	r = (Д- И) / Д.
Показатели извлечения по блоку (участку) сводят в таблицу 7.
								Таблица 7
Стадия	Балансовые за-	Коэффи-		Разу-
циент из-		Извлекаемые	Объем добытой
	божи-
работ	пасы, Б, м		влечения,
		вание, r	запасы, И, м	руды, Д, м
				Кизвл
Подготови-	Бп
тельные ра-			1-Кп		rп	Ип=Бп*(1-Кп)	Дп= Ип/(1- rп)
боты
Нарезные	Бн			1-Кн		rн	Ин	Дп
работы
Очистные
работы:
- выемка	Бо.к.			1-Ко.к.		rк	Ик	Дп Дп
камер
- выемка	Бо.ц.			1-Ко.ц.		rц	Иц
целиков
ИТОГО:	Бо= Бо.к.+ Бо.ц.	1-Ко		rо	Ио= Ик+Иц	До=Дк+Дц
ВСЕГО по	Ббл= Бп +Бн +Бо	1- К		r	И= Ип +Ин	Д=Дп +Дн +До
блоку:		+Ио

§ 13. Технико-экономическое сравнение вариантов технологии очистной выемки (пример)

 

1. Суточная производительность:

 

по базовому варианту Р=1500 т/сутки;	.
по проекту Р=1828,2 т/сутки
2. Фонд зарплаты на сутки (в году 300 рабочих суток)
Списочный состав	Зарплата,	Количество людей		Сумма,	руб.
руб.	базовый		проект		базовый		проект
Машинист горно-	330,11					990,33		990,33
выемочной машины V р.
ГРОЗ	330,11					9903,3		8912,97
Подз. э/слесарь IV р.	212,85					1064,25		851,4
Э/слесарь ППР V р.	242,73					1941,84		1941,84
МПУ Ш р.	174,64					1047,84		698,56

 

ГПРШ р.	174,64			1222,48	698,56
Всего, руб.				16170,04	14093,66
Итого на год, тыс. руб.				4851,0	4228,1
Месячный фонд оплаты				28537,3	28537,3
ИТР, руб/мес
Годовой фонд оплаты				342,45	342,45
ИТР, тыс. руб.
ИТОГО, тыс. руб/год				5193,45	4570,55
Отчисления на социаль-				1848,9	1627,1
ные нужды, 35,6%, тыс.
руб/год
ВСЕГО, тыс.руб/год				7042,35	6197,65

 

Месячный фонд оплаты ИТР, одинаковый по обоим вариантам - 28537,3 руб., на год

 

- 342,45 тыс.руб.

 

3. Расход материалов в сутки – исходя из суточной производительности и норм расхода

Материалы	Ед. изм.,	Количество
	руб.	базовый	проект
Зубки комбайновые	руб/сутки	6618,8	6855,0
Смазочные материалы	руб/сутки	3039,6	2488,3
Запчасти вспом.	руб/сутки	983,6	1200,0
Малоценка и БИП	руб/сутки	3682,3	3272,5
Кабель комбайновый	руб/сутки	421,1	513,7
Кабель конвейерный	руб/сутки	312,6	381,4
Рештаки	руб/сутки	2705,9	2081,3
Цепи конвейерные	руб/сутки	1655,7	800,0
Лента конвейерная	руб/сутки	69016,4
Лесные материалы	руб/сутки	4555,1	4337,2
Пиломатериалы	руб/сутки	753,9	919,8
Материалы с длит.сроком	руб/сутки	4571,4	4357,2
экплуатации
Взрывчатые вещества	руб/сутки	571,3	697,1
Средства взрывания	руб/сутки	129,8	158,4
Итого	руб/сутки	90017,9	100061,9
Прочие материалы, 10%	руб/сутки	9001,8	10006,2
Итого	руб/сутки	99219,7	110068,1
Неучтённые 15%	руб/сутки	13532,9	16510,2
Итого на сутки, руб.	руб/сутки	103752,6	126578,3
Итого на год, тыс. руб.		31125,8	37973,5

 

4. Электроэнергия

 

Расчёт электроэнергии (по двухставочному тарифу)¹¹

Затраты на энергию в месяц по двухставочному тарифу в общем виде опреде-ляются по следующей формуле:

 

S = (N * a + W * b) * (1 ± c),

 

где: S –сумма затрат на энергию,руб.;

N –мощность трансформаторов,кВ⋅А; а –тариф за установленную мощность;

 

W –расход электроэнергии за месяц,кВт⋅ч; b –тариф за расходуемую электроэнергию;

 

с –поправка наCOSϕ(полнота использования потребителем номинальноймощности).

