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

Анистратов Юрий Иванович

В ряде случаев технология получения продукта связана с сортировкой горной массы, в результате которой горная масса ниже установленной крупности является отходом производства и поэтому доставка на дробильно-сортировочный комплекс всей добываемой горной массы связана с излишней тратой энергии на перемещение отходов. В этом случае применяют дробильно-сортировочные агрегаты в забое. Однако передвижное оборудование менее долговечно, обладает меньшей надежностью, степень использования его в забое значительно отличается от степени использования однотипного оборудования на ДСФ. Это обстоятельство приводит к дополнительным

затратам на единицу продукции, которые могут быть больше экономии, полученной от исключения транспортирования горной массы, идущей в процессе переработки в отходы.

Применение комбинированного транспорта связано с бункеризацией горной массы, при котором для исключения слеживаемости горной массы требуется, чтобы дробление горных пород в забое обеспечивало минимальное количество рудной мелочи.

Дозирование горной массы из емкостей (выпуск) накладывает ограничения в габаритных размерах кусков и т.п.

В тоже время полезное ископаемое, которое подвергается дроблению и измельчению на обогатительных или агломерационных фабриках, в конечном виде представляет собой помол крупностью 0,01-0,025 мм. Общие затраты энергии на дробление будут складываться из дробления массива в забое, естественного дробления в процессе погрузки в средства транспорта, перегрузок и дробления и измельчения на обогатительных фабриках. Известно, что высокая степень дробления обеспечивает возможность применения поточного транспорта. В связи с этим при проектировании технологического потока и комплекта оборудования для него закономерно встает вопрос: какая степень дробления оптимальна по процессам в различных вариантах комплектов оборудования технологического потока?

Отсутствие в настоящие время надежного способа получения посредством взрыва необходимой степени дробления требует применения передвижной дробильной техники в забое. Применение железнодорожного и автомобильного транспорта не требует высокой степени дробления. Кроме того, вскрытие месторождений для железнодорожного и автомобильного транспорта связанно с большими затратами овеществленной энергии на производство горнокапитальных работ по сооружению траншей и полутраншей.

Решению этих и других задач призван служить энергетический метод исследования.

С его помощью можно сравнить большое количество вариантов в конкретных условиях, как для всего технологического потока, так и отдельных его звеньев.

Совокупность всех комплектов оборудования технологических потоков будет представлять собой структуру комплексной механизации на карьере. Следовательно, предложенный метод позволяет выбирать при проектировании или при анализе действующего карьера оптимальную структуру комплексной механизации для карьеров с полускальными и скальными породами с учетом свойств горных пород месторождения и его природных условий.

Особенно эффективен метод при оценки новых видов способов разрушения горных пород (электротермический, плазменный, газодинамический и т.п.), новых средств и механизации разработки горных пород, экономическая эффективность которых оценивается ориентировочно. Благодаря возможности определения энергопоглощения по процессам можно установить отдельно участие каждого вида энергии в производстве продукта. Учитывая различную техническую возможность канализации энергии к месту производства работы и различную

ее стоимость появляется возможность оценить перспективные виды энергии используемые в открытых горных работах.

Таким образом, область применения энергетического метода исследования можно сформулировать следующим образом:

методом оцениваются технологические потоки, их составные части и комплекты оборудования для разработки горных пород, а через них структура комплексной механизации всего карьера независимо от колебания цен на оборудования и материалы;

в конкретных условиях действующего карьера энергетическим методом можно обосновать эффективность замены машин в отдельных звеньях технологического потока;

метод позволяет учитывать в технологическом процессе качество и свойства горной массы и конечного продукта;

методом оцениваются технологические потоки вместе с их природными условиями работы;

метод позволяет установить рациональное распределение затрат по производственным процессам в технологическом цикле в зависимости от вида используемой энергии;

метод позволяет оценить эффективность новых способов разработки горных пород, технологических схем, новых машин и механизмов, а также новых видов энергии;

метод позволяет учитывать изменения физического состояния рабочего тела (горной породы) и окружающей среды в предыдущем производственном процессе, изменения свойств или состояния горной массы. В этом случае для каждого процесса необходимо проектировать технологию с учетом поглощенной ранее энергии в предыдущих процессах. Например, массив имеет, как известно, температуру +40 С, после взрыва он в зависимости от температуры и влажности окружающей среды изменяет свое состояние: при отрицательных температурах порода смерзается, при длительном пребывании в развале горная масса слеживается, уплотняется под действием сотрясений от соседних взрывов. Такое физическое состояние горной массы увеличивает затраты энергии в следующем выемочно-погрузочном процессе, следовательно, в комплектах, где по принятой технологии горная масса, вследствие длительных внешних влияний, ухудшает свои сыпучие свойства, должны применять повышенные мощности выемочно-погрузочной техники;

метод эффективно применять при определении технологии горных работ в сложных топографических и суровых климатических условиях.

5.2 Связь энергетического метода с другими методами анализа технологии и комплексной механизации горных работ на карьере.

В настоящие время при анализе работы проектных вариантов используется метод технико-экономического анализа, основными показателями которые являются затраты труда, энергии и материалов в рублях на единицу продукции.

При энергетическом методе оценивается энергопоглощаемость в процессе производства единицы продукта.

Эти два метода не исключают один другого.

Согласно указанной области применения энергетического метода с его помощью выбирается оптимальный комплект оборудования технологического потока на карьере в зависимости от свойств горных пород и массива, свойств горной массы, характера окружающей среды и природных условий. Варианты близкие к минимуму по энергопоглощению оцениваются технико-экономическим методом.