CC BY
39
© А.В. Токаренко, 2010
УДК 622.81 А.В. Токаренко
РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ВЗРЫВНОГО ЗАВЕРШЕНИЯ РАЗРАБОТКИ ОКРУГЛЫХ КРУТОПАДАЮЩИХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Рассмотрены вопросы рациональных схем доработки крутопадающих месторождений с учетом типа и мощности применяемого бурового, взрывного, погрузочнотранспортного оборудования.
Ключевые слова: экономическая целесообразность, доработка, крутопадающих месторождений, автосамосвалы, способы бурения и взрывания, новые технологии.
Я а сегодняшний день многие российские и зарубежные горнодобывающие предприятия столкнулись с проблемой отработки глубокоза-легающих запасов полезного ископаемого в карьерах. Это и карьеры «Мир», «Юбилейный», «Айхал», «Удачный», отрабатывающие алмазные трубки в Якутии, карьер «Восточный», отрабатывающий Олимпиадинское месторождение рудного золота в СевероЕнисейском районе Красноярского края, золотодобывающие карьеры США Round Mountain Gold Mine (совместное предприятие BARRIK GOLD и KINROSS, штат Невада), Chino Mine (штат Нью Мехико) и др. Вышеперечисленные предприятия, имеют значительные запасы полезного ископаемого на глубине ниже отметок проектного дна карьеров, первоначально определённых в проектах на конец их отработки. Поэтому встаёт дилемма: либо переходить на подземный способ добычи, проходя подземные горные выработки с нижних горизонтов карьера, как это сделали в карьере «Айхал» и делают в «Юбилейном», либо продолжать отработку открытым способом. Переход на подземный способ добычи требует значительных капитальных затрат на проходку
Семинар №4
подземных выработок (ствол, штреки), полное техническое перевооружение, дополнительную оценку геологических запасов и т.д. Кроме того, подземный способ в большинстве случаев не обеспечивает высокой производительности, как при открытых работах, что может не обеспечить рентабельность производства. Доработка запасов полезного ископаемого открытым способом позволяет сохранить высокие показатели производительности. Но также имеет отрицательные факторы: увеличение себестоимости добычи с увеличением глубины карьера, за счёт увеличения расстояния транспортирования; обеспечение устойчивости откосов уступов и бортов карьера на период доработки глубоких горизонтов карьера.
Смягчить факторы, влияющие на увеличение себестоимости, можно путём переработки забалансовых запасов полезного ископаемого и хвостохрани-лищ, широкого внедрения новых технологий. Это позволит значительно увеличить производительность, за счёт увеличения коэффициента использования оборудования, снизить затраты на фонд оплаты труда и затраты на эксплуатацию оборудования (табл. 1, 2, 3). Применение схем двусторонней погрузки
Рис. 1. Двусторонняя погрузка
(рис. 1) широко применяемые на зарубежных карьерах позволяют увеличить производительность экскаваторов на 1020%, поэтому их применение необходимо внедрять параллельно с вводом в эксплуатацию фронтальных погрузчиков.
Из диаграммы на рис. 2 видно, что основные производственные затраты золотодобывающие компании несут по статьям «оплата труда», «химикаты», «топливо», «расходные материалы и запчасти». Применение горнотранспортного оборудования рационального типа и мощности, автоматизированных систем управления горнотранспортным комплексом и оптимального способа бурения взрывных скважин и взрывания позволят увеличить производительность труда, а следова-
тельно снизить затраты по статьям «оплата труда», «топливо», «расходные материалы и запчасти». Переработка хвостов позволит снизить затраты по статье «химикаты», а применение автоматизированной системы мониторинга деформационных процессов откосов уступов и бортов карьера, позволит безопасно вести гонные работы и вовремя реагировать на опасные деформационные процессы. Поэтому при выборе технологии доработки округлых крутопадающих месторождений, за основу должны браться технологии, позволяющие минимизировать представленные на графике затраты и которые позволят вести безопасное производство добычных работ на глубоких горизонтах. Именно эти особенности технологии позволят смягчить
Типичная структура производственных затрат золотодобывающей компании на примере “Полюс Золота”
°/
/о
25-Оплата труда 8-Энергия и тепло 15-Топливо 12-Расходные материалы и запчасти 22-Химикаты 11-Налоги 7-Услуги сторонних организаций
Источник: “Полюс Золото”
Рис. 2. Типичная структура производственных затрат золотодобывающей компании на примере "Полюс Золото"
факторы удорожания горных работ при работе на глубоких горизонтах и позволят вести рентабельную добычу полезных ископаемых при завершении разработки округлых крутопадающих месторождений.
