Транспортирование горной массы в условиях ЗАО "Сибирский Антрацит"

С целью расширения области применения автотранспорта в глубоких карьерах, повышения его эффективности не прекращаются поиски новых технологических схем, а также путей его развития и совершенствования. Одним из основных направлений считается электрификация карьерного автотранспорта. Дизель-троллейвозный транспорт обеспечивает повышения производительности при транспортировании горной массы на 10-12% при увеличении скорости движения на подъеме на 20-30%, сокращение расхода дизельного топлива на 50-70%, сокращение общей стоимости энергозатрат, улучшение санитарно-гигиенических условий работы в глубоких карьерах, сокращение эксплуатационных расходов на 15-20%. Со стороны фирм - производителей горно-транспортного оборудования (в частности, фирмы SIEMAG) отмечается рост интереса к созданию наклонных автомобильных подъемников, применение которых позволит существенно снизить нагрузку на собственно карьерный автомобильный транспорт. Объясняется это относительной простотой реализации этой схемы.

При этом нет необходимости создавать принципиально новое оборудование за исключением грузонесущей рельсовой платформы. Рассматриваются два основных варианта исполнения наклонного автомобильного подъемника: со стационарной подъемной машиной и с автономным приводом. Большой недостаток первого - необходимость сооружения подъемного комплекса на нерабочем борту карьера, что связано с большими капитальными затратами и сроками строительства (не менее 4 лет). Впрочем, этот недостаток компенсируется высокой надежностью и производительностью установки. Угол подъема может составлять до75°. Второй вариант, например, разработанный специалистами Санкт-Петербургского горного института, компенсирует указанные недостатки за счет использования собственной силовой установки для подъема самосвала по наклонному рельсовому пути до пункта разгрузки горной массы. Однако установка в этом случае имеет значительно меньшую производительность и экологичность, большую загруженность узлов и систем автосамосвала.

В ИГД УрО РАН возобновлены исследования вопросов технологической целесообразности и технической возможности создания и эффективности применения карьерных автотранспортных средств с комбинированными энергосиловыми установками (газотурбинный двигатель с аккумулятором энергии, гиротроллейный и др.). Это принципиально новое оборудование позволяет повысить уклоны автодорог до 12%, увеличить скорость движения в грузовом направлении до 25-30 км/час, значительно (в 50-100 раз) сократить загазованность рабочей зоны при одновременном снижении расхода дизельного топлива.

В последние годы обострилась необходимость в форсированной подготовке новых горизонтов, а также в новом оборудовании, которое могло бы работать с более высокими темпами понижения горных работ, открывая при этом доступ к новым глубоко залегающим запасам сырья. Не менее важной задачей является продление срока службы карьеров, достигших своей проектной глубины, за счет их углубления с минимальным разносом бортов и объемом горно-капитальных (вскрышных) работ, а также в случае перехода от открытого способа разработки к подземному без остановки добычных работ и существенной потери мощности обогатительных фабрик. Особенно это актуально при разработке месторождений дорогостоящего сырья (например, для алмазодобывающих карьеров). В ИГД УрО РАН по заказу компании «Алроса» ведутся научно-исследовательские работы по созданию специального, прежде всего, транспортного оборудования, отвечающего требованиям и условиям его работы в нижней зоне глубинного карьера и обладающего следующими качествами :

1. Способностью работать в сложных горно-технических условиях, характеризуемых стесненностью рабочей зоны, обводненностью и другими неблагоприятными факторами.

2. Возможностью преодоления крутых уклонов (до 25°) при низком качестве дорог (без дорожного покрытия).

3. Ремонтопригодностью при наличии соответствующего вспомогательного оборудования и техники для обслуживания и ремонта непосредственно в карьере.

4. Универсальностью для широкого применения и возможности решения различных задач по вскрытию наклонными и разрезными траншеями, форсированному разносу бортов и др.

5. Большой единичной мощностью агрегатов.

Железнодорожный карьерный транспорт.

В современных условиях на крупных железорудных, угольных и асбестовых карьерах России и стран СНГ одним из основных видов технологического транспорта продолжает оставаться железнодорожный. Многолетний опыт применения электрифицированного железнодорожного транспорта на глубоких карьерах показывает его высокую эффективность при условии использования в предпочтительных горно-технических условиях эксплуатации. Анализ научно-технических и проектных решений позволяет утверждать, что в перспективе как на действующих, так и на вновь разрабатываемых месторождениях большой производительности электрифицированный железнодорожный транспорт будет оставаться одним из главных. Основные преимущества электрифицированного железнодорожного транспорта следующие :

· высокий средний эксплуатационный коэффициент полезного действия;

· экономичность (сравнительно низкая себестоимость перевозки горной массы) и надежность в эксплуатации;

· возможность значительной перегрузки электровозов;

· простота управления и ремонта.

Все эти достоинства являются следствием централизованного питания электровозов энергией. Необходимо, однако, отметить, что централизованное энергоснабжение требует создания довольно крупной инфраструктуры (тяговые подстанции, контактная сеть и др.), что наряду с высокой стоимостью локомотивов и значительными объемами разноса бортов карьеров для размещения коммуникаций обуславливает высокую капиталоемкость железнодорожного транспорта.

Существенными преимуществами электрифицированного железнодорожного транспорта являются также экономия невосполняемого жидкого топлива, практически полное отсутствие загазованности карьера выхлопными газами, незначительная зависимость от климатических условий.

