CC BY
9
© А.Б.Садридинов, A.B. Пичуев, 2014
УДК 658.26:621.31:622.012
А.Б. Садридинов, А.В. Пичуев
ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ГОРНОПРОХОДЧЕСКИХ РАБОТ С УЧЕТОМ ИХ ВЛИЯНИЯ НА ТЕХНОГЕННУЮ СРЕДУ В УСЛОВИЯХ ГОРОДСКОГО ПОДЗЕМНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
Рассмотрены актуальные вопросы оценки энергоэффективности ведения горнопроходческих работ в условиях городского подземного строительства. Поставлены задачи и определены направления в области совершенствования методов и определения критериев энергоэффективности с учетом экологических характеристик техногенной среды. Определены составляющие энергозатрат для общей оценки экергоэффективности горнопроходческих комплексов. Ключевые слова: критерии энергоэффективности, проходческие машины и комплексы, городское подземное строительство, энергозатраты.
и ель оценки энергоэффективности проходческих работ в условиях городского подземного строительства (ГПС) заключается в разработке и внедрении передовых энерго- и ресурсосберегающих технологий при обеспечении экологической безопасности сооружаемых объектов.
Основными задачами оценки энергоемкости в ГПС являются:
- определение эффективности использования всех видов энергии путем сопоставления проектных, плановых и действительных удельных показателей энергопотребления на объекте строительства;
выявление резервов снижения энергоемкости путем анализа действительных значений энергозатрат с учетом особенностей технологической схемы, энергетических характеристик и технического состояния используемого горнопроходческого оборудования, режимов работы установок и комплексов, уровня организации производства и т.д.;
сопоставление действительных энергозатрат на аналогичные процессы с целью их оптимизации и разработки на этой основе мероприятий и рекомендаций по снижению энергоемкости.
В настоящее время энергетическая оценка технологических установок, участвующих в производственном цикле ГПС, оценивается исходя из затрат электроэнергии, отнесенных к производительности горнопроходческих машин.
В результате модернизации интенсивно внедряются новые технологии, современные высокопроизводительные горные машины и оборудование, позволяющие при прочих равных условиях значительно повысить скорость проходки, сократить потери энергоресурсов и время на сооружение объектов ГПС.
При этом возникает необходимость технико-экономического обоснования выбора технологического оборудования. Решение данной задачи выполняется по обобщенной методике оценки энергозатрат [1, 2].
Удельная энергоемкость ведения проходческих работ для проходческих комбайнов и щитов, в том числе с исполнительными органами избирательного действия, работающих по породам, определяется исходя их технических характеристик и эксплуатационной производительности [3].
Удельная энергоемкость ведения проходческих работ, в соответствии с часовой эксплуатационной производительностью, для ковшовых погрузочных машин определяется с учетом общей продолжительности рабочего цикла, расчетного продвижения выработки за один цикл, площади сечения выработки вчерне, с поправочным коэффициентом, учитывающим увеличение выработки относительно проектного сечения.
Удельная энергоемкость ведения проходческих работ с применением проходческих комбайнов и проходческих щитов, работающих по породам, определяется с учетом часового расхода электроэнергии с поправочным коэффициентом непрерывности работы, а также в зависимости от площади сечения проводимой выработки вчерне и скорости перемещения исполнительного органа в направлении перемещения забоя выработки.
Для проходческих комбайнов и щитов с исполнительными органами избирательного действия, работающих по породам, энергоемкость определяется в зависимости от среднего диаметра исполнительного органа, ширины захвата коронки, скорости перемещения коронки со стрелой в горизонтальной или вертикальной плоскости и числа одновременно работающих коронок.
Вместе с тем при обосновании выбора однотипных машин необходимо учитывать не только их технические параметры, но технологические ха-
рактеристики процессов ведения проходческих работ.
Сравнительную оценку энергоемкости в этом случае целесообразно проводить по показателям, учитывающим энергетические эквиваленты затрат живого труда основного и вспомогательного рабочего персонала, расхода топливно-энергетических ресурсов, затрат на создание, техническое обслуживание и ремонт проходческих машин и вспомогательного технологического оборудования. При этом необходимо также учитывать другие технические ресурсы, расходуемые всех этапах подземного строительства, начиная с подготовительного цикла и завершая эколого-восстано-Овительными работами.
Сравнение может осуществляться по коэффициенту энергетической эффективности, представляющему собой отношение энергозатрат гапт по перспективным технологиям к энергозатратам габт по базовой технологии
к =
га
[4]
га
б .т
Анализ метода оценки энергоемкости по энергетическим эквивалентам выявил ряд вопросов, решение которых требует серьезных экспериментальных и аналитических исследований.
1. Энергетические эквиваленты затрат живого труда изменяются в достаточно широком диапазоне, особенно для автоматизированных производственных процессов, и носят весьма обобщенный характер. При этом не учитывается специфика ведения робот в условиях подземного строительства.