Для оценки работы на глубоких (донных) горизонтах необходимо собрать следующие материалы.
1. Динамика изменения всех горных процессов на глубоких (завершающихся по проекту) горизонтах. При этом, отдельно необходимо смотреть и давать анализ:
• по глубоким, но промежуточным горизонтам, после отработки которых карьер может продолжать углубляться на 50-100 м и более;
• по завершающему этапу отработки карьера, когда будет достигнута его проектное дно.
Эти материалы в проекте у Вас есть, но насколько они достоверны с точки зрения следующего: пока нет данных, что имеет карьер «Восточный» на глубинах более 1000 м, каковы там, и есть
ли они на такой большой глубине. Это по имеющемуся плану развития горных работ. Но ведь и на большую глубину и в стороны бортов карьера могут быть обнаружены определенные запасы. Так ли это и насколько это может повилять на завершающую доработку запасов карьера «Восточный».
Видимо, следует форсировать доразведку района карьера «Восточный», чтобы ясно себе представлять, что дальше делать:
• руководствоваться действующими данными по геологоразведке и развитию плана горных работ;
• оценить, что есть на глубине более 1000 м по запасам и содержанию и целесообразно это дорабатывать;
• оценить, что есть на площади вокруг карьера и потом принимать решение о доработке обнаруженных запасов из карьера, как это делают в компании «Алроса» по карьерам «Мир», «Удачный» и «Интернациональный». Это работа на много лет, а потому можно нам остановиться на первом действующем варианте.
Как показывает мировой опыт и «Алроса» при доработке «завершающей» глубоких горизонтов уменьшают ширину рабочих площадок, снижают грузоподъемность автосамосвалов и емкость ковша экскаватора, уменьшают диаметр взрывных скважин и увеличивают в 2-3 раза крутизну съездов и увеличивают до 70-80° угол откоса уступов и их высоту это все можно допустить в связи с тем, что с самого дна будет добываться относительно небольшая част горной массы (руды).
114
Таблица 1
Расчет эффективности применения автосамосвалов различной грузоподъёмности для выполнения объёмов транспортной работы по курсу 1$ = 35 руб.________________
НАИМЕНОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ Ед. изм. САТ-789С TEREX САТ 777Д т-785
Объём тонн/год 25 291 034 25 291 034 25 291 034 25 291 034
Расстояние физическое км 2,90 2,90 2,90 2,90
Грузооборот ткм 73 344 000 73 344 000 73 344 000 73 344 000
Выработка на 1 м/см тонн 6 312,87 4 769,72 3 156,44 3 156,44
Потребное кол-во м/см м/см 4 006,00 5 302,00 8 013,00 8 013,00
Потребное кол-во а/м в смену на линии ед 5,5 7,3 11,0 11,0
Коэффициент выхода на линию (план) ед 0,910 0,910 0,910 0,910
Потребное списочное кол-во а/м в парке (план) ед 6,0 8,0 12,1 12,1
Коэффициент выхода на линию (факт по ЦБА Олимпиадинского ГОКа) 0,900 0,900 0,900 0,900
Потребное списочное кол-во а/м в парке (факт) ед 6 8 12 12
Норма времени на 1 рейс час 0,2937 0,2937 0,2937 0,2937
Годовой фонд рабочего времени, моточасов/год мото.час 48 606 64 331 97 224 97 224
Продолжительность рабочей смены час 11 11 11 11
Подготовительно-заключительное время час 1,0 1,0 1,0 1,0
Время пробега от автоколонны до пункта погрузки и от пункта разгрузки до автоколонны (нулевой пробег) час 0,10 0,10 0,10 0,10
Время в наряде без нулевого пробега час 10,3 10,3 10,3 10,3
Расчетное количество рейсов в смену ед 35,1 35,1 35,1 35,1
Коэф-т перевыполнения норм выработки 1,00 1,00 1,00 1,00
Количество рейсов с учетом коэф-та перевыполнения ед 35,1 35,1 35,1 35,1
Грузоподьемность автомобиля тонн 180,00 136,00 90,00 90,00
