Метод определения энергоэффективности технологий и механизации горных работ по добыче полезных ископаемых открытым способом

Он помимо меньших затрат позволяет использовать в карьере поточность производства и исключить стадию крупного дробления на обогатительной фабрике, что повышает эффективность добычи апатита на карьере и производство апатитового концентрата на обогатительной фабрике.

(Необходимые данные по свойствам горных пород и взрывчатого вещества необходимых для расчётов приведены в приложении)

3. 2 Понятие о физическом энергопоглощении

Поскольку процесс производства на карьере со скальными породами в любом потоке и в любом случае связан с дроблением горной породы или отделением от массива блоков, подъемом на высоту и перемещением на определенное расстояние, на производство этой работы без учёта технологических требований и параметров механизации, которой выполнялся процесс, необходимо затратить энергию. Это будет физическим энергопоглощением (Эф) горной породой в процессе производства на карьере.

Физическое энергопоглощение горной массы в процессе производства работ на карьере связано только с состоянием, местом положения материала до производства работ и местом положения конечного продукта.

На карьере с крепкими породами конечный продукт технологического потока (вскрыша или полезное ископаемое) представляет собой дробленую горную массу до необходимой крупности. Перемещение от места добычи с подъёмом из карьера до места складирования (отвал или бункер готовой продукции), поэтому выражение для определения физического энергопоглощения можно представить как сумму энергопоглощений дробления массива горных пород и перемещения вместе с подъёмом из карьера:

где – предел прочности горной породы, Па;

– модуль упругости, Па;

n – степень дробления;

L – расстояние от пункта добычи до склада по горизонтали , м;

- разность уровней добычи и складирования готового продукта, м.

Отношение физического энергопоглощения к технологическому показывает степень совершенность технологии или комплекта оборудования технологического потока.

4.2 Область применения энергетического метода.

Предложенный метод не претендует на возможность точного определения затрат энергии в процессах горных работ на карьере. Он позволяет производить сравнительный анализ при выборе вида технологического потока и комплекта оборудования для него с учетом основных свойств горных пород, горной массы и конечного продукта в конкретных условиях.

При анализе конкретного комплекта на карьере расчет энергопоглощения производится непосредственно по данным практики. Для проектируемых предприятий расчет производится по данным геологической разведки.

Данный метод позволяет учитывать наиболее полно природные условия месторождения, такие, как климат, топография, обводненность и т.д. Например, низкие температурные условия, заснеженность увеличивает связность взорванной горной массы, а, следовательно, увеличивают сопротивление копанию, уменьшает пропускную способность перегрузочных и аккумулирующих емкостей в транспортных звеньях грузопотоков. В этом случае при производстве выемчно-погрузочных работ и транспорте энергопоглощение увеличивается.

Для уменьшения заснеженности или слеживаемости горной массы из-за ее повышенной влажности на обводненных горизонтах месторождения на практике уменьшают объем взрываемого блока, что увеличивает простои оборудования во время взрывных работ.

При разработке нагорных месторождений обычно рассматриваются варианты гравитационной доставки горной массы по рудоспускам или рудоскатам. При этом всегда возможно использовать попутно естественное дробление руды в гравитационных выработках, эффективность которого в технологических потоках может быть определена предложенным энергетическим методом.

В сложных топографических условиях использование энергетического метода позволяет решать задачи по определению эффективности подземных горных выработок для вскрытия рабочей зоны карьера, особенно для месторождений с суровыми климатическими условиями, где рудная масса при перемещении в открытых горных выработках смерзается, вызывая дополнительные затраты на ее рыхление в процессе перемещения и переработки.

Особое значение имеет использование энергетического метода при выборе технологических потоков, где горная масса подвергается многократному дроблению. В этом случае в зависимости от применяемых технических средств, занятых на выемке, перемещении и укладки в отвал или переработке, полускальные и скальные горные породы подвергаются различной степени дробления.

С точки зрения затрат энергии, дробление вскрышных пород целесообразно до той степени, при которой обеспечивается максимальная производительность машин в технологическом потоке.