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

Комбинация перемещения и перевозки вскрыши во внутренние отвалы

9

Скрепер

9

Комбинация авто + ж.д

10

Комбинация перевалки вскрыши во внутренние отвалы и перевозки во внешние отвалы

10

Гидромеханизация

10

Комбинация авто + конвейер

Центральная часть таблицы

Технология добычных работ

№

Способ разработки забоя

Механизация

№

экскавации

№

перемещения и перевозки

1

Валовая выемка

1

Мехлопата

1

Гравитационный

2

Селективная выемка

2

Драглайн

2

Драглайн

3

Роторный экскаватор

3

Грузоподъёмное устройство (кран, дерик, кабель - кран)

4

Многочерпаковый экскаватор

4

Железнодорожный транспорт

5

Фрезерный экскаватор

5

Автомобильный транспорт

6

Комбайн

6

Конвейер

7

Ковшевой погрузчик

7

Комбинация

авто + гравитационный

8

Бульдозер

8

Комбинация

авто + конвейер

9

Скрепер

9

Комбинация

авто + гравит + ж.д.

10

Гидромеханизация

10

Гидротранспорт

Правая часть таблицы

Вскрытие

карьерного поля

рабочих горизонтов

№

Средства

№

Трасса

№

Вид выработки

1

Внешняя наклонная траншея

1

Простая

1

Продольная разрезная траншея.

2

Внутренняя наклонная берма

2

Тупиковая

2

Поперечная разрезная траншея.

3

Крутая траншея

3

Спиральная

3

Разрезная траншея в виде сектора

4

Гравитационная выработка

4

Петлевая

4

Разрезная траншея в виде котлована

5

Подземная горная выработка

5

Прямая

5

Без разрезных траншей

6

Диагональная

7

Вертикальная

8

Наклонная

9

Ступенчатая

10

Горизонтальная

Рисунок 17. Граф вариантов систем открытой разработки месторождений п.и.

Жирным показано сочетания горно-транспортных машин на угольном и апатитовом карьерах, обеспечивающих минимальные затраты на добычу полезного ископаемого

Классификация объединяет признаки, заложенные в классификациях проф. Е.Ф.Шешко – направление перемещения вскрышных пород, акад. Н.В.Мельникова – механизация горных работ и акад. В.В.Ржевского – направление перемещения фронта работ в пределах рабочей зоны карьера.

В классификации каждый вариант системы разработки состоит из трёх частей: технология вскрышных работ, технология добычных работ и вскрытие карьерного поля и рабочих горизонтов. Каждая часть представляет цепь звеньев, определяющих технологию, механизацию и конструктивные средства технологических потоков на карьере. Звенья технологий, механизации процессов и средств вскрытия представлены в порядке возрастания их энергоёмкости. Номера звеньев в каждой части представляют собой шифр, а их последовательность- вариант системы открытой разработки месторождения полезного ископаемого. Количество вариантов систем открытой разработки по теории графов равно числу возможных сочетаний звеньев в цепи каждой части и частей между собой .

Оценка эффективности каждого варианта систем разработки производится по энергетической теории открытых горных работ суммой энергопоглощений в технологических процессах всех звеньев, составляющих систему разработки.

Метод энергетической оценки технологии горных работ учитывает природные условия месторождения, свойства разрабатываемых горных пород, взрывчатых и энергетических материалов, параметры технологии горных работ, горных и транспортных машин, конструкцию вскрывающих горных выработок и технологию переработки полезного ископаемого. Энергетические показатели метода (удельное энергопоглощение) базируются на физических законах, измеряемых параметрах и показателях и не зависят от уровня и колебания цен на оборудование, материалы и энергию.

Учитывая пропорциональность экономических затрат энергопоглощению, эффективность каждого варианта систем разработки оценивается величиной энергопоглощения в Дж/т или Дж/м3. Вариант с меньшим значением энергопоглощения в совокупности звеньев показывает экономическую эффективность принятых решений в выборе системы разработки в конкретных природных условиях месторождения.

Все системы разработки, сохраняя наименования академика Н.В.Мельникова, разделены по величине энергопоглощения на пять групп:

А - бестранспортная (1,2), с минимальным энергопоглощением;

Б - транспортно-отвальная (3), с малым энергопоглощением;

В - комбинация (А+Б) бестранспортной и транспортно-отвальной (4), со средним энергопоглощением;

Г - транспортная (5,6,7,8), с максимальным энергопоглощением;

Д - комбинация (А+Б+Г) бестранспортной, транспортно-отвальной и транспортной (9,10), с большим энергопоглощением.

Например, удельное энергопоглощение (энергозатраты) разработки Райчихинского угольного месторождения системой разработки 1.2.1/1.1.4/1.1.2 (1 - перевалка вскрыши 2 - драглайном в выработанное пространство 1 - без использования транспорта; 1 - добыча полезного ископаемого мехлопатой, 1 - валовой выемкой с доставкой из карьера 4 - железнодорожным транспортом; вскрытие карьерного поля 1 - общей внешней наклонной траншеей с 1 - простой трассой, вскрытие рабочего горизонта 2 - наклонной и продольной разрезными траншеями) составляет 1495 МДж/м3 относится к группе А классификации систем разработки по признаку энергозатрат на добычу полезного ископаемого открытым способом.