 

Расход электроэнергии для механизмов определяется по формуле:

W = N_уст* t_мес* κ,

 

где: N_уст – установленная мощность двигателей, кВт; t_мес –число часов работы машины в месяц;

 

к –коэффициент использования электроэнергии во времени,равен0.25-0.6.

 

В настоящее время для питания подземных электроприемников рудников и угольных шахт страны применяются 6 кВ, 660 В и напряжение 10 кВ.

Напряжение 6 кВ применяют для питания стационарных электроприемников мощностью 200—250 кВт и выше, напряжение 0,66 и 1,14 кВ — для питания электро-двигателей меньшей мощности и двигателей механизмов очистных и подготовитель-ных участков.

 

Для питания ручного электроинструмента применяется напряжение 127 В, а для освещения - 127 и 220 В.

Для питания электровозной откатки применяют напряжение 250 В постоянного тока, однако есть тенденция применения 650 В постоянного тока и 470 В (при высокочастотной откатке).

Активная	Реактивная мощность
мощность		sin ϕ
P = 3 UIcosϕ,	Q =	3 U I sin ϕ = P cos ϕ

 

φ

Полная

мощность

 

А. При Р_акт > 500 кВт:

 

С_{э-энергия} = (Р_акт *m₁ + W_акт * m₂) * (1 ± k), руб/мес

 

 

¹¹ Гладилин Л.В. Основы электроснабжения горных предприятий.- М.: Недра, 1980.

 

где Р_акт - величина оплачиваемого максимума (в течение получаса) заявленной активной мощности (основная оплата), кВт;

 

W_акт –величина фактически отпущенной активной электроэнергии(дополнительная оплата), кВт;

m₁ –ставка оплаты за1кВт максимума нагрузки,руб/кВт-мес;

 

m₂ –ставка оплаты за фактически отпущенную активную электроэнергию,руб/кВт-час;

 

k –скидка или надбавка к тарифу,в засисимости от фактического отклоненияот нормативного коэффициента мощности: для асинхронных двигателей коэффици-ент мощности равен: cos φ =0,95 – в рабочем режиме и cos φ =0,2 – в холостом ре-жиме (при отклонении на ± 0,05 k =0)

 

Б. При Р_акт < 500 кВт и Q_реакт > 100 кВА:

 

С_{э-энергия} = (Q_реакт *m₁ + W_акт * m₂) * (1 ± k), руб/мес

 

 

где Q_реакт - величина оплачиваемой присоединённой реактивной мощности (ос-новная оплата), кВА;

 

W_акт –величина фактически отпущенной активной электроэнергии(дополнительная оплата), кВт;

m₁ –ставка оплаты за за1кВА реактивной нагрузки,руб/кВА-мес;

 

m₂ –ставка оплаты за фактически отпущенную активную электроэнергию,руб/кВт-час;

 

k –скидка или надбавка к тарифу,в засисимости от фактического отклоненияот нормативного коэффициента мощности: для асинхронных двигателей коэффици-ент мощности равен: cos φ =0,95 – в рабочем режиме и cos φ =0,2 – в холостом ре-жиме (при отклонении на ± 0,05 k =0)

 

Тарифы m₁ и m₂ (в 2002 г.)