Вместе с тем, существует мнение, что именно расширенное использование железнодорожного транспорта стало причиной кризиса отечественной горно-рудной промышленности, выразившегося в отставании вскрышных работ в 80-х годах прошлого века на крупных глубоких карьерах СССР. Объясняется это якобы объективными причинами, основной из которых является сравнительно невысокий (в 1,8 и 6 раз меньше по сравнению с автомобильным и конвейерным соответственно) средний продольный уклон трассы железнодорожного транспорта (0,037). Представляется, что если тенденция увеличения отставания вскрышных работ вследствие использования железнодорожного транспорта и имела место, то в первую очередь это было связано с ошибками в его применении в конкретных горно-технических условиях, неправильными решениями по вскрытию горизонтов карьеров. Это подтверждает пример применения железнодорожного транспорта на Лебединском ГОКе.

Как известно, в период развития кризисных явлений при переходе к рыночной экономике стран СНГ только это горно-добывающее предприятие практически не снизило объемов добычи руды, в то время как на других крупных предприятиях это снижение было значительным. При этом на карьере Лебединского ГОКа нет проблемы отставания вскрышных работ. Во многом это объясняется правильными решениями по формированию транспортной системы карьера, когда рационально используются пространственные размеры и форма карьера. Глубокий ввод железнодорожного транспорта в карьер обеспечивается поэтапным повышением крутизны трасс. Горизонты последовательно вскрываются траншеями сначала с уклоном путей 30‰, затем 50‰ и, наконец, 60‰.

Причем каждая траншея формирует группы станций, с которых в свою очередь отрабатывается то или иное направление. Рабочая зона вскрывается преимущественно прямыми заездами. Станции максимально связаны между собой, что придает гибкость схеме путевого развития, возможность как оперативного, так и долгосрочного перераспределения грузопотоков.

Чтобы избежать размещения раздельных пунктов в рабочей зоне и, как следствие, сдерживания развития горных работ, что характерно для многих карьеров, где применяется железнодорожный транспорт (например, карьеров Качканарского ГОКа), формирование схемы путевого развития производится поэтапно с временной консервацией бортов. Постоянная транспортная схема отстраивается постепенно по мере постановки бортов в предельное положение. Таким образом, опыт эффективного применения железнодорожного транспорта на карьерах Лебединского и других ГОКов позволяет констатировать, что тенденция возможно более глубокого ввода железнодорожного транспорта в карьеры сохраняется и в современных условиях.

Основным направлением развития и совершенствования карьерного транспорта считается увеличение уклонов путей до 60-80‰, что позволяет увеличить глубину ввода железнодорожного транспорта в карьеры до 350-450 м, скорость его понижения в 1,4 раза, снизить суммарные затраты на транспортирование горной массы с глубины 300-350 м на 20-25%. В качестве перспективного решения некоторые исследователи предлагают тоннельное вскрытие. Реализация этого проекта в современных условиях представляется трудноосуществимой. Это связано, прежде всего, с тем, что он предусматривает значительные капитальные вложения и большой срок строительства тоннеля, что при принятии решений о развитии транспортной системы делает этот вариант заведомо неконкурентоспособным.

Если интенсивное развитие средств автомобильного карьерного транспорта, в особенности в последние 10-15 лет, во многом связано с острой конкуренцией на мировом рынке большегрузных автосамосвалов, то в силу ограниченного применения на зарубежных карьерах железнодорожного транспорта такой конкуренции нет. В настоящее время на глубоких карьерах широкое распространение нашли электровозы и тяговые агрегаты с напряжением 1,65 и 3,3 кВ постоянного тока и 10 кВ переменного тока. Существующие типы тяговых средств по своему техническому уровню и перспективным технологическим требованиям не обеспечивают эффективную их эксплуатацию в глубинной зоне карьера.

Достаточно сказать, что проектные решения по ним формировались в середине прошлого века. Срок эксплуатации многих локомотивов значительно превышает нормативный. Положение не спасает начавшийся серийный выпуск модернизированного тягового агрегата НП-1 (Качканарский и Лебединский ГОКи закупили к настоящему времени по 2 таких агрегата). Дело в том, что новшества, примененные в конструкции НП-1, лишь несколько облегчают эксплуатацию агрегата и увеличивают реализуемую силу тяги на 8%. Принципиально новые локомотивы для открытых горных разработок могут быть созданы на основе применения асинхронных и индукторных тяговых двигателей. Это позволит увеличить их мощность на 25-30%, на 30% полезную массу и на 19% производительность, снизить энергетические затраты на подъем горной массы на 6% при уклонах 60‰ и на 13% при уклонах 150 ‰, уменьшить объемы горно-капитальных работ, а также улучшить экологическую обстановку в глубинной зоне карьера.

Одним из определяющих ограничений расширенного применения железнодорожного транспорта с повышенными уклонами железнодорожных путей является значительная величина нормативного тормозного пути на руководящем уклоне путей, которая была обоснована также в середине прошлого века. Между тем есть разработки, позволяющие за счет применения принципиально новых локомотивных и вагонных тормозных колодок, легированных фосфором, сократить тормозной путь в 1,5-2,0 раза. При этом срок службы колодок в 2,0-2,5 раза выше применяемых в настоящее время, а износ бандажей колесных пар сокращается в 1,3-1,5 раза .

Конвейерный транспорт в карьерах.