Коэф-т использования грузоподьемности 1,00 1,00 1,00 1,00
Количество рабочих дней в году для данной перевозки дн 365,0 365,0 365,0 365,0
Количество рабочих смен в сутки для данной перевозки ед 2,0 2,0 2,0 2,0
Работающих непосредств. в карьере единиц 6 8 12 12
Количество рабочих смен см 732 732 732 732
Расстояние транспортировки км 2,9 2,9 2,9 2,9
Общий объем транспортировки т.м3 9 000 9 000 9 000 9 000
Объем транспортировки на 1 единицу т.м3/един 1 476,0 1 115,2 737,9 737,9
11:116
Сменная выработка 1 единицы м3/см 2 016,4 1 523,6 1 008,1 1 008,1
Плотность горной массы т/м3 2,81 2,81 2,81 2,81
Среднее количество рейсов в смену р/см/ед. 31 31 31 31
Загрузка кузова м3 64,1 48,4 32,0 32,0
Всего грузовая работа тыс.т.км 73 344 73 344 73 344 73 344
Всего грузовая работа на 1 един. тыс.т.км/ед 12 029 9 088 6 014 6 014
Выработка тыс.тн.км/списочн. автотонну тыс.т.км 66,8 50,5 33,4 33,4
численность, чел. (средн.) на 1 а/м = 4 чел. чел./а/м 4 4 4 4
Условная сумма зарплаты водителя руб./мес. 60 000 55 000 50 000 50 000
ФОТ (зарплата + ЕСН и ФСН), руб./период на 1 чел. руб./чел. 933 840 856 020 778 200 778 200
ВСЕГО ФОТ, руб./период руб./год 22 776 031 27 632 378 37 964 789 37 964 789
Балансовая стоимость, руб. руб./ед. 157 482 640 88 013 625 49 048 685 46 200 000
Срок полезного использования мес. 96 65 65 65
Амортизационные отчисления ВСЕГО, руб./период руб./год 120 029 577 131 127 008 110 439 652 104 025 458
Расход ДТ (норма) г/т.км. 68 100 97 110
Цена ДТ руб./т. 19 461 19 461 19 461 19 461
Расходы на ДТ, руб. руб./год 97 061 289 142 737 189 138 455 073 157 010 908
Расходы на масла и смазки, руб. руб./год 4 554 986 4 168 230 6 148 925 3 593 273
Норма расхода масел: картер двигателя кг/час. 0,708 0,766 0,445 0,231
Норма расхода масел: коробка передач кг/час. 0,069 0,000 0,076 0,100
Норма расхода масел: бортовая передача кг/час. 0,341 0,029 0,297 0,118
Норма расхода масел: гидросистема кг/час. 0,467 0,300 0,266 0,176
Норма расхода: автоматическая смазка, число замен кг/2000час. 0,040 0,030 0,008 0,015
Цена масел: картер двигателя руб./кг 58,218 58,054 58,218 58,177
Цена масел: коробка передач руб./кг 58,036 59,794 58,036 58,176
Цена масел: бортовая передача руб./кг 58,036 59,794 58,036 58,176
Цена масел: гидросистема руб./кг 58,300 58,300 58,300 58,300
Цена: автоматическая смазка руб./кг 36,339 36,339 36,339 36,339
Расходы на ТО и ТР руб./год 1 746 794 2 445 512 6 987 177 6 987 177
Списочное количество ремонтного персонала чел. 5 7 20 20
Баланс рабочего времени для списочного состава ремонтных рабочих час. 2 582 2 582 2 582 2 582
Трудоёмкость производства ТО и ТР чел.час. 12 910 18 074 51 640 51 640
Стоимость 1 чел. часа руб./чел.ча 135 135 135 135
с.
Расход шин шт./год 47 89 62 62
Цена шин, руб./шт. руб./компл 630 000 560 000 420 000 420 000
Расходы на шины ВСЕГО руб./год 29 504 250 49 586 425 26 229 273 26 229 273
Расходы на материалы, запчасти (8% от балансов. ст-сти в год) руб./год 76 818 929 56 821 703 47 857 183 45 077 699
Транспортно-заготовтельные расходы (17%) руб./год 35 349 707 43 063 303 37 177 377 39 424 896
Итого приведенные затраты руб./год 386 094 768 455 136 236 404 272 273 413 326 297
удельная стоимость 1 т. км. руб./т.км 5,26 6,21 5,51 5,64
Таблица 2
Сравнительный расчет прямых расходов на экскавацию горной массы выемочным оборудованием____________________________
Наименование показателя ед. изм. ЭКГ - 10 ЬІВНЕКК Я994 ЭКГ - 20 Р&Н (25,5 м3)
1. Расходы на оплату труда
Расходы на оплату труда за период, в т.ч.: тыс. руб. 1 763 1 763 1 970 1 970
- среднемесячная зарплата работников, в т.ч.: руб./мес. 113 282 113 282 126 597 126 597
