Обоснование структуры комплексной механизации при производстве вскрышных работ на Каа-Хемском разрезе

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ГЕОЛОГИЯ. МЕСТОРОЖДЕНИЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ ECONOMIC GEOLOGY. FIELD OF MINERAL RESOURCES

УДК 622: 622.6

ОБОСНОВАНИЕ СТРУКТУРЫ КОМПЛЕКСНОЙ МЕХАНИЗАЦИИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ВСКРЫШНЫХ РАБОТ НА КАА-ХЕМСКОМ РАЗРЕЗЕ

Саая С-С.Ш.

Тувинский государственный университет, Кызыл

THE SUBSTANTIATION OF THE STRUCTURE OF INTEGRATED

MECHANIZATION AT THE PRODUCTION OF THE OVERLOOK WORKS ON THE KAA-KHEM SECTION

Saaya S-S.Sh.

Tuvan State University, Kyzyl

В настоящей работе представлены результаты исследований двух технологических схем отработки Каа-Хемского каменноугольного месторождения. Произведен сравнительный экономический анализ горного оборудования.

Ключевые слова: механизация, оборудование, производительность, экскавация.

Results of researches of two technological schemes of working of Kaa-Hem of the coal field are presented. The comparative economic analysis of the mountain equipment is made.

Keywords: mechanization, equipment, productivity, excavation.

Для обоснования структуры комплексной механизации при производстве вскрышных работ рассмотрим две технологические схемы для отработки Каа-Хемского каменноугольного месторождения, и на основании технико-экономического сравнения будет выбран самый рациональный вариант.

Одной из причин малой производительности карьера является износ основного горного оборудования на 70 - 100%. Частые поломки и малая производительность оборудования при производстве вскрышных работ ведёт к усложнению организации работ на вскрышном уступе с запланированными графиками. При этом достаточно сложно обеспечить производительность по добыче угля в объёме 650 тыс. тонн в год.

Структура комплексной механизации при варианте I - рассматривается существующая технология по подготовке горных пород к выемке, где при производстве вскрышных работ на бурении используются станки шарошечного бурения марки 3СБШ-200\60 (2ед.), экскавация и переэкскавация вскрыши осуществляют двумя экскаваторами ЭШ-10/70. Плотные и крепкие крупнозернистые песчаники отрабатываются экскаватором ЭКГ-8И с погрузкой в автотранспорт марки БелАЗ-7555 грузоподъёмностью 55т.

Структура комплексной механизации при варианте II - рассматривается существующая технология по подготовке горных пород к выемке, где при производстве вскрышных работ на бурении используются станок шарошечного бурения марки ОМ-45, экскавация и переэкскавация вскрыши осуществляют двумя экскаваторами ЭШ-20/90. Плотные и крепкие крупнозернистые песчаники отрабатываются экскаватором ЭКГ-8И с погрузкой в автотранспорт марки БелАЗ-7555 грузоподъёмностью 55т.

Технология вскрышных работ I варианта:

Вскрышные породы угольного пласта «Улуг-2» на участке будут разрабатываться по комбинированной схеме. Первый вскрышной уступ мощностью до 6 метров (супеси и выветрелые песчаники) отрабатывается экскаватором ЭКГ-5А с погрузкой в автотранспорт без применения буровзрывных работ и перемещения породы на участки рекультивации отвалов, где плечо откатки составляет в среднем 1.5 км. После проведения буровзрывных работ по второму вскрышному уступу мощностью 28 метров часть вскрыши перемешается (сбрасывается) в выработанное пространство. Экскаватор драглайн ЭШ-10/70 устанавливается на развале и первой заходкой на свои рабочие параметры экскавирует вскрышные породы, находящиеся на блоке песчаника, в выработанное пространство, тем самым отстраивая себе ход для второй заходки, где будет производить оконтуривание блока песчаника и переэкскавация горных пород [1].

На безопасном расстоянии и не в зоне действия ковша вскрышного экскаватора ЭШ-10/70 производится бурение скважин по второму и третьему уступам.

С помощью экскаватора ЭКГ-8И, будет отрабатываться подготовленный к выемке блок песчаника. Автотранспортом породы будут вывозиться в выработанное пространство участка на внутренние бульдозерные отвалы по въездной траншее, где плечо откатки в среднем составляет один километр [2].

Порядок отработки транспортных уступов последовательный. На одном вскрышном горизонте работает, как правило, один экскаватор.

Уголь транспортируется по почве угольного пласта «Улуг»-2 по выездным траншеям.

Технологическая схема по первому варианту представлена на рисунке 1.