Третьим основным видом технологического карьерного транспорта является конвейерный. Объемы транспортирования горной массы с использованием конвейерного транспорта на предприятиях Канады, США, Австралии, Чили и других стран в настоящее время составляют до 50% от общего объема добычи минерального сырья. Эффективность применения конвейерного транспорта доказана многочисленными научными и проектными разработками и, отчасти, опытом эксплуатации на карьерах России, Украины, Узбекистана. В настоящее время его применяют на Оленегорском и Ковдорском ГОКах (Россия), Полтавском, Южном, Ингулецком, Центральном, Новокриворожском и Северном ГОКах (Украина), Навоийский ГМК (Узбекистан). Вместе с тем, доля конвейерного транспорта не превышает 10% в общих объемах перевозки скальной горной массы на карьерах стран СНГ. Проблема заключается в различии технологических подходов. Дело в том, что на зарубежных предприятиях применение конвейерного транспорта изначально было ориентировано на полупередвижные дробильные установки с последующим переходом на передвижные. В противоположность этому конвейерные комплексы на горных предприятиях стран СНГ были построены со стационарными дробильными корпусами, что в некоторых случаях становилось препятствием для дальнейшего развития карьера.

Характерным примером может служить прекращение по этой причине в 2000 г. эксплуатации комплекса циклично-поточной технологии (ЦПТ) на карьере Стойленского ГОКа. На Полтавском ГОКе после многолетней эксплуатации дробильной установки с ограниченной мобильностью вынуждены были перейти на использование передвижного дробильного агрегата фирмы Krupp Fordertechnik, что позволило снизить высоту подъема горной массы автотранспортом до 107 м и высвободить 9 автосамосвалов. Следует отметить, что зачастую негативный опыт применения ЦПТ связан не столько с техническими недостатками собственно конвейерного транспорта, сколько с нерациональными конкретными решениями по выбору способов вскрытия горизонтов карьера под конвейерные подъемники.

В технологических схемах с открытым размещением конвейеров стационарные и передвижные дробильно-перегрузочные комплексы примыкают непосредственно к стационарным конвейерным подъемникам, что требует дополнительного разноса борта карьера или оставления постоянных целиков под площадки для их размещения. Разнос бортов карьера увеличивает объем вскрыши, в целиках пород теряется часть полезного ископаемого, что снижает конкурентоспособность конвейерного транспорта. В ИГД УрО РАН разработаны способы вскрытия горизонтов, устраняющие эти недостатки, в частности, за счет совмещения предохранительных и транспортных берм . И все же основной тенденцией для отработки глубоких горизонтов карьеров с применением конвейерного транспорта является переход от стационарных дробильно-перегрузочных пунктов к передвижным дробильно-перегрузочным комплексам, за счет мобильности которых обеспечивается приближение конвейерного транспорта к интенсивно развивающейся рабочей зоне карьера путем оперативного переноса блоков комплексов по мере углубления горных работ. Схемы ЦПТ с передвижными дробильно-перегрузочными комплексами в блочном исполнении позволяют повысить адаптивность транспортной системы карьера к изменяющимся горно-техническим условиям разработки и позволяют перейти в перспективе на гибкие переналаживаемые технологии.

Другим важным направлением повышения эффективности и конкурентоспособности конвейерного транспорта является использование крутонаклонных конвейеров. В ИГД УрО РАН выполнен большой объем исследований по обоснованию сфер рационального применения таких конвейерных подъемников, а также разработке их оптимальной конструкции.

Если говорить о позитивном опыте строительства и эксплуатации конвейерной транспортной системы в странах СНГ, то наибольший интерес представляет, прежде всего, применение ЦПТ на карьере Мурунтау (Навоийский ГМК, Узбекистан). Здесь до дробильно-перегрузочного пункта порода доставляется автосамосвалами грузоподъемностью 136 т, а после дробления - двумя конвейерными линиями по четыре в каждой (каскадная схема) с шириной ленты 2000 мм транспортируется через отвалообразователь в отвалы. С целью адаптации к различиям в режимах работы цикличного и поточного звеньев применяются временные аккумулирующие склады. На третьем этапе формирования транспортной системы карьера предусмотрено введение в состав комплекса автономных модулей-перегружателей с крутонаклонными (до40°) конвейерами, а также с компактными дробильно-перегрузочными пунктами в комплекте с горизонтальными и слабонаклонными сборочными конвейерами.

Общие направления развития транспортных систем карьеров.

Заслуживает внимания развитие представлений о стратегии формирования транспортных систем карьеров. Существующая основная концептуальная схема формирования транспортных систем глубоких карьеров сформулирована член-корр. Яковлевым В. Л. и заключается в одновременном применении нескольких видов транспорта, их комбинаций и переходе от одних схем транспортирования к другим. При этом области эффективного применения различных видов транспорта вполне определенно зонированы для различных горно-технических условий, в частности, по высоте подъема, расстоянию транспортирования горной массы и т. п. Эти зоны, хотя и отличаются по высоте для различных групп карьеров, имеют определенные границы, что позволяет говорить о предпочтительных условиях применения различных видов и схем транспорта в глубоких карьерах. Это, в свою очередь, определяет момент перехода на другой вид транспорта или применение комбинации отдельных видов транспорта.

Применение многотранспортных систем на карьерах становится целесообразным тогда, когда условия среды изменяются настолько, что система уже не способна обеспечить адекватную реакцию, так как последняя находится за пределами адаптивности отдельных видов транспорта. Вместе с тем, логично сделать предположение, что отдельные виды карьерного транспорта и их комбинации в отношении адаптивности к условиям среды развиваются неравномерно (об этом свидетельствует и накопленный эмпирический материал). Изменениям подвержена и динамика условий среды. Если учесть, что и адаптивность различных видов транспорта к этим изменениям также может резко отличаться, то в какой-то период развития транспортной системы может оказаться, что адаптивность какого-то отдельного вида транспорта будет выше, чем у их комбинаций, или, по крайней мере, достаточной для обеспечения приемлемого уровня функционирования предприятия (рис.1).

