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

Анистратов Юрий Иванович

Рис 20 Зависимости энергозатрат во вскрышных работах от параметров технологии.

в технологических схемах разработки с перевалкой вскрыши в выработанное пространство с засыпкой части пласта полезного ископаемого и переэкскавацией во внутреннем отвале (рис.17 г и д), а также в схемах с перевалкой и переэкскавацией вскрыши одним драглайном, расположенном на промежуточном отвале (рис, 17 е) с увеличением высоты вскрышного уступа.

2.5

Энергетическая оценка технологии добычных работ

Энергетическим показателем оценки технологии добычных работ, т.е. части системы разработки, являться совершаемая работа в технологических процессах по добыче полезного ископаемого.

Количественно эта работа, выражаемая в энергозатратах при разработке полезного ископаемого, зависит от его свойств, применяемого оборудования и параметров трассы перемещения.

Трасса пути полезного ископаемого включает перемещение вдоль фронта работ в рабочей зоне карьера, далее по транспортным коммуникациям наклонных вскрывающих выработок и по участку на поверхности от карьера до пункта приёма груза.

При разработке нагорных месторождений трасса перемещения полезного ископаемого зависит от горно-геологических и топографических условий. По рабочему горизонту трасса горизонтальная, далее в карьере по вскрывающим выработкам с уклоном или вертикальная.

Расчёт удельных энергозатрат производится зависимостям, изложенном выше. Они представляют сумму энергозатрат по процессам добычных технологических потоков: в крепких породах: бурение взрывных скважин, взрывное дробления массива, экскавации, перемещения по транспортным коммуникациям.

В процессе переработки энергопоглощение зависит от вида полезного ископаемого и его назначения.

Теоретические и фактические энергозатраты на обогатительной фабрике значительно больше чем в карьере.

Оптимизация затрат энергии на производство горных работ производится выбором комплексной механизации и технологии производственных процессов добычных работ в карьере. Это влияет на затраты на обогатительной фабрике и позволяет минимизировать общие затраты на производство продукции карьера.

Исследования в области оптимизации затрат по технологическим процессам от добычного забоя до процесса обогащения с целью снижения общих затрат показывает эффективность увеличения степени дробления полезного ископаемого в забое карьера (рис.21), что позволяет снизить затраты на экскавацию (табл.7.) при некотором увеличении затрат на процесс подготовки горных пород к выемке (табл.7.8,9).

Рис. 21 Зависимость энергопоглощения (а) и энергоёмкости (б)

от степени дробления горной массы

Таблица 7

Зависимость производительности экскаватора от степени дробления горной массы

Средний

размер куска, м

Удельное сопротивление пород копанию, МПа

Планируемая производительность экскаватора, м3/ч

Удельное энергопоглощение,

МДж/м3

Удельная энергоемкость, МДж/м3

0,15

0,12

660

0,44

0,92

0,20

0.13

635

0,45

1,10

0,24

0,15

590

0,49

1,42

0,30

0,16

540

0,51

2,12

0,40

0,23

415

0,64

3,95

Таблица 8

Энергозатраты на взрывное дробление пород

Метод расчета

Показатели

Значение

На основе теоретических зависимостей

Степень дробления пород

Средний размер куска породы после взрыва, м

1,5

0,40

2,0

0,30

2,5

0,24

3,0

0,20

4,0

0,15

Энергопоглощение, МДж/м3

Удельный расход ВВ, кг/м3

0,018

0,11

0,020

0,12

0,022

0,13

0,023

0,14

0,025

0,17

На основе эмпирических зависимостей

Энергоемкость, МДж/м3

Удельный расход ВВ, кг/м3

0,78

0,39

1,04

0,52

1,22

0,61

1,38

0,69

1,62

0,81

Таблица 9

Энергозатраты на буровзрывные работы

Средний размер куска,м

Удельные энергозатраты, МДж/м3

Взрывные работы

Буровые работы

Буровзрывные работы

Энергопоглощение

Энергоемкоесть

Энергопоглощение

Энергоемкость

Энергопоглощение

Энергоемкость

0,15

0,025

1,62

0,051

0,243

0,076

1,863

0,20

0,023

1,38

0,042

0,207

0,065

1,587

0,24

0,022

1,22

0,039

0,183

0,061

1,405

0,30

0,020

1,04

0,036

0,156

0,056

1,196

0,40

0,01 8

0,78

0,033

0,117

0.051

0,897

Минимизация экономических затрат по всему добычному технологическому потоку должна учитывать стоимость видов энергии, которая используется в технологических процессах. Соотношение средней стоимости 1 МДж используемой энергии в карьере следующее: электрическая – 1, тепловая (дизельное топливо) – 2,13, химическая (заводское взрывчатое вещество) – 53,8.