66,5

-'V-

Рис. 1. Технологическая схема по первому варианту

Структура комплексной механизации при варианте II.

Вскрышные породы угольного пласта «Улуг-2» на участке будут разрабатываться по комбинированной схеме. Первый вскрышной уступ мощностью до 6 метров (супеси и выветрелые песчаники) отрабатывается экскаватором ЭКГ-5А с погрузкой в автотранспорт без применения буровзрывных работ и перемещения породы на участки рекультивации отвалов, где плечо откатки составляет в среднем 1.5 км. После проведения буровзрывных работ по второму вскрышному уступу мощностью 28 метров часть вскрыши перемешается (сбрасывается) в выработанное пространство. Экскаватор драглайн ЭШ-20/90 устанавливается на предотвале, с которого вскрышные породы второго уступа, находящиеся на блоке песчаника, экскавируются в выработанное пространство. Экскаватор оконтуривает блок песчаника и одновременно отстраивает себе ход и формирует отвальные конусы для дальнейшей рекультивации.

На безопасном расстоянии и не в зоне действия ковша вскрышного экскаватора ЭШ-20/90 производится бурение скважин по второму и третьему уступам.

С помощью экскаватора ЭКГ-8И будет отрабатываться подготовленный к выемке блок песчаника. Автотранспортом породы будут вывозиться в выработанное пространство участка, на внутренние бульдозерные отвалы по въездной траншее, где плечо откатки в среднем составляет один километр.

Порядок отработки транспортных уступов последовательный. На одном вскрышном горизонте работает, как правило, один экскаватор.

Уголь транспортируется по почве угольного пласта «Улуг»-2 по выездным траншеям.

Технологическая схема по второму варианту представлена на рисунке .2

'V

Рис. 2. Технологическая схема по второму варианту

Взрывное разрушение в ближайшем будущем останется основным способом подготовки горных пород к выемке. Поэтому эффективность и экономичность буровзрывных работ и в дальнейшем будет во многом определять технико-

экономические показатели работы горных предприятий с открытым способом разработки.

В качестве конкурирующих вариантов рассмотрим станки вращательного бурения отечественных и зарубежных производителей такие как 3СБШ - 200/60 и ОМ-45/50.

Рис. 3. Станки зарубежного и отечественного производства

Сравниваемые варианты рассчитаны по методике В.В.Ржевского и сведены в таблицы 1 - 2.

Таблица 1

Параметры Значение

1 вариант 2 вариант

СБШ 200/60 ЭШ 10/70 ОМ 45/50 ЭШ 20/90

Показатель трудности разрушения II

Трудность бурения II

Скорость бурения бурового станка, м/ч 23 57

Сменная эксплуатационная производительность, м/см 135 197

ЛСПП, м 6,7 4,31

Диаметр скважины, мм 256 168

Расстояние между скважинами в ряду и между рядами скважинам, м 5,7 3,6

Сетка скважин, м 6х7 4х4

Глубина скважины, м 29 29

Число продольных скважин, рядов 7 12

Ширина вскрышного блока, м 50

Масса заряда, размещаемого в отбойных скважинах, кг 764,4 291

Вместимость скважины, кг 1223,4 527,3

Вместимость ВВ в одном метре скважины, кг 43,7 18,8

Продолжение таблицы 4.3

Расчетная масса заряда по вместимости, кг 990 467

Длина отбойных скважин, м 29 29

Длина заряда в отбойных скважинах, м 22,6 24,8

Длина забойки в отбойных скважинах, м 6,4 4,2

Оптимальный интервал замедления, мс 16,75 10,77

Ширина развала при однорядном мгновенном взрывании, м 50 50

Ширина развала при многорядном короткозамедленном взрывании, м 82 80

Высота развала, м 22,4

Средневзвешенный коэффициент разрыхления пород при взрыве 1,29 1,47

Объем взорванного блока по условиям обеспеченности экскаватора взорванной горной массой, м3 208500 312000

