Параметры, характеризующие эффективность применения гидромеханизации

28.12.2016

При выборе гидромеханизированного способа разработки определяется возможность его применения и анализируется несколько схем. Определяется техническая возможность осуществления схемы и экономическая целесообразность ее применения (рис. 4.2).
Для определения технической возможности гидротранспортирования пород в заданных условиях необходимо иметь следующие исходные данные:
• топографический план местности с контурами карьера, на котором должны быть обозначены места для организации гидроотвалов и водохранилищ или заданы расстояние и геодезическая высота гидротранспортирования;
• характеристику пород;
• климатические и гидрологические условия;
• годовой объем транспортируемых пород;
• режим работы предприятия;
• данные о наличии электроэнергии.
Возможность применения гидротранспорта выясняется на основе данных о расстоянии транспортирования, об источнике водоснабжения с необходимым расходом воды, на основе схемы подготовки пород к гидротранспортированию и схемы гидротранспорта, данных о типе и числе единиц гидротранспортного оборудования и обеспеченности его электроэнергией. На данном этапе устанавливаются пределы изменения искомых параметров.
Параметры, характеризующие эффективность применения гидромеханизации

После выбора рациональной схемы разработки приступают к ее оптимизации. Сначала устанавливается число независимых параметров, которые могут меняться в процессе проектирования.
Эффективность применения технологических схем зависит от множества факторов, которые можно разделить на горно-геологические и технологические. Горно-геологические факторы для конкретного месторождения являются заранее заданными и определенными (мощность вскрыши или полезного ископаемого, категория породы, рельеф местности и др.), а технологические могут устанавливаться по усмотрению (высота уступа, ширина заходки, длина фронта работ и др.). Технологические факторы и являются предметом исследования с целью получения максимального экономического эффекта при различных заданных горно-геологических факторах.
На первом этапе исследования оцениваются горно-геологические условия, в которых должна функционировать технологическая схема. На последующем этапе выдвигаются предварительные инженерные соображения, основанные на потребности в полезном ископаемом и на анализе условий залегания полезного ископаемого. Затем намечается ряд вариантов технологической схемы (по производительности, глубине разработки и длине карьерного поля).
Геологическое строение месторождения оценивается рядом поперечных профилей, характеризующих отдельные его участки.
Важным показателем, оказывающим влияние на техникоэкономические показатели технологической схемы, является глубина разработки месторождения.
С увеличением глубины разработки (на железорудных и угольных карьерах) увеличиваются коэффициент вскрыши, объем вскрышных работ и срок службы карьера. Увеличение срока службы карьера способствует уменьшению удельных затрат на амортизацию (на 1 т полезного ископаемого). С увеличением глубины разработки повышаются транспортные затраты на подъем и уменьшаются затраты электроэнергии на подрезку уступа и смыв породы.
Уменьшение затрат на размыв породы объясняется уменьшением расхода электроэнергии и затрат на обслуживание насосных станций и гидромониторов. Уменьшение расхода электроэнергии с ростом глубины происходит за счет возрастания естественного напора.
Длина карьерного поля может меняться от нескольких сотен метров до нескольких километров. Эти пределы могут изменяться по инженерным соображениям, а также в зависимости от горногеологических условий залегания полезного ископаемого.
Уменьшение длины фронта работ ведет к уменьшению транспортных коммуникаций и удельных затрат на транспортирование. При уменьшении длины фронта работ уменьшаются запасы полезного ископаемого, ухудшается использование оборудования за счет увеличения времени на передвижку трубопроводов и частой врезки в новую заходку. С увеличением фронта работ возрастают затраты на транспортирование и время подготовки новых горизонтов, а также снижается интенсивность разработки месторождения. Это обстоятельство свидетельствует о необходимости определения оптимальной длины фронта работ.
На эффективность технологической схемы большое влияние оказывает высота рабочей зоны. Так, при заданной производительности с увеличением высоты рабочей зоны растет число рабочих горизонтов и длина транспортных коммуникаций. Поэтому это один из тех факторов, который влияет на выбор высоты уступа, а следовательно, и на их число.
С ростом расстояния от гидромонитора до забоя осевое давление струи на забой падает. Для поддержания заданного давления необходимо повышать напор насосной станции, что вызывает увеличение капитальных затрат на приобретение более мощного оборудования или увеличение его числа. Увеличение напора приводит к росту затрат на потребляемую электроэнергию. Если напор не повышать, возникает необходимость уменьшения высоты уступа и ширины заходки. Уменьшение высоты уступа приведет к увеличению их числа, в результате чего возрастут длина трубопроводов и затраты на транспортирование. Уменьшение шага передвижки оборудования вызывает уменьшение степени его использования. С уменьшением ширины заходки возрастают затраты на передвижку оборудования. Изменение мощности оборудования вызывает изменение высоты уступа, ширины заходки и шага передвижки.