20.07.2018
В ходе возведения частного жилого здания и разработке интерьера, необходимо принимать во внимание все требования, которые...


20.07.2018
Биметаллическими радиаторами называют батареи, созданные из нескольких сплавов: стального и алюминиевого. Сталь применяют с целью...


19.07.2018
Гибка металла, в особенности, листового, считается технологичной процедурой, в ходе которой из прокатного листа можно получить ту...


18.07.2018
Металлические изделия самой разной функциональности для краткости называются метизы. Группа охватывает широчайший ассортимент,...


18.07.2018
Сегодня на рынке выбор покрытий для пола является попросту колоссальным, среди самых востребованных вариантов следует отметить...


17.07.2018
Инверсионная крыша является «кровлей наоборот». Если говорить простыми словами, то основным её отличием, сравнивая со стандартной...



Выбор способа разработки россыпей

17.06.2018
Для разработки россыпей, кроме основных способов разработки, применяют еще и комбинированные, которые могут быть весьма разнообразны. Все это осложняет выбор способа разработки и обоснование его является трудоемкой задачей, если условия залегания россыпи не благоприятствуют применению какого-либо одного из них.

Влияние способа разработки на извлекаемые запасы. Выбор способа разработки осложняется еще и тем, что каждому из них свойственны различные бортовые содержания. При этом ширина промышленной части россыпи для разных способов разработки будет меняться с изменением бортового содержания.

На россыпях с выдержанным залеганием и определенной закономерностью в изменении мощности пласта и содержания металла по простиранию россыпи можно наблюдать следующие взаимозависимости изменения ширины промышленной россыпи от ее глубины.

Для подземного способа разработки граница россыпи определяется точками 1; 2 и 5; 6 (рис. 235), объем добываемых песков ограничивается наибольшей выемочной мощностью, поэтому часть песков в местах больших раздувов пласта 3; 4; 9 может быть и не отработана. Также будут не отработаны пески в верхних пропластках. Наименьшая ширина промышленной россыпи для подземного способа будет при минимальной глубине россыпи; с увеличением глубины до 15—20 м ширина промышленной части будет увеличиваться, далее до глубины 25—40 м ширина остается постоянной.

При экскаваторно-бульдозерном способе пески в основном пласте будут полностью отработаны в пределах точек 7; 8; 9; 10; 11, в том числе и в раздувах пласта. Наибольшей ширины промышленная россыпь достигнет при минимальной глубине; с дальнейшим увеличением глубины ширина россыпи будет постепенно сокращаться, вначале медленно, а с глубины 10—12 м резко.

При дражном способе возможно добыть и промыть пески верхних пропластков, расположенных на уровне точек 16; 17; 18 даже при невысоком содержании. Вследствие этого из россыпи будет извлечено наибольшее количество металла и песков, ограничиваемых точками 12; 13; 9; 14; 15 и 16; 17; 18. Наибольшая ширина промышленной россыпи достигнет для драг средних размеров при глубине около 5—8 м; увеличение глубины до 10—12 м на ширину россыпи влияние оказывает незначительное. При большей глубине ширина начнет уменьшаться, причем на мерзлых россыпях это сокращение происходит более резко.

На месторождениях с разной глубиной промышленная россыпь достигнет наибольшей ширины при определенном способе разработки. Так, на неглубоких россыпях при бульдозерно-скреперном способе разработки можно обеспечить наибольшую ширину промышленной россыпи. На россыпях средней глубины наибольшая ширина будет достигнута при дражном способе разработки, а на мерзлых глубоких россыпях наибольшая ширина ее будет при подземном способе разработки.

По этим причинам применение на одной и той же россыпи различных способов разработки скажется не только на капиталовложениях и себестоимости металла, но и на количестве извлекаемого из месторождения металла.

Бортовое содержание в пласте изменяется при различных условиях его залегания, т. е. с изменением мощности пласта, глубины россыпи и мощности торфов. Поэтому бортовое содержание приходится устанавливать в целом для всей россыпи — среднее и для отдельных площадей разведочных линий. На дражных и гидравлических разработках, когда россыпь отрабатывается при вскрытии с помощью котлована или выносных канав, бортовое содержание определяют на всю толщу наносных отложений. В этих условиях бортовое содержание по каждой разведочной линии соответствует среднему бортовому содержанию на массу по всей россыпи, и построение границы балансовых и промышленных запасов упрощается.