 

	Регион		m1,руб/кВт-мес		m2,руб/кВт-час
	Губкин							0,91
	Прокопьевск							1,2
	Солигорск		6,4 тыс.бел-руб/кВт-мес		75 бел-руб/кВт-час
	Потребители элек-	Уст. мощность,	Cos φ	Затраты, руб/сутки
	кВт
	базов / про-
	троэнергии
	базовый	проект	ект	базов.		проект
Очистной комбайн			0,91/0,92	2996,25		3595,5
Лавный конвейер			0,9/0,9	4474,4		5593,0
Подлавный конвей-			0,91		2460,9		2460,9
Ленточный конвей-			0,9		2237,2		2237,2
Насос			0,87		124,08		124,08
Лебёдка маневровая			0,86		155,1		155,1

 

Маслостанция			0,9	1500,0	1500,0
Освещение	17,5	17,5	0,88	1974,0	1974,0
Итого, руб/сутки				15921,93	17639,78
Всего, тыс.руб/год				4776,6	5291,9
Потребители элек-	Реактивная. мощ-	Sin φ	Затраты, руб/сутки
ность, кВА
базов / про-
троэнергии
базовый	проект	ект	базов.	проект
Очистной комбайн	112,6	127,2	0.41/0,39	4,2	4,7
Лавный конвейер	191,1	238,9	0,43/0,43	7,1	8,8
Подлавный конвей-	99,1	99,1	0,41	3,7	3,7
Ленточный конвей-	47,8	47,8	0,43	1,8	1,8
Насос	12,1	12,1	0,48	0,5	0,5
Лебёдка маневровая	6,5	6,5	0,51	0,2	0,2
Маслостанция	34,4	36,3	0,43	1,3	1,4
Освещение	9,3	9,3	0,47	0,3	0,3
Итого, руб/сутки				19,1	21,4
Всего, тыс.руб/год				5,73	6,42

5. Амортизация

	Суточная	Балансовая стоимость,	Сумма отчислений за су-
Оборудование	норма	тыс. руб.	тки, руб/сутки
	аморти-
	Базовый	Проект
	зации, %	базовый	проект
		2КМТ	2КШ138
Комбайн и крепь	0,08			13560,0	14880,0
Скребковый кон-	0,06	480,5	494,3	288,3	296,58
вейер
Ленточный кон-	0,06			4303,2	4303,2
вейер
Лебёдка	0,09	32,8	32,8	59,04	59,04
Насос центро-	0,06	15,9	15,9	9,54	9,54
бежный
Крепь сопряже-	0,11			273,9	273,9
ния
Итого на сутки,				18493,98	19822,26
руб.
Итого на год, тыс.				5640,67	6045,79
руб.

 

6. Общешахтные капитальные затраты

 

					Балансовая стоимость, тыс. руб.
	Оборудование
	Базовый			Проект
			2КМТ		2КШ138
Комбайн и крепь
Скребковый конвейер		480,5			494,3
Ленточный конвейер
Лебёдка			32,8			32,8
Насос центробежный			15,9			15,9
Крепь сопряжения
Итого, тыс. руб.		21314,2	22978,0
7. Сравнение показателей
	Показатели	Ед. изм.		Сумма, руб.		Результат
		базовый		проект
	Годовой объём работ	Тыс.т						+140
	1. Эксплуатационные	Тыс.руб.		53450,25		61066,76
	затраты, всего
	Удельные эксплуата-	Руб/т		29,7		31,5
	ционные затраты, С
	Заработная плата:
	горнорабочих	Тыс.руб/год		4851,0		4228,1
	ИТР				342,45		342,45
	Отчисления на соци-	Тыс.руб/год		1848,9		1627,1
	альные нужды
	Материалы	Тыс.руб/год		31125,8		37973,5
	Электроэнергия:
	по кВт	Тыс.руб./год		4776,6		5291,9
	по кВА				5,73		6,42
	Амортизация	Тыс.руб/год		5640,67		6045,79
	Руб/т
	Всего	Тыс.руб/год		48591,15		55515,26
	Руб/т		27,0		28,6
	Общецеховые затраты	Тыс.руб/год		4859,1		5551,5
	10%	Руб/т		2,7		2,9
	Итого	Тыс.руб/год		53450,25		61066,76
	Руб/т		29,7		31,5
	2. Капитальные вло-	Тыс.руб.		21314,2		22978,0
	жения