Рис. 1. Условная объяснительная схема к обоснованию маятникового характера смены парадигм долгосрочного формирования транспортных систем глубоких карьеров

Единственной реальной альтернативой применению многотранспортных систем на глубоких карьерах в обозримом будущем может быть использование технологического автотранспорта.

Существующая концептуальная схема формирования транспортных систем глубоких карьеров, по-видимому, сохранится для действующих карьеров до конца их отработки в силу большой инерционности таких систем. Что касается долгосрочной перспективы, то нельзя исключать возможности ее смены, имея в виду преимущественное использование монотранспортных систем, в первую очередь автотранспорта. В этом случае можно предположительно говорить о маятниковом характере смены концептуальных схем. Это может привести в дальнейшем к коренным структурным изменениям в стратегии формирования транспортных систем карьеров и идеологии создания новых транспортных средств.

Приходится констатировать, что сложилось противоречие между необходимостью принятия эффективных стратегических решений при реализации инвестиционных проектов формирования транспортных систем карьеров и возможностями научно-методической базы. Практика применения утвержденной методики оценки инвестиционных проектов показывает, что применяемые при этом коэффициенты дисконтирования таковы, что при периоде оценки более 7-10 лет отдельные платежи оказывают незначительное влияние на величину интегральных критериев оценки. В качестве примера приведена динамика нынешней стоимости расходов в вариантах развития транспортной системы карьера Ингулецкого ГОКа за 10 лет - с 2000 по 2010 гг. (рис.2).



Рис.2. Экономическое сравнение вариантов транспортирования вскрыши. ИнГОК (2000-2010 гг.)

Если фактические расходы 1 и 4 вариантов отличаются на 41%, то рассчитанная с учетом дисконтирования нынешняя стоимость расходов - всего на 11,7%. Для соседних 3 и 4-го вариантов фактические расходы отличаются на 16,1%. Нынешняя же стоимость расходов отличается лишь на 3,5%. Подобные результаты получены при сравнении вариантов транспортирования для других карьеров с использованием утвержденных и применяемых в настоящее время критериев оценки инвестиционных проектов. Можно констатировать, что при допустимой точности таких расчетов 10% эти критерии, учитывающие дисконтирование затрат, малопригодны для принятия адекватных решений по долгосрочному формированию транспортных систем карьеров.

В связи с этим в последние годы активизировались исследования по поиску дополнительных физических критериях оценки эффективности транспортных систем глубоких карьеров. Одним из таких критериев может быть величина удельных затрат на подъем 1 т горной массы из карьера, приведенных к первичным энергоресурсам - условному топливу. Установлено, например, что в условиях глубоких карьеров энергетическая эффективность конвейерного транспорта в 1,9-2,2 раза выше, чем электрифицированного железнодорожного, и в 2,4-3,0 раза выше, чем автомобильного. Использование физических критериев имеет определенные преимущества перед денежной оценкой транспортных систем, т.к. они не подвержены инфляции и волюнтаристскому вмешательству. Вместе с тем, физические оценки не подменяют, а дополняют денежные.

Как известно, карьерный автомобильный транспорт является основным источником загрязнения окружающей среды. Вместе с тем, расчеты показывают, что размеры потерь от загрязнения окружающей среды, рассчитанные с использованием уже существующих критериев, не могут оказать существенного влияния на принятие решений по вариантам инвестиционных проектов. С целью повышения инвестиционной привлекательности мероприятий по экологизации открытых горных работ представляется правильным использовать в качестве критерия оценки потерь от загрязнения расчетное значение «потерь годовых доходов» из-за простоев горно-транспортного оборудования. Особенно это актуально для алмазодобывающих карьеров, имеющих большую глубину (500 м и более) и относительно небольшие размеры в плане, где простои оборудования составляют до 1500 часов в год.

Все это позволяет утверждать, что критериальная база оценки инвестиционных проектов долгосрочного формирования транспортных систем глубоких карьеров нуждается в дальнейшем совершенствовании и развитии.

Приведенные материалы отнюдь не претендуют на всесторонность и полноту освещения вопросов современного карьерного транспорта. В рамках одной публикации это невозможно. Вместе с тем, представляется, что основные тенденции развития и совершенствования карьерного транспорта на новом этапе развития открытых горных работ нашли здесь свое отражение.

9.2 Технология и направление транспортировки горной массы в условиях ЗАО «Сибирский Антрацит»

Промышленная площадка действующих участков «Северный» и «Крутихинский» соединена основной углевозной автодорогой в юго-западном направлении с другими участками открытых горных работ ЗАО «Сибантрацит»: «Горловский», «Ургунский», промплощадкой ОФ «Листвянская» и ОФ «Листвянская-2» и автобазой.

Промышленная площадка ОФ «Листвянская» и ОФ «Листвянская-2» соединена автодорогой с федеральной автомагистралью Новосибирск - Барнаул.

К основной углевозной автодороге примыкают местные автодороги к близлежащим населенным пунктам. Существующая углевозная автомобильная дорога пересекает с севера на юг поле проектируемого участка открытых горных работ «Восточный» по длинной оси, поэтому необходим перенос углевозной автомобильной дороги на участке длиной 6,15км за западную границу лицензионного горного отвода. По существующей углевозной автомобильной дороге осуществляются перевозки угля на ОФ «Листвянская» и ОФ «Листвянская-2» с действующих участков «Северный» и «Крутихинский» автосамосвалами Горловской автобазы ЗАО «Сибантрацит» типа Sсania грузоподъемностью 35-42т при дальности транспортирования более 40,0км.

В настоящее время экскаваторы ЭКГ-10 используются на разработке вскрышных пород, представленных аллевролитами и песчаниками с объемным весом 2,56 т/м3. По трудности разработки породы относятся к IV категории.. Экскаватор работает в тупиковых забоях. Погрузка горной массы осуществляется в автосамосвалы и БелАЗ-75306 грузоподъемностью 220 т.