2. При определении энергозатрат на создание, техническое обслуживание и ремонт горных машин
нормы амортизационных отчислений, принятые для отечественных образцов техники требуют уточнения в связи с переходом на принципиально новые высокопроизводительные технологические комплексы, в том числе зарубежного производства.
3. Энергетические эквиваленты для горных машин и вспомогательного оборудования в настоящее время не определены, поэтому используются только обобщенные общепромышленные показатели. Установление конкретных энергетических показателей возможно только при проведении масштабных энергетических испытаний в производственных условиях.
4. При установлении параметров энергетических характеристик проходческих машин необходимо учитывать характер и диапазон изменения их производительности, а также производственные факторы оказывающие значимое влияние энергоемкость.
5. Энергетическая оценка сравниваемых между собой технологических процессов может быть объективно выполнена только при условии определения экономических показателей, характеризующих финансовые затраты на весь комплекс ведения проходческих работ, включая работы по восстановлению экосферы в зоне строительства.
Специфика ведения строительных работ требует значительных затрат на восстановление экологической среды в инфраструктуре города. Поэтому при выполнении подземных работ в условиях ГПС необходимо учитывать их прямое влияние как технологического объекта, управляемого людьми, на окружающую среду.
Общие энергозатраты (ОЭЗ) определятся как сумма затрат на: основной и вспомогательные технологические процессы - Э1; рабочее и охранное освещение - Э2; вентиляцию подземной выработки - Э3; транспор-
тирование и удаление вынимаемой породы - Э4; работу системы водоотлива - Э5; работы по восстановлению ландшафта и инфраструктуры - Эб: ОЭЗ = Э1 + Э2 + Эз + Э4 + Э5 + Эб.
При этом вентиляция, транспортирование и удаление породы, перекачка грун товых вод также относятся к мероприятиям по охране окружающей техногенной среды.
Фактическая доля энергозатрат, в индексной форме, на управление защитой окружающей среды определится по формуле
J = ОЭЗ
эос = Эз + Э4 + Э5 + Эб.
При планировании программных мероприятий по энергосбережению устанавливаются контрольные цифры по оптимизации значения этого индекса.
При оценке значительности и планировании допустимости воздействий энергетической нагрузки на окружающую среду с оценкой необходимости затрат финансовых средств на плановые или экстренные экологические мероприятия используется показатель энергетической нагрузки технологического объекта на окружающую среду (ПЭНТ0ос) [1].
На основании значения ПЭНТ0ос принимается решение о значительности воздействия технологической системы на окружающую среду за рассматриваемые периоды ведения строительных работ.
Таким образом, оценка энергоэффективности ведения работ при сооружении подземных коллекторов представляет собой комплексную задачу, включающую в себя не только определение энергозатрат на ведение непосредственно проходческих работ, но и затрат энергии на природ-но-охранные и восстановительные работы в условиях городского подземного строительства, гттш
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 ГОСТ Р 51750-2001. Методика определения энергоемкости при производстве продукции и оказании услуг в технологических энергетических системах.
2. ГОСТ Р 51387-99. Энергосбережение. Нормативно-методическое обеспечение. Основные положения.
3. Машины и оборудование для горностроительных работ: учебное пособие / Под ред. Ё.И. Кантовича и Г.Ш.Хазановича. -М.: Горная книга, 2011. - 445 с.
4. ГОСТ Р 51541-99. Энергетическая эффективность. Состав показателей, шиз
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -
Садридинов Ахли Батридинович - аспирант,
Пичуев Александр Вадимович - доцент, кандидат технических наук,
Московский государственный горный университет, ud@msmu.ru
А
UDC 658.26:621.31:622.012 _
ENERGY ESTIMATES OF MINING OPERATIONS FROM RECOGNIZING THEIR IMPACT ON MAN-MADE ENVIRONMENT IN THE URBAN UNDERGROUND CONSTRUCTION
Sadridinov A.B., Graduate Student,
Pichuev A.V., Candidate of Engineering Sciences, Assistant Professor, Moscow State Mining University, Russia, ud@msmu.ru
The article deals with current issues of energy efficiency evaluation of management of mining operations in the urban underground construction. The tasks and directions of improvement of methods and criteria for determining the energy efficiency, taking into account the environmental performance of man-made .environment. The components of energy for the overall assessment of mining energy efficiency complexes.
Key words: energy efficiency criteria, tunnel machines and systems, urban underground construction, energy.
REFERENCES
1. GOST R 51750-2001. Metodika opredeleniya energoemkosti pri proizvodstve produktsii i okazanii us-lug v tekhnologicheskikh energeticheskikh sistemakh.
2. GOST R 51387-99. Energosberezhenie. Normativno-metodicheskoe obespechenie. Osnovnye poloz-heniya.
3. Mashiny i oborudovanie dlya gornostroitel'nykh rabot: uchebnoe posobie / Pod red. L.I. Kantovicha i G.Sh.Khazanovicha. - M.: Gornaya kniga, 2011. - 445 s.
4. GOST R 51541-99. Energeticheskaya effektivnost'. Sostav pokazatelei.