Длина блока, м 151 230

Количество скважин в ряду, ед 26 59

Скорректированная длина блока, м 150 232

Скорректированный объем блока, м3 205800 311116,4

Объем буровых работ в блоке, м 5278 20532

Затраты времени на обуривание блока, сут 7,2 52,1

Время, затраченное на отработку блока, сут 29,61 29,9

Время, затраченное на зарядку скважин, см 2 3

Расход ВВ на блок, кг 180180 330636

Вместимость забойки в одном метре скважины, кг 64,3 27,7

Затраты времени, на производство всего комплекса взрывных работ, см 5,4 6

При глубине скважины более 15м необходим дублирование ДШ, м 45 45

Расход ДШ на блок, м 8890 32560

Расход шашек-детонаторов ТП-400 на блок, ед 364 708

Удельный расход средств инициирования

Детонирующих шнуров, м/м3 0,04319 0,10465

Шашек-детонаторов, ед/м3 0,00176 0,00227

Годовой расход ВВ и СИ

Взрывчатых веществ, кг 1980000 1620000

Детонирующих шнуров, м 155484 376759

Шашек-детонаторов, ед 6367 8193

Общий выход негабарита, м3/год 40000 16000

Инвентарный парк буровых станков СБШ 250, ед 2 1

Максимальная дальность разлета кусков, м 500

Безопасное расстояние для зданий сооружений по

сейсмическому действию взрывов скважинных зарядов ВВ, м 400

Безопасное расстояние для оборудования, м

Безопасное расстояние для людей, м 350

1750

Таблица 2

Показатели по вариантам при отработке третьего вскрышного уступа

Значения

Параметры СБШ 200/60 ОМ 45/50

ЭКГ 8И ЭКГ 8И

Высота уступа, м 12 12

Диаметр скважины, мм 256 168

Расстояние между скважинами в ряду и между рядами 5,7 3,6

скважинам, м

Сетка скважин, мхм 5х6 4х4

Глубина скважины, м 12 12

ЛСПП 6,7 4,31

Ширина вскрышного блока, м 50 50

Масса заряда, размещаемого в отбойных скважинах, кг 234 124,8

Вместимость скважины, кг 524,4 225,6

Вместимость ВВ в одном метре скважины, кг 43,7 18,8

Расчетная масса заряда по вместимости, кг 306 160

Длина отбойных скважин, м 12 12

Длина заряда в отбойных скважинах, м 7 8,5

Длина забойки в отбойных скважинах, м 5 3,5

Оптимальный интервал замедления, мс 16,75 10,77

Объем взорванного блока по условиям обеспеченности экскаватора взорванной горной массой, м3 117000 117000

Длина блока, м 200,3 219

Число продольных скважин, рядов 8 12

Количество скважин, ед 320 660

Количество скважин в ряду, ед 40 55

Скорректированная длина блока, м 195 216

Скорректированный объем блока, м3 114660 115128

Объем буровых работ в блоке, м 3840 7920

Затраты времени на обуривание блока, сут 14,2 20,1

Время, затраченное на отработку блока, сут 29,4 29,5

Расход ВВ на блок, кг 74880 82368

Вместимость забойки в одном метре скважины, кг 64,3 27,7

Затраты времени на производство всего комплекса 5 5

взрывных работ, см

Расход ДШ на скважину, м 14 14

Расход ДШ на блок, м 5180 9940

Расход шашек-детонаторов ТП-400 на блок, ед 320 660

Удельный расход средств инициирования Детонирующих шнуров, м/м3 Шашек-детонаторов, ед/м3 0,04517 0,00279 0,08633 0,00573

Годовой расход ВВ и СИ Взрывчатых веществ, кг Детонирующих шнуров, м Шашек-детонаторов, ед 1260000 163861 6367 1620000 310788 20628

Общий выход негабарита, м3/год 20000 14680

Инвентарный парк буровых станков, ед 2 1

Приведены расчеты производительности парка 2 экскаваторов конкурентоспособных вариантов технологических схем. Производим их экономическое сравнение и выбран один оптимальный.

I вариант - технологическая схема с перевалкой пород в выработанное пространство с использованием драглайна ЭШ-10/70, установленного на кровле вскрышного уступа и переэкскавацией в отвал, II вариант - технологическая схема с перевалкой пород в выработанное пространство с использованием драглайна ЭШ-20/90, установленного на кровле вскрышного уступа и переэкскавацией в отвал в один ход.

Применение технологических комплексов для перевалки вскрышных пород в выработанное пространство рационален в данном случае.

Таблица 3

Производительность вскрышных экскаваторов_

Тип оборудования Наименование работ, категория пород по экскавации. Производительность оборудования.

Сменная, м3 Суточная, м3 Годовая тыс.м3

ЭШ-20/90 Бестранспортная вскрыша 5200 10400 3296,8

ЭШ-10/70 Бестранспортная вскрыша 3470 5680 2119,9

ЭКГ-5А Автомобильная вскрыша 2771 5542 1131,9

Расчётное количество экскаваторов по вариантам представлен в таблице 4 исходя из производительности разреза по вскрыше 3300 тыс.м3, объёмов

переэкскавации 1650 тыс.м3 и объёмов добычи 455; 650; 1000тыс.т.