Удельные капвложе-	Руб/т	11,83	11,84
ния, К
Приведённые капи-
тальные вложения	Руб/т	1,66	1,66
(0,14*К)
Общие суммарные
приведённые затраты	Руб/т	31,36	33,16
(С+Е*К)
Годовой экономиче-	Тыс.руб/год
ский эффект

§ 14. Выбор способа вскрытия (пример)

 

Определить способ вскрытия при следующих условиях:

 

Мощность залежи м =20 м, длина по простиранию 600 м, длина вкрест про-стирания 400 м. Угол падения 0 град, глубина разработки Н =320 м, плотность ру-ды 3 т/м³. Коэффициент крепости породы f =10, коэффициент извлечения руды К_из =0.95.Коэффициент разубоживания R =0.1.Угол сдвижения налегающих пород70 град. Годовая производительность рудника А_г =0.5 млн.т/год. Примерная рыноч-ная стоимость добываемого металла (медь) Ц =2 у.е./кг, среднее содержание в руде

 

α = 3%.

 

1 вариант ^{25 м} 2 вариант

 

Н		70-15 =
		55^0
	м	10^0
		10 м

 

Для вскрытия месторождения могут быть применены следующие варианты:

 

- вскрытие вертикальным стволом;

- вскрытие наклонным стволом с транспортированием руды самоходным обо-рудованием;

 

- вскрытие наклонным стволом с конвейерным транспортом;

- вскрытие наклонным стволом со скиповым транспортом;

 

При заданной годовой производительности применения скипа и конвейера на наклонном стволе нецелесообразно, поэтому для технико-экономического сравне-ния вариантов оставляем два первых варианта. При их сравнении затраты на про-

 

ведение и эксплуатацию вспомогательных стволов, на водоотлив, вентиляцию не учитываем, т.к. они одинаковые для обоих вариантов.

Балансовые запасы руды:

 

Б = L * B * m * = 600 * 400 * 20 * 3 = 14.4 млн. т

 

Количество добытой руды:		^Киз
Д = Б	1−П	= Б		= 14,4	0,95	= 15,2млн.т
	1−R	1−R	0,9

Количество добываемого металла:

М = α * Д / А_г = 0.03 * 15.2 / 0.5 = 0.912 т/год

 

Продолжительность отработки месторождения: t = 15.2 / 0.5 = 30 лет

 

1) Капитальные затраты по сравниваемым вариантам

 

Поперечные сечения вскрывающих выработок и объёмы околоствольных дворов принимаем типовыми в соответствии с годовой производительностью руд-ника, назначением выработок и принятым способом транспортировки (см. табли-цу).

 

Длина квершлага для 1 варианта:

 

L = 25 + 320 / tg55 =250 м

 

Стоимость оборудования для вариантов транспортирования:

- клетевой подъём - 2500 тыс.у.е.;

- подъём автосамосвалами подсчитаем для 2 варианта:

 

Выработка	Сече-	Дли-	Объ-	Себестоимость	Затраты на
ние,	на м	ём, м		проведения,	проведение,
	м^2		у.е./м^3	у.е./м^3
			вариант
Вертик.ствол d=5.7м	25.5			650 (без крепи)	5469.75
Околоствольный	---	---
двор
Квершлаг	9.4
Итого:						6804.75
			вариант
Наклонный ствол	19.8
Околоствольный	---	---				202.5
двор
Итого:						14854.5

 

Число автосамосвалов (ценой каждый 65.6 тыс.у.е.) для транспортирования ру-ды по подземным выработкам:

Na	=	^Aг ^Кнер ^Кинв
3 300 Асм

где К_нер =1.15 - коэффициент неравномерности работы автосамосвалов; К _инв =1.2 -коэффициент инвентаризации(запаса); 3 -число рабочих смен в сутках; 300 -число рабочих дней в году;

 

А_см -сменная производительность автосамосвалов:

А_см = ^{Lсм Qa}