БелАЗ-75131 грузоподъемностью 130 тонн БелАЗ-7555В грузоподъемностью 55 т. В самосвал загружается пять-шесть ковшей. Время погрузки одной машины 4-4,5 минуты. Производительность экскаватора ЭКГ-10 в этих условиях достигает м3/смену.

Транспортирование вскрышных пород осуществляется автосамосвалами БелАЗ-75131 грузоподъемностью 130 т, БелАЗ-75306 грузоподъемностью 220 т.

На участке «Крутихинский» используют БелАЗ-75131 грузоподъемностью 130 т.

Экскаватор ЭКГ-10 с ковшом емкостью 10 м3 предназначен для разработки и погрузки в транспортные средства полезных ископаемых и пород вскрыши на открытых горнорудных карьерах, а также для отвалообразования и погрузочных работ на складах.

Новая конструкция ковша за счет оптимизации его геометрии и углов резания обеспечивает:

улучшенную внедряемость в забой; полное заполнение объема ковша;

сокращение цикла погрузки; снижение энергоемкости копания; погрузку в автосамосвалы грузоподъемностью 130 т.

Внутренняя поверхность вставки ковша футерована износостойкими пластинами из стали марки картэкс-440.

9.3 Расчет необходимых показателей карьерного транспорта на годовую вывозку горной массы участка «Крутихинский»

Исходные данные: Таблица№1

Наименование	На расчетный 2013 год по участку «Крутихинский»
	наносы	коренные
Годовой объем вскрышных пород, .м3.	8000000	3000000
Дальность перевозки, км	3,0	3,2
Потребность БелАЗ-75131 г/п 130т, (м3)	8000000	3000000

Технические характеристики ЭКГ-10

Наименование показателя Значение показателя

Вместимость ковша, м3 10

Рабочая масса, т 395

Конструктивная масса, т 334

Масса основного ковша, т 2

Противовес (обеспечивается покупателем), т 45-50

Длина стрелы, м 13,8

Длина рукояти, м 11,1

Угол наклона стрелы, град 45

Наибольшая высота разгрузки, м 8,6

Наибольший радиус разгрузки, м 16,3

Наибольшая высота копания, м 13,5

Наибольший радиус копания, м 18,4

Наибольший радиус копания на уровне стояния, м 12,6

Высота до головных блоков стрелы, м 14,6

Радиус до головных блоков, м 12,92

Радиус вращения хвостовой части 7,78

Просвет под поворотной платформой, м 2,7

Высота по кабине, м 8,6

Расстояние от оси пяты стрелы до центра вращения, м 2,4

Среднее давление на грунт при передвижении, кПа 216

Наибольшее усилие на подвес ковша, кН 0,8

Номинальная мощность:

-сетевого двигателя, кВт 800

-трансформатора, кВа 160

Расчетная продолжительность цикла, с 26

Электропитание напряжение сети (3-х фазное, 50 Гц), В 6000

пиковая мощность, кВА 1300

cos при нормальной нагрузке 0,9

напряжение приводного электродвигателя, В 6000

питающий кабель мм 2 3х35+1х10+1х6

трансформатор собственных нужд 1х160 КВА 6000/400 В

выключатель приводного двигателя - ваккумный 600 В/20 kА

Рабочее оборудование стрела: сварная из 2-х секций

диаметр головных блоков с поверхностной закалкой ручьев, мм 1665

диаметр напорных двухручьевых блоков с поверхностной закалкой ручьев, мм 1452

диаметр рукояти, мм 800

толщина стенки балки рукояти, мм 50

На вскрыши горной массы в настоящее время используются экскаваторы типа прямая механическая лопата ЭКГ-10.

Для обеспечения погрузки вскрышных пород требуется 4 ед. ЭКГ-10.

На погрузке вскрышных пород используются ЭКГ-10

Технические характеристики данного экскаватора Табл№2.

Вместимость ковша, м3	10
Наибольший радиус копания, м	18,4
Радиус копания на уровне стояния, м	12,6
Наибольшая высота копания, м	13,5
Наибольшая высота разгрузки, м	8,6
Наибольший радиус разгрузки, м	16,3
Продолжительность цикла при повороте на 900 и разгрузке (в скальных породах), с	28

Производительность одного ЭКГ-10 составит:

Сменная производительность экскаватора:

Qсм =(3600*Т*Е*Кн*Ки)/(tц*Кр)=(3600*12*10*0,9*0,7)/(28*1,6)=6075 м3

Т - время смены, ч Т=12ч

Е - емкость ковша, м3 Е=10м3

кн - коэффициент наполнения ковша кн=0,9

кр - коэффициент разрыхления г.м. кр=1,6

ки - коэффициент использования ки=0,7

tц - средняя продолжительность цикла при работе в скальных породах, tц=35с

Qсут = Qсм*2=6075*2=12150 м3

Qгод =Qсут * Np.д. = 12150*300=3645000 м3

Годовой фонд рабочего времени ЭКГ-10 Np.д. = 300 р.д./год.

Производительность экскаватора с учетом коэффициента готовности экскаваторного парка kгот=0,8.

Qэкг = Qгод * kгот =3645000*0,8=2916000 м3

Для всего карьера по вскрышным породам

Npаб = А / Qэкг = 11000000/2916000 = 3,7

А = 11000000

Для обеспечения плановой производительности участка необходимо экскаваторов ЭКГ-10 - 4 ед.

