Метод проектирования производственной мощности на графиках-номограммах режима горных работ

Метод проектирования производственной мощности карьера позволяет более полно проиллюстрировать связи извлекаемых из пространства карьера объемов руды и вскрыши со временем их разработки и совместно используя графики для определения производительности по полезному ископаемому и пустым породам, решить ряд других задач проекта. Например, установить сроки ввода или вывода мощностей, скорости углубки карьера, необходимых объемов консервации вскрышных пород, длительности этапов разработки и т. п.

Исходные данные и результаты расчетов представлены в виде графиков-номограмм режима горных работ (рис. 5.1).

Рис. 5.1. Номограмма для определения производительности карьера при заданной скорости понижения горных работ

В. левой части графиков приведены  результаты горно-геометрического анализа карьера – извлекаемые в процессе разработки карьера объемы полезного, ископаемого и вскрышных пород нарастающим итогом по горизонтам отработки с углом откоса рабочей зоны γ = γ_p в правой – календарные графики добычи полезного ископаемого и выемки пород вскрыши по годам разработки.

При получении кривой ∑ P = f (T) использован метод проф. А. И. Арсентьева. Для упрощения расчетов при трансформации графиков режима горных работ вместо времени подготовки новых горизонтов использована скорость углубки карьера. По мере понижения горных работ скорость углубки откладывается по оси абсцисс Н, и соответственно абсциссам понижения горных работ через точки графика ∑ P = f (H) устанавливаются ординаты объемов добычи полезного ископаемого. По соответствующим этим ординатам – годам разработки строится график ∑ P = f (T).

При установлении скорости углубки. следует учитывать соразмерность развития горных работ в карьере, т. е. скорости углубки и подвигания фронта работ.

Усреднение производительности, выделение периодов стабильной эксплуатации карьера и принятие проектной производительности по руде производятся аналогично методике, описанной выше. Однако следует отметить, что в качестве единичного временного отрезка при усреднении производительности по данному методу принимается уже не время подготовки горизонта, а календарный год.

При определении производительности карьера по вскрыше, в первую очередь необходимо установить минимальный объем вскрышных пород, извлекаемый из карьера, обеспечивающий выполнение принятых годовых объемов добычи полезного ископаемого. В этих целях на графиках-номограммах устанавливается скорость понижения добычных работ. В каждый год разработки по графику ∑ P _С = f (T) берется ордината объема полезного ископаемого, извлекаемого из карьера при работе с установленной производительностью по руде, и через график ∑ P = f (H) определяется абсцисса глубины карьера на данный год разработки. Разница между соседними отметками глубины карьера, полученными на оси абсцисс Н, дает скорость понижения добычных работ в карьере. В период строительства, когда на карьере извлекаются только объемы вскрышных пород, скорость понижения горных работ принимается максимальной и равной принятой скорости углубки.

График ∑ V = f (T) выемки пород вскрыши строится на основе графика ∑ V = f (H) режима вскрышных работ по абсциссам понижения горных работ, как это показано на рис. 2.

Производительность карьера по породам вскрыши определяется тангенсом угла наклона участков кривой ∑ V = f (T) к оси абсцисс Т. Она так же, как производительность карьера по руде, принимается постоянной по периодам. Продолжительность периодов усреднения по вскрыше 7-10 (до 12) лет. Календарный график работы карьера по вскрыше выравнивается за счет переноса части объемов на более ранние периоды работы. Усреднительные прямые проводятся по касательной к точкам графика ∑ V = f (T) или как можно ближе к ним, таким образом, чтобы прямые не пересекали кривую ∑ V = f (T). В этом случае в карьере гарантируется сохранение рабочих площадок шириной не менее принятой при горно-геометрическом анализе. Иногда в процессе усреднения необходимо уменьшение производительности по вскрыше в первый эксплуатационный период в связи с требованиями рационального графика режима горных работ. Это может быть достигнуто за счет переноса объемов вскрышных работ на более поздние периоды. При этом варьируются параметры системы разработки (ширина рабочей площадки и высота уступа) или временно останавливаются некоторые участки рабочего борта.

В этом случае усреднительные прямые могут пересекать кривую ∑ V = f (T). Абсциссы и координаты точек этих пересечений покажут сроки и объемы консервации и расконсервации или период работы карьера с новыми параметрами системы разработки. Построенный в результате усреднения график ∑ V _С = f (T) позволяет определить производительность карьера по породам вскрыши в каждом отдельном периоде и на весь срок эксплуатации карьера.

Определение сроков строительства, развития и ввода в эксплуатацию' производственных мощностей с указанием объемов работ по добыче полезного ископаемого и выемке вскрыши может быть также произведено на графиках-номограммах режима горных работ. По Нормам технологического проектирования устанавливается динамика освоения мощности карьера (см. табл. 2). По графику ∑ P _С = f (T) устанавливается объем добычи полезного ископаемого по годам наращивания мощности, длительность периодов освоения пусковой мощности и развития ее до проектной. Затем на графике ∑ V _С = f (T) выделяется срок строительства карьера и определяется объем горно-строительных работ.

С целью сокращения периода окупаемости капитальных вложений и быстрейшего достижения неотрицательных значений накопленного сальдо (накопленного эффекта – разности между дисконтированными накопленными притоком и оттоком денежных средств на данном и всех предшествующих шагах расчета) целесообразно предусматривать достижение проектной производительности по этапам (ввод мощности очередями). Мощность пусковой очереди, зависящая от общей годовой производительности карьера, ввода в эксплуатацию крупных машин, очередей обогатительной фабрики, готовности объектов приема продукции и других факторов, можно принимать в соответствии со следующими рекомендациями:

Рекомендовано также нормировать периоды освоения проектной производительности карьеров (табл. 2).

Таблица 2

Нормативы и сроки освоения проектной производительности железорудных карьеров

Производительность карьера по породам вскрыши в период строительства, с одной стороны, должна обеспечивать минимальные расходы на строительство, с другой – объем горно-строительных работ должен быть достаточным для нормальной деятельности предприятия в период эксплуатации. В связи с этим производительность по вскрыше в период строительства в проектах принимается на основе допустимой себестоимости сырой руды. При этом нижний предельный уровень выемки пород вскрыши может быть показан на графике ∑ V _С = f (T).

При обосновании производственной мощности карьера по горной массе, чтобы избежать пиковых объемов в период строительства и ввода в карьер дополнительного горнотранспортного оборудования по сравнению с первым эксплуатационным периодом, в ряде случает необходимо снизить годовые объемы выемки за счет увеличения сроков строительства и снижения углубки горных работ.

Срок службы карьера (с учетом времени наращивания и затухания добычи полезного ископаемого, но без учета периода, строительства), если он является единственным горным предприятием в составе горно-обогатительного комбината, принимается после приведенных выше расчетов, но не меньше нормативного срока службы карьера.