CC BY
51
© А.А. Кулешов, В.Ю. Коптев, В.Н. Павлов, 2003
УЛК 622.684:622.647:622.268.12 А.А. Кулешов, В.Ю. Коптев, В.Н. Павлов ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ФАКТОРА ПРИ ВЫБОРЕ ОПТИМАЛЬНОГО ТИПА
ПОГРУЗОЧНО-ТРАНСПОРТНОГО КОМПЛЕКСА*
Одним из недостатков карьерного автотранспорта, накладывающим ограничения по его применению, являются отработавшие газы.
Известны случаи полной остановки работ в карьерах по причине загазованности атмосферы карьерного пространства. Особенно остро эта проблема проявляется на глубоких алмазодобывающих и железорудных карьерах и угольных разрезах. Например, простои на карьере «Удачный» АК «Алроса» достигали 1700 часов в год. При проектировании и модернизации систем транспорта экологический фактор влияет на экономические показатели и безопасность ведения работ.
Существующие методики, применяемые при проектировании транспортных систем, практически не учитывают экологические последствия и их влияние на работу карьерного автотранспорта. Для экономической оценки использования способов улучшения экологических показателей применения автотранспорта на глубоких карьерах разработана методика и программа расчета дополняющие существующие методики выбора транспортных систем.
При моделировании транспортной системы карьера «Удачный» (глубина 495 м) с автомобильным транспортом рассмотрены пять вариантов:
• базовый: транспортирование самосвалами без улучшения экологических характеристик карьерного пространства; при достижении в атмосфере карьера вредными компонентами предельно допустимой концентрации (ПДК) вводится специальный график работы оборудования, позволяющий за счет уменьшения количества автосамосвалов, выпускаемых на линию, уменьшить количество выделяемых вредных веществ в отработавших газах (ОГ), и за счет естественной их эмиссии нормализовать атмосферу карьера; по окончании неблагоприятного периода, работа возобновляется по прежнему, полному, графику; расчет ведется по экономическим потерям от простоев автосамосвалов;
• на автосамосвалах устанавливаются нейтрализаторы, снижающие содержание вредных примесей в отработавших газах;
• автосамосвалы оборудуются индивидуальными средствами газозащиты (ИСГЗ), позволяющие путем очистки воздуха непосредственно на рабочем месте не допускать простоев оборудования; стоимость ИСГЗ для одного автосамосвала составляет 100000 р.
пдк
• автосамосвалы оборудуются встроенными системами газоочистки (ВСГЗ) с улавливанием СО; стоимость одного комплекта ВСГЗ принята равной 170000 р.
• применяется присадка ЭКО-1, снижающая дымность отработавших газов.
Глубина карьера изменялась с шагом 32м (в интервале 175495м). При моделировании принимались самосвалы почти равнозначные по грузоподъемности: “БелАЗ - 7512А”, “БелАЗ - 75145”, “БелАЗ - 75131”, “Юнит-Риг” моделей М100 и М150, “САТ-785” и “НО-1200-1Б”. Выбранные модели автосамосвалов не требуют технического переоснащения системы ТО и ТР и реконструкции карьерных дорог.
Время загрузки, маневров, ожидания погрузки и др. технические данные и коэффициенты приняты в соответствии с нормативами. Расчеты выполнены по известной методике [1].
При определении времени накопления вредностей в карьерном пространстве использована формула [2]:
• V , с
V
где СПдК - предельно допустимая концентрация, мг/м3; V - объем карьера, м3; д - интенсивность выделения вредностей, м3/с.
На рис. 1 показаны годовые потери от простоев автосамосвалов в зависимости от глубины карьера при стоимости простоя одного часа автосамосвалом “БелАЗ” - $55 и $60 - для зарубежных автосамосвалов.
В отличие от методики [3], в программе при определении годовых эксплуатационных расходов (р./год), использовано выражение:
Сэ = Сз.п+Ссд+Ст+Срш+Ст.о+Сц, + Сн+Сг.з.+ Сш+Спр,
где Сзп - отчисления на заработную плату; Ссд - затраты на содержание автодорог; Ст - затраты на топливо и ГСМ; Срш - затраты на ремонт шин; Сто - затраты на техническое обслуживание и ремонт; Сц -накладные цеховые расходы; Сн - затраты на закупку нейтрализаторов; Сгз - затраты на закупку индивидуальных средств газозащиты; Сш - нормативные штрафы за выбросы вредных веществ в атмосферу рабочей зоны; Спр..- стоимость простоя оборудования в течение года.
Затраты на закупку нейтрализаторов определяются из выражения:
Сн = сн па/с 1,05'ксл,
где сн - стоимость 1 л вместимости нейтрализатора, составляющая 95% стоимости всего нейтрализатора ($100); ксл - коэффициент, учитывающий срок службы нейтрализатора; для срока службы 6 мес.
ксл = 2.
Нормативные штрафы за выбросы вредных веществ в атмосферу рабочей зоны карьера, по данным АК “Алроса” приведены в табл. 1.