Инвентарный парк самосвала БелАЗ-75131

Технические характеристики карьерного самосвала БелАЗ-75131

Грузоподъёмность, кг 130000-136000

Двигатель MTU DD 12V4000

*Мощность, кВт (л.с.) 1193 (1600)

Крутящий момент, Н*м/об/мин 7612 / 1500

Удельный расход топлива при номинальной мощности, г/кВт*ч 201

Шины 33.00-51; 33.00R51

Трансмиссияпеременно-постоянного тока

Тяговый генератор ГСН 500; ГСТ-1;СГТ-1000

Тяговый электродвигатель ЭДП-600; ЭК-590

Редуктор мотор-колёс планетарный двухрядный

Подвеска зависимая для передней оси и ведущего моста - продольные рычаги с центральным шарниром

Тормоза с гидроприводом

передних колёс сухие дисковые

задних колёс сухие дисковые

стояночный дисковые

вспомогательный электродинамическое торможение тяговыми двигателями с принудительным воздушным охлаждением тормозных резисторов

Объём кузова, м3:

Геометрический 45,5; 50,1; 55,0; 59,6; 103,8;

с "шапкой" 2:1 71,2; 75,5; 80,0; 84,0; 134,8;

Радиус поворота, м 13

**Габариты, мм

Длина 11500 (12050***)

ширина 6400 (7350***)

высота 5900 (5900***)

Масса самосвала, кг

без груза 108100 (стандартная комплектация)

полная масса 238100

Максимальная скорость, км/ч 48

Эксплуатационные расчёты

Техническая характеристика автосамосвала БЕЛАЗ - 75131 Табл.№3

Колесная формула	4х2
Грузоподъемность	130 т
Собственная масса	105 т
Максимальная скорость движения	42 км/ч
Геометрическая вместимость кузова	51 м3
Полная мощность	1390,3 КВт
Тип трансмиссии	Электромеханическая
Габариты: Длина Ширина Высота	11,50 м 7,45 м 5,72 м

Результаты эксплуатационного расчёта занесены в табл.

Тяговый расчет, пропускная способность транспортной системы, а также характеристика карьерных дорог.

Время рейса автосамосвала

Тр = tп+ tгр+ tроз+ tпор+ tм

Тр =168+629+120+503+90=1510 с.

где tп -- время погрузки а/с, определяется при прочих равных условиях величиной объёмной массы транспортируемого груза в разрыхленном состоянии

?а= ? * Краз

?а =3,0*1,4=2,1 т/м3

? = 3,0 т/м3 -- плотность пород в целике,

Краз -- 1,4 коэффициент разрыхления пород в кузове а/с:

Сравним величину ?а с показателем

mа=gа / Vа

mа = 130/74=1,8 т/м3

где gа = 136 тонн -- грузоподъёмность БелАЗ-75131,

Vа =74м3 паспортный объём кузова.

Mа = 136/74=1,8 т/м3 => ?а > mа значит, время погрузки определяется грузоподъёмностью кузова, т.е. ограничение по грузоподъёмности скажется быстрее, чем ограничение по вместимости кузова а/с при погрузке.

Время цикла ЭКГ-10 = 28 с., а число загруженных ковшей в кузов а/с = 6. tп =6*28=168 с.

Так как погрузка вскрышной горной массы в карьере осуществляется с разных горизонтов в разных объёмах причём с понижением отметки объёмы уменьшаются. Учитывая данный фактор произведём расчёт из усреднённых исходных данных по длине транспортирования и глубины подъёма горной массы.

Время движения гружёного автосамосвала от забоя до пункта разгрузки

tгр =Lтр*Краз/Vгр

tгр = 3200*1,1/5,6=629 с.,

где Lтр - расстояние транспортирования, м; 3200

Vгр = 5,6 м/с -- расчётная среднетехническая скорость гружёного БелАЗ-75131;

Краз =1,1 -- коэффициент, учитывающий разгон и торможение а/с;

Время движения а/с порожним:

tпор =Kроз Lтр/ Vпор=1,1*3200/7=503 с.

где Vпор=7м/с -- расчётная среднетехническая скорость порожнего а/с.

Принимаем тупиковую схему подъезда а/с к экскаватору и ту же схему при разгрузке -- в среднем tм=90 с.

tр аз = 120 с - время разгрузки самосвала.

Сменный грузопоток

Qсм=Аг.м/ nсм т/см

Qсм= 20700000/704 =29404 т/см

где Аг.м. =20700000 т/год - годовая производительность участка
nсм=704 -- количество рабочих смен в год участка

Ки = 0,85 - коэффициент использования смены;

Сменная техническая производительность автосамосвала БелАЗ-75131

Qа =(3600*Тсм*Ки* ga *Кq)/Тр т/смену

Qа =(3600*12*136*0,95)/1510=3697 т/смен

где Тсм=12 ч - продолжительность смены;

ga =136 т - грузоподъемность автосамосвала;

Кq =0,95 - коэффициент использования грузоподъемности автосамосвала.

Tр - время рейса, с. 1510

Годовая эксплуатационная производительность одного а/с

Qгод = Qа * nсм* КТГ т/год

Qгод = 3697*704*0,8 =2082150 т/год

nсм =704 -- число рабочих смен в году;

КТГ =0,8 -- коэффициент технической готовности автопарка.
Число а/с, необходимых для обеспечения мощности сменного грузопотока

Na =( fн * Qсм)/ Qа

Na =( 1,1*29404 ) / 3697=8,7 = 9 сам/смен

где fн = 1,1 -- коэффициент неравномерности работы карьера.м

Инвентарный парк автосамосвалов.

Инвентарный парк автосамосвалов определяют с учетом тенического состояния парка, коэффициента готовности Кг =0,81, коэффициента использования парка Ки.п = 0,9 и режима работы автосамосвала Кр.с =1 -- при круглосуточной работе а/с.