Способ разработки, при котором будет достигнута наибольшая ширина промышленной россыпи, обеспечит наибольшее извлечение металла из месторождения при наименьших прямых эксплуатационных расходах. Капитальные затраты и ряд других расходов на бортовое содержание обычно не влияют, поэтому окончательное суждение о выгодности способа и выбор его необходимо производить путем сравнения экономического показателя, учитывающего как эксплуатационные, так и капитальные затраты, а также количество извлекаемого металла и сроки освоения россыпи. Таким показателем, дающим обобщающую экономическую оценку способа разработки, является относительная величина годовой прибыли или срок окупаемости капиталовложений.

Влияние подготовительных работ на выбор способа разработки. На открытых горных работах и независимом способе вскрытия объем подготовительных работ зависит от глубины залегания пласта. На подземных горных работах или при дражном и гидравлическом способах разработки и вскрытии котлованом объем подготовительных работ не зависит от глубины залегания пласта. Поэтому для площадей россыпи с различной глубиной залегания пласта целесообразно применять различные способы разработки. В таких условиях выбор способа разработки производят, определяя предельный коэффициент вскрыши, т. е. предельный относительный объем подготовительных работ. Предельную допускаемую глубину залегания пласта для каждого способа устанавливают в зависимости от предельного коэффициента вскрыши.

Предельный коэффициент вскрыши можно установить исходя из равенства полной себестоимости 1 м3 песков для двух- сопоставляемых способов разработки или же из равенства себестоимости добычи единицы металла. Приравняем себестоимость полной добычи 1 м3 песков с учетом промывки для двух сопоставляемых способов разработки S1 и S2, при этом для первого способа, в котором коэффициент вскрыши изменяется от глубины россыпи, выразим себестоимость в зависимости от коэффициента вскрыши, т. е. имеем S1 = s1д + s1п + b1s1в = S2. Решаем уравнение относительно b1 и получаем выражение для определения предельного коэффициента вскрыши исходя из равной себестоимости песков

Для более правильного определения предельного коэффициента вскрыши необходимо учитывать разубоживание, извлечение металла из месторождения и время вложения средств на подготовительные работы, а также определять его из равенства себестоимостей металла по уравнению

где S1, S2 — полная себестоимость 1 м3 извлекаемых песков для первого и второго сопоставляемых вариантов, руб.;

s1д, s2д — себестоимость очистной выемки песков без учета расходов на подготовку для первого и второго вариантов, руб/м3;

s1в, s2в — себестоимость единицы объема подготовительных работ для первого и второго вариантов, руб/м3;

s1п, s2п — себестоимость промывки для первого и второго вариантов, руб/м3;

е1,е2 — коэффициенты изменения объема песков от разубоживания и потерь;

b1, b2 — удельный объем подготовительных работ на 1 м3 добытых песков для первого и второго вариантов;

Aм = v1c1/v2c2 — коэффициент относительного извлечения металла из месторождения для первого варианта относительно второго;

v1, v2 — коэффициент приведения затрат на подготовительные работы для первого и второго вариантов.

Значения остальных величин указаны в уравнениях (234), (243).

Коэффициент приведения подготовительных затрат v при равномерном расходовании средств на подготовку определяется уравнением

где ек — коэффициент оплаты кредитов за год; ек = 0,02 0,06;

t — время опережения от начала проведения подготовительных работ по отношению к началу очистных, лет.

При коэффициенте кредита ек = 0,06 и сроках опережения в начале подготовительных работ 3, 5 и 12 лет коэффициент приведения v соответственно равен 1,13, 1,2 и 1,49.

Для открытой разработки с независимым вскрытием, т. е. для бульдозерных и экскаваторных способов разработок, величина b1, подсчитанная по уравнениям (252) и (253), выражает предельный коэффициент вскрыши. Поэтому на площадях месторождения, где коэффициент вскрыши меньше предельного, выгоднее применять первые варианты, а при больших значениях коэффициента вскрыши следует применять вторые варианты.

Если сопоставляются варианты, при которых извлекается одинаковое количество металла, то коэффициент относительного извлечения металла следует принимать равным Aм = 1.

Учет времени вложения средств на подготовку и извлечения металла из месторождения позволяет давать более правильную оценку вариантов. К подготовительным работам приступают с опережением относительно очистной добычи на подготавливаемой площади или уступе в пределах 0,3—12 лет в зависимости от способа и условий разработки. Учитывать это время при экономической оценке варианта важно так же, как и учитывать количество извлекаемого из месторождения металла. В частности, это содействует более широкому распространению вариантов с более короткими сроками подготовки и с более высоким извлечением металла. Если варианты сопоставляют с проведением более подробных расчетов, то для учета времени проведения подготовки необходимо все эти затраты привести ко времени окончания разработки месторождения или к началу очистных работ и при сопоставлении вариантов учитывать условную приведенную стоимость всех подготовительных работ.