Таблица 4

_Количество оборудования по вариантам _

Показатели Вариант I Вариант II

ЭШ-10/70 2 1

ЭШ-20/90 - 1

ЭКГ-8И 2 2

ЭКГ-5а 2 2

3СБШ 200\60 2 1

DM-45 - 1

БТС-150 1 -

Итого 9 8

Рассчет капитальных затрат на оборудования производится без учёта вспомогательного оборудования, так как количество по вариантам не изменяется.

Используя рекомендации, капитальные затраты по вариантам определяются как произведение полной балансовой стоимости единицы оборудования на списочный парк. Результаты расчета капитальных затрат на оборудование по вариантам приведены в таблице 2.5; 2.6, соответственно по варианту I, II.

Таблица 5

Капитальные затраты по варианту I__

Наименование оборудования Количество Балансовая стоимость, тыс.руб. Общая сумма капитальных затрат, тыс.руб.

Цена по прейскуранту, тыс.руб. Затраты на доставку и монтаж, тыс.руб. Итого, тыс.руб.

Вскрышные работы

ЭШ 10/70 2 70000 6670 76670 363340

ЭКГ-5А 2 18000 1681,6 19681,6 39363

Добычные работы

ЭКГ-8И 2 11290 1894,38 13184,38 26368,76

Транспорт

БелАЗ-7555 14 6700 390,54 7090,54 99267.56

Буровзрывные работы

Буровой станок БТС-150 1 8576 909,056 9485,056 9485,056

Буровой станок СБШ-250\60 2 10400 728 11128 22256

Итого 560079,6

Таблица 6

Капитальные затраты по варианту II_

Балансовая стоимость, тыс.руб.

Наименование оборудования Количество Цена по прейскуранту, тыс.руб. Затраты на доставку и монтаж, тыс.руб. Итого, тыс.руб. Общая сумма капитальных затрат, тыс.руб.

Вскрышные работы

ЭКГ-5А 2 18000 1681,6 19681,6 39363

ЭШ 20/90 1 90000 8840,56 98840,56 197681,1

Добычные работы

ЭКГ-8и 2 11290 1894,38 13184,38 26368,76

Транспорт

БелАЗ-7555 14 6700 390,54 7090,54 99267,56

Буровзрывные работы

ОМ-45 1 13000 800 13800 13800

Итого 337117.4

Уменьшение инвестиций при применении варианта 2 составят 223302.88тыс. руб., чем при варианте I.

По экономическим результатам, принято исследование считать оптимизационными. Их решают методом сравнения технико-экономических вариантов, выбирая наилучший из них по принятым экономическим критериям оценки.

В зависимости от разновременности затрат, динамичности определяющих факторов и сроков оценки горно-экономические оптимизационные задачи условно можно разделить на статические и динамические.

Простая норма прибыли (Нп) представляет отношение чистой прибыли за какой-либо промежуток времени (обычно за год) к общему объему инвестиций. Чистая прибыль равна балансовой прибыли (совокупному доходу) за вычетом налога на прибыль.

Таблица 7

Расчет чистой прибыли по вариантам, млн. руб_

Наименование позиций Варианты

1 2 3 4

455 650 800 1000

1. Выручка от реализации угля 996.45 1537,25 1892 2365

2. Эксплуатационные затраты на добычу угля 177.45 390 312 253,5

3. Эксплуатационные затраты на производство вскрышных работ 626.08 963.14 780,41 634,088

4. Прочие эксплуатационные расходы 160.7 270,6 218,4 177,51

5. Маржинальная прибыль 164.27 1011,8 1054,10 1299,9

6. Накладные расходы и плановые накопления 32.85 202,36 210,82 259,98

7. Прибыль от операций (5-6) 131.42 809,44 843,28 1039,92

8. Амортизационные отчисления на реновацию оборудования 486.731 510.300 510,300 510,300

9. Балансовая прибыль 618.151 1319,74 1353,58 1550

10.Налог на прибыль 154.53 329,94 338,395 387,555

11.Чистая прибыль 463.621 989,8 1015,185 1162,645

12. Простая норма прибыли 0,12 0,25 0,26 0,30

Расчет чистой прибыли по вариантам, млн. руб

Таблица 8

Наименование позиций Варианты

1 2 3 4

455 650 800 1000

1. Выручка от реализации угля 996.45 1537,25 1892 2365

2. Эксплуатационные затраты на добычу угля 177.45 253,5 312 390

3. Эксплуатационные затраты на производство вскрышных работ 626.08 634,088 780,41 963.14