машинист руб./мес. 58 462 58 462 68 135 68 135
помошник машиниста руб./мес. 54 820 54 820 58 462 58 462
- отчисления ЕСН и ФСС руб./мес. 33 645 33 645 37 599 37 599
машинист руб./мес. 17 363 17 363 20 236 20 236
помошник машиниста руб./мес. 16 282 16 282 17 363 17 363
2. Расходы на электроэнергию
Удельный расход электроэнергии кВт.час./м3 1,21 - 2,5 1,1
Объем потребленной эл-энергии т.кВт.час./год 2 819 9 168 8 273
Тариф руб./кВт.час. 1,16 - 1,16 1,16
Сумма расходов на электроэнергию тыс. руб. 3 270 - 10 634 9 597
3. Расходы на ГСМ
Расчётное количество ГСМ
1. Трансмиссионное Тэп-15 кг 1 183 4 001
2. Смазка солидол УС-1, С, Литол-24 кг 1 587 2 376
3. Смазка графитная УСсА кг 1 167 1 042
117118
4. МАСЛО ВЕРЕТЕННОЕ АУ кг І28
6. МАСЛО ALBIDA HD 2 кг. 422
7. СМАЗКА ALVANIA EP ARCTIC MOLI кг. 3 37І 3 37І
8. МАСЛО SPIRAX ASX 75W/90 кг. і 593 6 709
9. Масло SAE 10W30 кг. 8 843
10. Антифриз кг 263
11. МАСЛО SHELL CORENA AS 46 КОМПРЕС. кг 52 65
12. Дизельное топливо т. 0 6І4
Расчётная цена ГСМ
1. Трансмиссионное Тэп-15 руб./кг. 28 28 28 28
2. Смазка солидол УС-1, С, Литол-24 руб./кг. 39 39 39 39
3. Смазка графитная УСсА руб./кг. 30 30 30 30
4. МАСЛО ВЕРЕТЕННОЕ АУ руб./кг. 23 23 23 23
6. МАСЛО ALBIDA HD 2 руб./кг. 246 246 246 246
7. СМАЗКА ALVANIA EP ARCTIC MOLI руб./кг. 23І 23І 23І 23І
8. МАСЛО SPIRAX ASX 75W/90 руб./кг. 207 207 207 207
9. Масло SAE 10W30 руб./кг. 63 63 63 63
10. Антифриз руб./кг. І24 І24 І24 І24
11. МАСЛО SHELL CORENA AS 46 КОМПРЕС. 43 825 43 825 43 825 43 825
12. Дизельное топливо руб/т І5 804 І5 804 І5 804 І5 804
расходы на ГСМ тыс. руб. 1ЗЗ 11 500 2 З69 5 157
ТЗР % 9,6% 9,6% 9,6% 9,6%
Итого сумма расходов на ГСМ за месяц тыс. руб. 145 12 604 2 596 5 652
4. Расходные и нормируемые материалы
ЗУБ КОВША (КОРОНКА ЗУБА КОВША)
Удельный расход (норма) шт/млн. м3 27 12 32 16
Расчетное количество зубьев (коронок) шт. 63 27 119 124
цена за единицу тыс. руб./шт. 11 18 13 43
ТЗР % 14% 14%, 14%, 14%,
Сумма расходов на зубья (коронки) тыс. руб. 773 558 1 750 6 012
КАНАТ СТАЛЬНОЙ
Удельный расход (норма) т (шт) /млн. м3 8 11 2,4
Расчетное количество израсходованного каната т (шт. комп.) 19 41 11
цена за единицу тыс. руб./т 35 35 108
ТЗР % 14% 14% 14% 14%,
Сумма расходов на канат стальной | тыс руб. 738 - 1 615 1 328
Запчасти (подшипник, элетрощетки, сервиспакеты и прочее)
Всего списано за 9 месяцев 2008 г. на сумму тыс. руб. 3 707 9 067
Расчётные расходы на запчасти в 2009 г. тыс. руб./год 4 943 12 089 6113 12 871
ТЗР % 14% 14% 14% 14%
Сумма расходов на запчасти тыс. руб. 5 635 13 781 6 969 14 673
6. Амортизационные отчисления
Балансовая стоимость т. руб. 81 519 80 036 218 000 459 000
Срок полезного использования мес. 61 85 300 300
Амортизационые отчисления за период 2009 г. тыс. руб. 1 336 942 8 720 18 360
Приведенные затраты тыс. руб. 13 661 29 648 34 254 57 591
Объем горной массы (годовой) тыс. м3 2 333 2 218 3 713 7 755
Годовой фонд рабочего времени моточас. 7 746 6 819 7 549 7 549
Стоимость 1 моточаса работы руб./час. 1,76 4,35 4,54 7,63
Приведенные затраты на 1 м3 горной массы руб./м3 5,86 13,37 9,23 7,43
Таблица 3
Исходная информация для сравнительного расчёта эффективности использования выемочного горного оборудования
№ п/п Данные ЭКГ- 20 Р&Н (25,5 м3) ЭКГ- 10 LIBHERR R994
1 Ёмкость ковша, м3 20 25,5 10 11
119
Фонд рабочего времени, календарный, час./год 8041 8041 8041 8041
2 Фонд рабочего времени, с учётом кап. ремонтов, час./год 7 549 7 549 6 654 6 819
3 Продолжительность 1 смены, час. 11 11 11 11
4 Количество рабочих смен в год, смен/год 686 686 605 620