К подготовительным работам на отдельной площади или горизонте месторождения приступают с таким расчетом, чтобы эти работы были закончены с определенным опережением относительно времени перехода на данной площади к добычным работам. Опережение необходимо для того, чтобы предотвратить простои добычи, которые возможны в случае резкого снижения или отсутствия подготовленных к выемке запасов, вызванных отклонением границы залежи и запасов от подсчитанных, а также для того, чтобы добычные и подготовительные работы не мешали друг другу и этим обеспечивалось четкое построение технологии работ и достигалось высокое использование оборудования и наименьшая себестоимость добычи.

На открытых работах этот срок опережения во многом зависит от глубины месторождения и мощности наносов, а также от принятого способа вскрытия, предопределяющего число находящихся в работе вскрышных и добычных уступов.

На неглубоких мерзлых россыпях, которые разрабатываются драгами при естественной оттайке, необходимо начать подготовку, согласно рис. 236, б, за 4—6 лет, в то же время при игловой водооттайке достаточно опережение, согласно рис. 236, а, в 1,5 года. При этом вся подготовка должна быть завершена до начала перехода к добыче за 2—6 месяцев. На неглубоких талых россыпях и при применении вскрытия котлованом и валовой выемке песков к подготовительным работам из-за малого их объема и непродолжительности их проведения приступают с наименьшим опережением (3— 6 месяцев) в зависимости от количества имеющегося для этих работ оборудования. Таким образом, на дражных разработках подготовительные работы начинают с опережением от 0,3 до 6 лет.

При бульдозерно-скреперных разработках решающее влияние на опережение в начале подготовки оказывает мощность мерзлых торфов и годовое понижение забоев. В зависимости от этого к подготовке приступают за 0,4—2,5 года до начала очистных работ и заканчивают за 1—6 месяцев.

При экскаваторной разработке месторождения с четко выраженным пологопадающим пластом (рис. 237, а), когда вскрышные и добычные работы из-за большой мощности приходится вести на нескольких уступах, выдерживается угол откоса рабочего борта вб = 10—16°. Угол же погашения борта разреза в зависимости от устойчивости пород вр = 35—55°. Вследствие этого к вскрышным работам в заходках 2; 2; 3; 4 (рис. 237, а) над последней заходкой 2; 2 приходится приступать, когда очистные работы производятся в заходке 8; 10. В этом случае опережение во вскрышных работах определяется шириной площадки L. Из треугольников 3; 5; 9; 2; 3; 6; 7; 8; 9 опережение определяется уравнениями:
Выбор способа разработки россыпей

где H — наибольшая мощность наносов, м;

b — ширина последней заходки, м; а1 — угол падения пласта, град;

вб, вр — соответственно углы борта разреза погашения и рабочего борта, град;

А — коэффициент опережения в подготовке при пологом залегании пласта.

Время опережения в начале вскрыши Tн по отношению к началу добычи на последней заходке складывается из времени на подвигание фронта добычи по падению, т. е. на отрезке 2; 8 и из наименьшего допускаемого времени в опережении вскрышного уступа по отношению к добычному. Этот срок опережения определяется по уравнению

где V — скорость подвигания фронта добычных работ по падению, м/год;

tд — наименьшее допускаемое опережение вскрышного забоя на нижнем уступе относительно добычного, лет;

tв — наименьшее допускаемое опережение вскрышного забоя на верхнем уступе относительно вскрышного забоя нижнего уступа, лет.

Изложенный выше расчет срока опережения применим для пологопадающих месторождений, когда рабочей площадкой на добычном уступе является плотик (почва) пласта.

На россыпях, залегающих в глубоких западениях (рис. 237, б), рабочая площадка добычного уступа располагается на различных горизонтах залежи. Вскрышные работы, связанные с подготовкой нижнего уступа VIII, состоят из разноса бортов разреза на площадях 2; 4; 6; 5 и 1; 3; 8; 7. Приступить к вскрыше на этой площади левого рабочего борта придется, когда борт примет положение 7; 9, т. е. во время проведения подготовительных работ на уступе III, а по правому рабочему борту, когда он примат положение б; 13, т. е. во время проведения вскрышных работ на уступе II. Из треугольников 7, 9, 12; 1, 7, 11 и 1, 9, 10 имеем:

где H1в — опережение вскрышных работ по вертикали на левом висячем борту относительно нижнего добычного уступа, м;

H — глубина разреза, м;

h — высота уступа, м;

A1 — коэффициент подготовки по левому борту;

в1б и в1р — соответственно углы по левому висячему борту погашения и рабочего борта разреза, град.