4. Прочие эксплуатационные расходы 160.7 177,51 218,4 270,6

5. Маржинальная прибыль 164.27 1299,9 1054,10 1011,8

6. Накладные расходы и плановые накопления 32.85 259,98 210,82 202,36

7. Прибыль от операций (5-6) 131.42 1039,92 843,28 809,44

8. Амортизационные отчисления на реновацию оборудования 486.731 510,300 510,300 510.300

9. Балансовая прибыль 618.151 1550 1353,58 1319,74

10.Налог на прибыль 154.53 387,555 338,395 329,94

11.Чистая прибыль 463.621 1162,645 1015,185 989,8

12. Простая норма прибыли 0,12 0,30 0,26 0,25

Простая норма прибыли показывает, какая часть инвестиционных затрат может быть возмещена в течение одного интервала планирования. Поэтому предпочтение следует отдавать варианту с наибольшим значением Нп. При расчете простой нормы прибыли эксплуатационные затраты находят путем составления калькуляций или с использованием метода удельных показателей.

Расчет срока окупаемости инвестиций заключается в определении необходимого для возмещения инвестиций периода времени, в течение которого ожидается возврат вложенных средств за счет получаемых доходов.

Библиографический список

1. Куулар О.О., Саая С-С. Ш. Разработка конструкции рабочего оборудования гидравлического экскаватора ЭГ-110 на территории Республики Тыва // Горнометаллургический комплекс: достижения, проблемы и перспективы инновационного развития. 2016. С. 166-167.

2. Саая С-С.Ш., Кан-оол А.А. «Актуальные проблемы исследования этноэкологических и этнокультурных традиций народов Саяно-Алтая»: Материалы IV международной научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов. Кызыл: Изд-во ТувГУ, 2016 - С. 178-179.

Bibliograficheskii spisok

1. Kuular О.О., Saaya S-S.Sh. Razraborka konstrukczii rabochego oborudovaniya gidravlicheskogo eksavatora EG-110 na territorii Respubliki Tyva // Gorno-metallurgicheskii kompleks: dostizheniya, problemy i perspektivy innovacionnogo razvitiya. 2016. S. 166-167.

2. Saaya S-S.Sh., Kan-ool А.А. «AKtualnyye problemy issledovaniya etnoekologicheskih i etnokulturnyh tradicii narodov SayanoAltaya»: Materialy IV mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferencii molodyh uchenyh, aspirantov i studentov. Kyzyl: Izd-vo TyvGU, 2016 - S. 178-179.

Саая Сай-Суу Шолбановна - преподэввтель кэфедры трзнспортно-технологических средств Тувинского госудэрственного университете, г. Кызыл, E-mail: sai-suu2014@vandex.ru

Saaya Sai-Suu Sholbanovna - teacher of the Department of transport and technological means, Tuvan State University, Kyzyl, E-mail: sai-suu2014@yandex.ru

УДК 55+553.94

О ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЯХ, СТРОЕНИЯ УГЛЕНОСТНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ

БАССЕЙНА РУЧЬЯ ОН-КАЖАА

Ондар Э-Д.В., Чооду ОА Тувинский государственный университет, г. Кызыл

ABOUT GEOLOGICAL FEATURES, STRUCTURE PLENOCHNYKH SEDIMENTS OF THE BASIN OF THE STREAM ON-KAZHAA

Ondar E-D. V., Choodu O. A.

Tuvan state University, Kyzyl

В данной статье анализируются особенности строения угленостных отложений бассейна ручья Он-Кажаа. Онкажинская мульда представляет собой небольшую удлинённую котловину (рис. 1, 2) размером 18,5x4-4,5 км, геоморфологически приуроченную к урочищу Он-Кажаа.

Ключевые слова: свита, угли, отложения, система, мульда, брахисинклинали.

This article analyzes the features and structure of the coal-bearing deposits of the On-Kajaa saja basin. Anchagina the chest is a small, elongated basin (fig. 1, 2) of size 18. 5x4-4.5 km geomorphologically confined to the tract of On-Kazhaa.

Key words: Suite, coals, sediments, system, chest, brachycentridae.

Угленосные отложения в бассейне ручья Он-Кажаа впервые были обнаружены в 1947 г. В.А. Унксовым при участии В.А. Боброва (Бобров, 1947, ф.; Унксов, 1949). Тогда же в этих отложениях были выявлены угольные пласты рабочей мощности. По растительным остаткам и спорово-пыльцевому анализу угленосные осадки были отнесены к единой формации верхнепалеозойского (нижнепермского) возраста, синхронной по времени образования с балахонской свитой Кузбасса.