5 Коэффициент использования во времени 0,8 0,82 0,8 0,79
6 Производительность сменная, м3/см 5 410 11 300 3 070 3 578
7 Производительность годовая, т. м3/год 3 713 7 755 1 857 2 218
8 Мощность сетевого эл. двиг., кВт 2 250 2 000 715 -
8.1 Мощность трансформатора, кВт 400 325 160 -
8.2 Коэффициент мощности (cos ф) 0,7 0,7 0,7 -
8.3 Коэффициент спроса по мощности электроприёмника 0,6 0,6 0,55 -
8.4 Средние продолжительные нагрузки, кВт 1 518 1 337 455 -
8.5 Потребляемая электроэнергия (тыс. кВт_час/год) 9 168 8 273 2 421 -
8.6 Удельный расход электроэнергии (кВт_час/м3) 2,47 1,07 1,30 -
Так поступают при завершении работ на карьерах «Алроса». При этом угол съезда (дорог) увеличивают до 20-25 %о, емкость самосвала уменьшают до 20-40 т, переводят его на гусеничный ход. Вместо экскаваторов можно применить фронтальные погрузчики. На определенной глубине сделать перегрузочную площадку, где будет происходить перегрузка руды и породы в самосвалы нормальной емкости.
Создавать ЦПТ здесь целесообразно.
Все это может служить основой для реализации на карьере «Восточный» центр тяжести: возможность подготовки хорошо взорванной горной массы при крутых уступах, минимальной сейсмике и узких рабочих площадках.
1. Андросов А.Д., Разживин В.М., Николаев М.И. Корреляционный анализ факторов, влияющих на себестоимость вскрышных работ объединения «Якуталмаз» /Колыма.- 1983.- № 10.- С. 23-25.
2. Андросов А.Д. Учет фактора сезонности при оптимизации текущих планов горных работ в карьере //Колыма.- 1985.- № 11.- С. 17-18.
3. Арсентьев А.И. Определение производительности и границ карьеров.- М.- Недра.-1970.- 320 с.
4. Акишев А.Н., Попов Ю.С., Кулешова Т.П. Автоматизированный горно-геометрический анализ карьеров простой формы с автомобильным транспортированием пород //Известия вузов. Горный журнал.- 1988.- № 9.- С.20-23.
5. Васильев М.В. Транспорт глубоких карьеров.- М.- недра.- 1983.- 295 с.
Необходимо собрать материалы по станкам RocL6, RocL8, фронтальным погрузчикам или дизельным экскаваторам с обратной лопатой емкостью ковша 5-8 м3, свойствам массива на глубине для оценки устойчивости уступов и взрываемости пород.
В итоге будут сформулированы требования к новой технике и технологии взрывных и горных работ, которые обеспечат лучшие показатели техникоэкономические по добыче на глубоких горизонтах.
Это ориентировочная схема, которая для взрывания на глубоких горизонтах потребует применения ЭД с электронной системой замедления, применение полной забойки скважин, взрываемых
ПО ОДНОЙ.
--------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
6. Вашлаев И.И., Подсохин Е.Л. Оценка стабильности функционирования на карьерах погрузочно-транспортного комплекса с учетом надежности машин //Известия Вузов. Горный журнал.- 1987.- № 9.- С. 73-77.
7. Влияние климата на организацию и планирование горных работ в карьере /Шпанский О.В., Киселева М.Г. и др. //Горный журнал. -1973.- № 11.- С. 14-16.
8. Выбор вида карьерного транспорта (Методика). Труды ИГД МЧМ.- М.- недра.- 1973.167 с.
9. Гавришев С.Е. Обоснование рациональной последовательности формирования рабочей зоны карьеров при разработке крутопадающих месторождений // Автореф. дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук.- Л.- Изд-во ЛГИ.- 1990.- 20 с.
— Коротко об авторе -----------------------------------------------------------
Токаренко А.В. - горный инженер, аспирант, Московский государственный горный университет, Moscow State Mining University, Russia, ud@msmu.ru начальник Рудоуправления ЗАО «Полюс» Олимпиадинского ГОКА.