Для правого лежачего борта имеем:

где Н2в — опережение вскрышных работ по вертикали на правом лежачем борту относительно добычного уступа, м;

А2 — коэффициент опережения в подготовке по левому борту;

в2б и в2р — соответственно углы по правому борту погашения и рабочего борта, град.

Время опережения Tн начала вскрышных работ в среднем для висячего и лежачего бортов определяется по уравнению

где е1 — коэффициент относительного объема вскрышных работ по

левому висячему борту: е1 = Wв/W;

Wв — объем вскрышных пород по левому висячему борту;

W — общий объем вскрышных пород, м3;

vп — скорость годового понижения открытых работ, м/год;

tв — время, связанное с проведением выработок вскрытия (съезда на нижний уступ), включая время на опережение, которое необходимо для перехода на проходку разрезной траншеи, лет;

tд — наименьшее допускаемое опережение при проведении разрезной траншеи на уступе VIII относительно добычного забоя, лет.

При подземной разработке месторождения с пологозалегающим пластом подготовительные работы приходится проводить сразу в пределах всего шахтного поля. Время опережения в подготовительных работах равняется сумме времени, затрачиваемого на проведение сбойки 2; 11 (см. рис. 237, а), на проведение пограничных выработок для откатки и проветривания на площади забоя 1; 2 и наименьшего допускаемого опережения подготовительных выработок относительно очистных.

Учитывать время вложения средств в подготовку при выборе способа разработки необходимо, когда разница в сроках использования средств превышает один год.

При определении предельного коэффициента вскрыши важно правильно выбрать расчетные коэффициенты, т. е. себестоимость общей добычи, вскрыши и очистных работ для сопоставляемых вариантов. Обычно производить сопоставления приходится для наиболее глубоких горизонтов месторождений. Поэтому в выбранных показателях необходимо учитывать влияние увеличения глубины разработки на себестоимость вскрыши и добычи на открытых работах, а также на подземных работах. Кроме того, отработка глубоких горизонтов и площадей по условиям разработки может быть произведена только через несколько лет или даже десятков лет. За это время техника и технология разработки будут усовершенствованы, что должно отразиться на себестоимости. Поэтому выбранные для расчета показатели должны учитывать прогресс в горном деле ко времени возможной отработки сопоставляемых горизонтов.

При коротких сроках отработки месторождений (менее одного года) предлагается при выборе способа разработки определять следующие основные средние, а не предельные показатели: себестоимость добычи 1 м3 горной массы, производительность труда и удельный расход электроэнергии. При этом следует учитывать показатели по вскрыше, прочим горно-подготовительным работам (проходка канав, обвалование и др.) и очистным работам с учетом промывки. Например, среднюю себестоимость добычи 1 м3 горной массы Sсм можно определять по уравнению

где Wв, Wп, Wд — соответственно объем работ по вскрыше, прочим горно-подготовительным работам и добыче, м3;

sв, sп, sд, sпр — соответственно стоимость 1 м3 по вскрыше, прочим горно-подготовительным работам, по очистной добыче и промывке, общеприисковые расходы, руб.

По тождественным уравнениям подсчитывается производительность труда и удельный расход электроэнергии на 1 м3 горной массы.

Влияние скачкообразной добычи металла по годам на выбор способа разработки. Многие россыпи имеют неравномерное распределение металла по отдельным площадям. Это приводит к различной добыче металла по годам разработки, причем для разных способов разработки получается различная неравномерность добычи. Так, при подземном способе легче (без значительных дополнительных затрат) обеспечить первоочередную отработку наиболее богатых площадей, что позволяет резко увеличить прибыльность предприятия в первые годы и этим еще больше увеличить эффективность полученных накоплений. В таких условиях для сопоставления вариантов необходимо приводить накопления к конечному сроку отработки месторождения, применяя нормативный коэффициент эффективности, который используется для оценки эффективности капитальных вложений.