Na.инв = (Na* Крс)/(Кг*Кип) ед.

Na.инв=( 9 * 1 )/( 0,81 * 0,9 ) = 12 ед.

Табл № 4

	отвал
Расстояние транспортирования, (Lтр), км	3,2
Глубина подъёма горной массы (H), м	130
Время рейса а/с (Tр), с	1510
Сменная техническая производительность самосвала (Qa), т/смена	3697
Годовая эксплуатационная производительность одного а/с (Qгодэ), т/год	2082150
Число а/с, необходимых для обеспечения мощности сменного грузопотока (Na), ед.	(?8,7) 9
Инвентарный парк автосамосвалов (Na.инв), ед.	12

10 Экономическая часть

Капитальные затраты включают:

1. Капитальные затраты строительного периода.

2. Капитальные затраты эксплуатационного периода на приобретение горнотранспортного оборудования для поддержания достигнутой мощности разреза.

3. Капитальные затраты на воспроизводство выбывающего в процессе эксплуатации оборудования.

В соответствии с данными ЗАО «Сибирский Антрацит» финансирование капитальных затрат строительного периода предполагается за счет собственных средств.

Затраты на материалы для текущего обслуживания и ремонта оборудования, дизельное топливо, взрывчатые вещества, спецодежду, услуги БВР, услуги ремонтных организаций определены прямым счетом в соответствии с установленными проектом объемами работ. Прочие вспомогательные материалы и услуги приняты на основе анализа статистических данных по ЗАО «Сибирский Антрацит».

Затраты на энергию определены исходя из длительного максимума электрической нагрузки, годового расхода электрической и тепловой энергии.

Расчет затрат на оплату труда произведен исходя из проектной численности трудящихся и среднемесячной заработной платы, сложившейся в ЗАО «Сибирский Антрацит».

Прочие расходы определены на основе анализа статистических данных по ЗАО «Сибирский Антрацит» и включают: услуги связи, независимых лабораторий, ВГСЧ, РГТИ, аудита, торгово-промышленной палаты; канцелярские, почтовые, командировочные, представительские расходы, расходы на рекультивацию, подготовку кадров, содержание охраны, страхование, покупную воду, медицинско-санитарные мероприятия, техобслуживание и ремонт оргтехники, получение лицензий, сертификацию, та- моженно-валютный контроль, прочие расходы.

Затраты по переработке рядового угля на действующей обогатительной фабрике приняты по данным ЗАО «Сибирский Антрацит». Затраты по переработке рядового угля на строящейся обогатительной фабрике приняты по проекту ее строительства («Сиб- гипрошахт», 2005 г.) с пересчетом в цены 2006 г.

Внепроизводственные расходы приняты на основе анализа данных ЗАО «Сибирский Антрацит».

Прямые материальные затраты определены с учетом 30-дневного страхового запаса, обеспечивающего непрерывность производственного процесса.

Налоговые платежи включают:

- Отчисления на социальные нужды: единый социальный налог, страховые взносы на обязательное социальное страхование от несчастных случаев.

- Налог на добычу полезных ископаемых.

- Экологические, земельные, прочие платежи.

- Налог на имущество.

- Целевые сборы.

Амортизационные отчисления определены в соответствии с «Классификацией основных средств, включаемых в амортизационные группы» (Постановление Правительства РФ от 01.01.2002 г. № 1)

Оценка эффективности проекта

Эффективность проекта определена «приростным» методом (п. П4.2 «Методических рекомендаций по оценке эффективности инвестиционных проектов...», № ВК 477 от 21.06.1999 г.) путем сравнения:

- положения «по проекту» при реализации определенных проектом капитальных вложений,

- положения «без проекта» - при отказе от указанных капитальных вложений.

При отказе от капитальных вложений по положению «без проекта» ожидается полное затухание горных работ уже в 2012 г. в связи:

- с выбытием из эксплуатации горно-транспортного оборудования из-за его полного износа,

- с несоответствием объектов инфраструктуры разреза масштабу его производства.

Оценка коммерческой эффективности проекта произведена со ставками дисконта:

- 0%.- без учета фактора времени;

- 8% - принята на уровне средней стоимости ГКО-ОФЗ и наиболее ликвидных корпоративных облигаций.

Основные показатели эффективности проекта приведены в табл.5

Таблица 5

Наименование Показателей	Ед. изм.	Показатели при ставке дисконта
		0%	8%
1. Чистый доход за период оценки 2. Рентабельность капитальных вложений - всего за период оценки - строительного периода 3. Внутренняя норма доходности 4. Срок окупаемости проекта	млн. руб. % % % лет	5788,4 85 161 5,5	2340,4 46 69 22 6,7

Основные технико-экономические показатели проекта на представительный год периода оценки приведены в таблице 6