*Работа выполнена при поддержке гранта Минвуза РФ
Таблица 1
НОРМАТИВЫ ПЛАТЫ ЗА ВРЕАНЫЕ ВЫБРОСЫ
Компоненты загрязняющих веществ по топливу, г/кг Норматив платы, руб./т Коэффициент экологической ситуации и экологической значимости состояния атмосферного воздуха Индекс удорожания Плата, руб/т
№ох в пересчете на N02 0,42 28,22
N0 0,42 28,22
СО 0,005 0,34
Б02 0,33 1,4 48 22,18
Углеводороды (СН по СН 1,85) 0,01 0,67
Частицы 0,33 22,18
Альдегиды - -
Таблица 2
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ НАИЛУЧШЕГО ВАРИАНТА
№п/п Показатель Единица Номер ва рианта
измерения 1 2 1 3 4 1 5
1 Капитальные затраты Тыс.$ 8400
2 Эксплуатационные расходы Тыс.$ 9 581 9 589 9 592 9 610 9 575
3 Приведенные среднегодовые затраты Тыс.$ 10 589 10 345 10 096 9 988 9 575
4 Численность персонала Чел. 72
5 Производительность труда Т/чел. 127 157 127 157 147 932 147 932 130 286
6 Энергозатраты КВтч/т 5,71
7 Себестоимость транспортирова- $/т км 0,156 0,156 0,156 0,156 0,156
ния Р /т км 4,68 4,68 4,68 4,69 4,68
800,00
700.00
600.00
500.00
400.00
300.00
200.00 100,00
0,00
375 105
Глубина
транспорти-
□ 105
□ 180
□ 375
□ 475
0,26000 0,24000 0,22000 0,20000 0,18000 0,16000 0,14000
□ Юнит-Риг М-150 щЮнит-Риг М-100 щБелАЗ - 75131 щБелАЗ - 7512А
■ САТ-785 □ САТ-789В ■ НД-1200-1СІ
и
а
вариант 1 вариант 2 вариант 3 вариант 4 вариант 5
Рис. 1. Изменение стоимости простоев автосамосвалов тыс. р /год (базовый вариант)
Рис. 2. Себестоимость транспортирования руды автосамосвалов (глубина карьера «Удачный» 475 м)
Рис. 3. Стоимость простоев автосамосвалов типа “Юнит Риг” М150 в течение года
Пример с результатами расчета представлен на рис. 2.
В результате расчетов, проведенных по критерию минимума приведенных затрат, определена лучшая модель автосамосвала, а именно - “Юнит Риг М-150”.
Шишкин П.В. - аспирант, СПГГИ ТУ.
0,1566
0,15644
0,15587
О
сравниваемые варианты
Основные показатели его использования представлены в табл. 2 и на рис. 3, 4.
При выборе модели автосамосвала учтены затраты на нормализацию атмосферы карьера.
Выводы
1. Себестоимость транспортирования горной массы при использовании различных способов снижения загрязнений карьерного пространства для автосамосвалов грузоподъемностью 100-150 т мало различается между собой.
2. При принятии окончательного выбора типа оборудования и способа снижения вредного воздействия от его эксплуатации, нужно учитывать человеческий фактор; критерием окончательной оценки
Рис. 4. Себестоимость транспортирования автосамосвалами типа “Юнит Риг М 150”
может являться ущерб от вредного воздействия -оплата больничных листов и доплаты персоналу за вредность; при этом необходимо уменьшать вероятность возникновения разного рода профессиональных заболеваний, связанных с длительным пребыванием людей в зоне повышенного содержания вредных примесей и снижение заболеваемости жителей прилегающих к предприятию территорий; в качестве базового варианта оценки вредного воздействия от применения определенного типа оборудования в заданных условиях можно использовать фактические данные по заболеваемости предприятий, использующих аналогичное оборудование и находящихся в районах с аналогичными климатическими условиями.
3. В целом полученные в работе результаты позволяют численно обосновать выбор оптимального транспортного комплекса с учетом динамики ведения горных работ; сформировать экономикоэкологическую модель выбора наиболее экономичного транспортного комплекса; обеспечить проектные организации и эксплуатационные службы карьеров расчетными данными по объемам вредных выделений.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кулешов А.А. Проектирование и эксплуатация карьерного автотранспорта Справочник в 2-ч частях, - С-Пб, СПГГИ(ТУ), 1994 .
2. Рогалев В.А. Нормализация атмосферы горнорудных предприятий -М.: Недра, 1993.
3. Отчет по НИР Оптимизация параметров транспортных систем глубоких алмазодобывающих карьеров с использованием компьютерных технологий /Промежуточный отчет годового этапа 2001.//Анализ, оценка и выбор перспективных транспортных
систем глубоких алмазодобывающих карьеров. 5ГМ № гос. регистрации 01 200 112629.// С-Пб, СПГГИ(ТУ), 2001. 51 с.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
Кулешов А.А. - профессор, доктор технических наук, СПГГИ -ТУ. Коптев В.Ю. -кандидат технических наук, СПГГИ -ТУ.
Павлов В.Н. - бакалавр, СПГГИ -ТУ.
0,1564
0,15613
0,15610
0,1562
0,1560
0,1558
0,1556
0,1554
© Ю.А. Тарасов, П.В. Шишкин, 2003
УАК 622.771
Ю.А. Тарасов, П.В. Шишкин
УПРАВЛЕНИЕ ПАРАМЕТРАМИ ГИАРОСМЕСИ ПРИ АОБЫЧЕ ЖЕЛЕЗОМАРГАНЦЕВЫХ КОНКРЕЦИЙ НА ШЕЛЬФЕ БАЛТИЙСКОГО МОРЯ
При разработке железомарганцевых конкреций на шельфе Балтийского моря в ряде случаев гидромеханизированный способ добычи конкреций может оказаться значительно эффективнее, чем добыча с использованием механических средств захвата
, поскольку он более производителен, позволяет полнее отрабатывать подводное месторождение. Однако существенными недостатками этого способа являются высокая энергоемкость из-за значительного разжижения пульпы за счет неизбежных подсосов воды в приемное приспособление силового агрегата; значительная громоздкость и металлоемкость трубопроводной системы при большом диаметре гибкого пульпопровода; сложная и дорогостоящая система управления трубопроводной системой; необходимость возврата на дно по специальному трубопроводу большого количества разжиженных шламов, получаемых в