Общие соображения при выборе способа разработки. При выборе способа разработки необходимо учитывать в комплексе все факторы, влияющие на технико-экономические показатели, что затрудняет его выбор. Однако в некоторых условиях может применяться только один способ разработки. Например, дражный, когда имеются водоносные пойменные россыпи длиной в несколько десятков километров при средних и небольших уклонах долины и глубиной от 4 до 60 м на талых россыпях, а на мерзлых глубиной менее 18—20 м. Пойменные россыпи большей глубины в настоящее время могут быть отработаны подземным способом, поэтому при глубине мерзлых россыпей свыше 25—30 м, а талых свыше 70—80 м и при средней мощности пласта целесообразно применять только подземный способ. Мерзлые, маловодные ключевые или террасовые россыпи глубиной менее 4—5 м наиболее выгодно разрабатывать скреперно-бульдозерным способом. Во всех подобных случаях для выбора способа разработки достаточно рассмотреть основные условия, способствующие применению рекомендуемого способа, а также осложняющие его применение, при этом необходимо указать, что в рассматриваемом случае последние не имеют решающего значения. Кроме того, необходимо подтвердить тождественность условий разработки проектируемой россыпи одному из действующих предприятий и привести его показатели.

Когда по условиям разработки нет явных признаков, предопределяющих выгодность применения одного способа, необходимо рассматривать несколько вариантов, наиболее подходящих для рассматриваемых условий, а в дальнейшем произвести их технико-экономическое сопоставление.

При сопоставлении способов разработки необходимо установить для них бортовое содержание, выявить промышленные запасы, а также установить количество извлекаемого из россыпи металла. В дальнейшем методика сопоставления вариантов зависит от наличия в этих способах процессов с одинаковыми технико-экономическими показателями. В общем случае сопоставление вариантов и обоснование наивыгоднейшего способа производят на основании наиболее полного сравнения показателей: себестоимости 1 г металла (1 кг концентрата); капиталовложений на 1 кг и 1 т годовой добычи металла; прибыли относительной и абсолютной при единой оптовой цене на металл и условных накоплений по отношению к предельной цене в случае, когда единая цена не установлена; сроков окупаемости; времени освоения основных запасов и количества извлекаемого металла по годам разработки; обеспеченности постоянной занятости рабочих на протяжении всего года.

Когда в сопоставляемых способах имеются процессы с одинаковыми технико-экономическими показателями, сопоставление может быть упрощено. Так, если промышленные запасы и добываемое из горных работ количество металла в вариантах отличаются незначительно, а капиталовложения одинаковы, то можно ограничиться подсчетом себестоимости 1 г металла. Если же стоимость промывки и коэффициенты извлечения и содержания металла в песках близки в сравниваемых вариантах, то можно сопоставлять по себестоимости добычи 1 м3 песков.

При выборе способа разработки необходимо учитывать изменение себестоимости добычи по временам года в зависимости от условий залегания россыпи и климата. Так, наибольшее увеличение стоимости добычи наблюдается на гидравлических разработках во время морозов. При подземной разработке мерзлых россыпей добыча зимой дешевле летней. Остальные способы занимают промежуточное положение. Исходя из этого, каждый способ разработки целесообразно применять тогда, когда могут быть достигнуты наилучшие показатели. При выборе способа разработки учитывают необходимость обеспечения занятости рабочих на протяжении всего года, а также равномерное использование мощности местных электростанций. На приисках, разрабатывающих мерзлые россыпи средней глубины бульдозерно-экскаваторным способом, потребность в рабочей, силе по временам года колеблется в пределах 82—132% от среднего, а при подземной разработке мерзлых россыпей — от 64 до 115%. Для наиболее рационального использования рабочей силы в таких условиях целесообразно планировать добычу песков открытыми работами от 30 до 70%, а остальное добывать на подземных работах.

На приисках, где имеются электростанции, работающие на дровах, целесообразно зимой часть рабочих использовать на лесозаготовках.

На некоторых приисках, расположенных недалеко от железной дороги или от сплавных рек, для лучшего использования рабочей силы в зимнее время и снижения удельного веса общеприисковых расходов имеются цехи для заготовки леса. Это позволяет разрабатывать россыпи в наивыгоднейшее для данного района время, применяя только дражный или экскаваторно-бульдозерный способ, если нет россыпей, пригодных для подземной разработки, и сохранять рабочие кадры.

Для нижелимитного строительства, когда строятся небольшие предприятия со сроком отработки россыпи за один-два года, на выбор способа разработки влияет наличие на приисках оборудования, а также сроки приобретения и завоза нового оборудования.