Таблица 6

Наименование показателей	Единица измерения	Показатели
1. Годовой объём добычи угля 2. Годовой объём вскрыши 3. Коэффициент вскрыши 4. Зольность рядового угля 5. Годовой объём товарной продукции, всего в том числе: - Концентрат кл. 25-120 мм - Концентрат кл. 13-25 мм - Концентрат кл. 6-13 мм - Концентрат кл. 0-6 мм - Отсев кл. 0-6 мм - Рядовой уголь 1. Капитальные затраты, всего в том числе: - Строительный период - Период эксплуатации - Воспроизводство оборудования 2. Численность трудящихся в том числе: - рабочих - руководителей, специалистов, служащих 8. Производительность труда рабочего 9. Цена товарной продукции без НДС: Средняя в том числе: - Концентрат кл. 25-120 мм - Концентрат кл. 13-25 мм - Концентрат кл. 6-13 мм - Концентрат кл. 0-6 мм - Отсев кл. 0-6 мм - Рядовой уголь 10. Себестоимость производства на 1 т рядового угля: 10.1. Всего 10.2. без учета внепроизводственных расходов 10.3. без учета налогов, относимых на финансовый результат 10.4. без учета амортизации 11. Себестоимость добычи: 11.1. Всего 11.2. без учета амортизации 12. Себестоимость 1 т товарной продукции 13. Годовая стоимость товарной продукции 14. Годовые эксплуатационные затраты то же, без учета амортизации 15. Годовая налогооблагаемая прибыль 16. Годовая чистая прибыль 17. Показатели эффективности инвестиций за принятый период оценки: 17.1 .Чистый доход: - без учета дисконтирования - с учетом дисконтирования 17.2. Рентабельность капитальных затрат: - без учета дисконтирования - с учетом дисконтирования 17.3. Внутренняя норма доходности 17.4. Срок окупаемости инвестиций: - без учета дисконтирования - с учетом дисконтирования	тыс.т тыс. мЗ мЗ/т % тыс.т тыс.т тыс.т тыс.т тыс.т тыс.т тыс.т млн.руб млн.руб млн.руб млн.руб чел чел чел т/мес. руб./т руб./т руб./т руб./т руб./т руб./т руб./т руб./т руб./т руб./т руб./т руб./т руб./т млн. руб. млн. руб. млн. руб. млн. руб. млн. руб. млн. руб. млн. руб. % % % лет лет	3500 19600 5,6 14,3 3161,1 313,4 362,3 318,9 760,8 905,7 500 6829,0 3741,4 1165,6 1921,9 1727 1520 207 192 885,1 1502,5 1479,6 1185,5 1145,0 349,0 451,2 547,7 487,8 472,8 398,7 331,2 606,4 2798,8 1916,9 1680,4 880,9 669,5 5788,4 2340,4 85 46 22 5,5 6,7

Основные технико-экономические показатели, представленные в табл. 10 Говорят о возможности сохранения разреза «Колыванский» как производственной единицы, о возможности увеличения его производственной мощности и повышения его рентабельности. В процессе развития разреза ожидается рост удельной ресурсоемкости производства в связи:

- с повышением коэффициента вскрыши при высокой доле условно- переменных эксплуатационных затрат в общем их объеме;

- с расширением объектов инфраструктуры предприятия. Основными факторами прироста доходности предприятия являются:

- прирост масштаба производства;

- повышение качества товарной продукции с получением дополнительных объемов низкозольного концентрата. Эффективность реализации при предоставленной ЗАО «Сибирский Антрацит» цене продукции удовлетворяет требованиям к инвестиционным программам, реализуемым в угольной отрасли:

- внутренняя норма доходности за средневзвешенный срок амортизации вводимых по проекту основных средств почти втрое превышает доходность инвестиций в наиболее распространенных сферах их размещения;

- - срок окупаемости инвестиций с начала строительства без учета фактора времени составит около 5,5 лет, с учетом фактора времени - около 7 лет.

Заключение

Разрез «Колыванский», являющийся структурным подразделением ЗАО «Сибирский Антрацит», осуществляет свою деятельность по добыче угля на Северном геологическом участке Колыванского месторождения антрацита

В ходе выполнения дипломной работы были изучены и описаны основные характеристики участка «Крутихинский» разреза «Колыванский», такие как, общие сведения о районе месторождения, геология и гидрогеология месторождения, систему разработки, вскрышные, добычные работы, буровзрывные работы, транспорт на карьере, отвальное хозяйство электроснабжение.

В 9 параграфе были описаны современное состояние карьерного транспорта на горных предприятиях, технология и направления транспортировки горной массы в условиях ЗАО СибАнтрацит, и были произведены расчеты необходимых показателей для транспортировки горной массы на отвал.

карьерный транспорт горный буровзрывный

Список литературы

1 Астафьев, Ю. П. Горное дело [Текст] / Ю. П. Астафьев, - М. : Недра, 1980. - 354 с.

2 Буровзрывные работы на карьерах [Текст] / М. Ф. Друкованый и др. - М. : Недра, 1990. - 568 с.

3 Хохряков, B. C. Открытая разработка месторождений полезных ископаемых [Текст] / B. C. Хохряков, - М. : Недра, 1991. - 422 с.

4 Б. Н. Взрывные работы [Текст] / Б. Н. Кутузов - М. : Недра, 1988. - 365 5Анистратов, Ю. И. Технологические процессы открытых горных работ [Текст] / Ю. И. Анистратов, - М. : Недра, 1995. - 578 с.

6 Демин, A. M. Сборник задач но открытой разработке месторождений полезных ископаемых [Текст] / A. M. Демин, - М. : Недра, 1985. - 324 с.

7 Нурок, Г. А. Процессы и технология гидромеханизации открытых горных работ [Текст] / Г. А. Нурок- М. : Недра, 1985. - 568 с.

8 В. В. Ржевский, - М.Открытые горные работы, ч1, ч.2.:Недра, 1988. - 631 с.

9 Трубецкой, К. Н. Справочник. Открытые горные работы [Текст] / К. Н. 10Трубецкой, - М. : Горное бюро, 1994.- 742 с.

11 Хохряков, B. C. Проектирование карьеров B. C. Хохряков, - М. : Недра, 1992. - 421 с.

12 Геологический отчёт по доразведке поля разреза «Колыванский» в Горловском бассейне (обобщение геологоразведочных работ с подсчётом запасов по состоянию на 01.01.1991 г.).

Размещено на Allbest.ur