Комплексная экономико-математическая модель для выбора способов вскрытия и подготовки месторождений.
Главная страница сайта

Всеохватывающая экономико-математическая модель для выбора методов вскрытия и подготовки месторождений.


Скачать файл

Окончательное сравнение вариантов и схем вскрытия, установления рационального шага вскрытия, определение целесообразности концентрационных горизонтов на 2-3 этажа и более и решение других задач вскрытия и подготовки месторождения к эксплуатации может быть осуществлено при суммировании шести экономических составляющих: 1) капитальных затрат, 2) эксплуатационных затрат, 3) возврата средств от реализации попутной руды, 4) ущерба от потерь или временного оставления руды в охранных целиках, 5) ущерба окружающей среде из-за отторжения земель под горное предприятие и 6) вредного влияния на окружающую природу с учетом фактора времени.

В общем виде комплексная экономико-математическая модель для выбора и оптимизации способов вскрытия и подготовки, а также обоснования их параметров может быть представлена следующим выражением (руб.)

где Аt - производственная мощность рудника в t-й год, т/год; цдt и сдt - извлекаемая ценность добытой рудной массы и затраты на добычу и переработку без Сэ/Аt в t-й год, руб/т; tс и tр - сроки строительства и эксплуатации рудника, лет; tв - время восстановления нарушенных природных ресурсов, лет; Енt - коэффициент, учитывающий банковский процент за кредит в t-й год; Т=tр+tc - общий срок строительства и эксплуатации рудника, лет; Кг - капитальные затраты в t-й год строительства рудника, лет; Сэt - сумма эксплуатационных затрат на поддержание выработок, транспортировку, подъем, водоотлив, вентиляцию в t-й год эксплуатации рудника, руб/год; Уосt - ущерб окружающей среде в t-й год, руб.

Удельное значение критерия в общем виде определяется по формуле (руб/т)

Общие капитальные затраты в 1-й год строительства рудника будут равны Кг=Ксt+Кквt+Кштt+Крt+Кодt+Кзсо, где Ксt, Кквt, Кштt, Крt, Коt - затраты на проходку стволов, квершлагов, штреков, капитальных рудоспусков, околоствольных дворов, руб.; Кзсо - затраты на строительство надшахтных зданий, сооружений, приобретение основного оборудования, руб.

Капитальные затраты (руб.) исчисляются по следующим формулам:

на проведение стволов

;

на проведение квершлагов

;

на проведение штреков

на проведение капитальных рудоспусков

;

на проведение околоствольных дворов

;

Кзсо - капитальные затраты на строительство надшахтных зданий, сооружений, приобретение основного оборудования (руб.)

где Нс и h3 - глубина ствола и зумпфа, м; Lк, Lш - длина квершлага и штрека, м; hэ - высота этажа, м; Vo - объем околоствольного двора; Sc, Sк, Sш, Sр - площадь сечения соответственно ствола, квершлага, штрека, рудоспуска, м2; сс, ск, сш, ср, сo - стоимость проведения 1 м3 ствола, квершлага, штрека, рудоспуска и околоствольного двора, руб/м3; т, п, 1 - число стволов, этажей, объектов; r - число рудоспусков.



Общие эксплуатационные затраты в t-й год эксплуатации рудника можно определить по формуле, руб.:

Cэt=Cэпс+Сэпк+Сэпш+Сэпод+Сэпр+Сэтк+Сэтш+Сэпод++Сэвод+Сэвен

где Сэпс, Сэпк, Сэпш, Сэпод, Сэпр - эксплуатационные затраты на поддержание стволов, квершлагов, штреков, околоствольных дворов, рудоспусков, руб/т; Сэтк, Сэтш - затраты на транспортировку добытой руды по квершлагу и штреку, руб/т-км; Сэпод, Сэвод, Сэвен - затраты на подъем 1 т руды и водоотлив 1 м3 воды на каждые 100 м высоты, вентиляцию, руб/т.

Эксплуатационные затраты находят по формулам:

на поддержание стволов

;

на поддержание квершлагов

;

на поддержание штреков

;

на поддержание околоствольных дворов

;

на поддержание капитальных рудоспусков

;

Затраты на транспортировку руды рассчитываются по формулам:

по квершлагу

по штреку

Затраты на подъем руды и водоотлив воды из рудника -

Сэпод+Сэвод= .

Удельный критерий базового варианта вскрытия и подготовки определится по формуле (руб/т)

Если при другом варианте вскрытие и подготовка осуществляются дольше, чем при базовом, то критерий будет иметь вид

В данной методике важным звеном является определение производственной мощности рудника в зависимости от применяемой системы разработки и величины запасов, оставляемых в охранном целике у вскрывающих выработок, что применительно к условиям крутопадающих рудных месторождений может быть осуществлено по формулам:

а) для базового варианта (без оставления охранного целика)

;

б) для других вариантов

где hбrj hrj; - годовое понижение горных работ при базовом и другом варианте q-й системы разработки; Sбj и Sj - горизонтальная площадь рудных залежей месторождения при базовом и другом варианте, м2; g - объемная масса руды, т/м3; К1 и К2 - коэффициенты, учитывающие мощность и угол падения залежей; q- число систем разработки; yбj и yj - доля добычи при базовом и другом варианте q-й системы разработки, доли ед.

Площадь горизонтального сечения рудных залежей с учетом доли запасов в охранных целиках у вскрывающих и подготовительных выработок определяется по формуле (м2)

Загрузка...

где hэ - число этажей; Qi и Qj - объемы залежей, разрабатываемых и оставляемых в охранных целиках при j-й системе разработки; Sj - площадь горизонтального сечения залежей, одновременно разрабатываемых j-й системой разработки, м2; Sцj - площадь горизонтального сечения залежей, оставленных в охранных целиках при j-й системе разработки, м2; цдбj и цдj - извлекаемая ценность добываемой рудной массы при базовом (без оставления целика) и других вариантах, руб/т.

Для условий разработки пологопадающих месторождений производственная мощность рудника может быть определена по числу блоков на действующих этажах на стадиях подготовки и очистной выемки также с учетом возможного оставления части запасов в охранных целиках около вскрывающих и подготовительных выработок. При этом должно соблюдаться необходимое для нормальной работы условие оптимального соотношения числа подготовительных и очистных блоков. Производственная мощность рудника при варианте вскрытия и подготовки без оставления охранных целиков руды будет равна (т/год)

где Nп и No - число блоков в подготовке и очистной выемке; Рп и Ро - производительность блоков на стадиях подготовки и очистной выемки, т/год.

При варианте вскрытия и подготовки с оставлением охранных целиков производственная мощность рудника определится по формуле (т/год)

А=NпРп+NоРо,

где обозначения те же, но для другого варианта вскрытия и, соответственно, другой величины извлекаемых запасов. Если, например, доля запасов, оставленных в охранных целиках, равна q, то производственная мощность рудника при прочих равных условиях будет равна (т/год)

.

При варианте с оставлением охранного целика может быть сокращен объем проходки горно-капитальных выработок и, соответственно, срок строительства рудника, т.е. когда tc

Во всех трех выражениях критерия оптимальности можно учесть возврат средств от попутной добычи. При этом в расчетный период эксплуатации гр необходимо включить период добычи попутной руды при проходке горно-капитальных и горно-подготовительных выработок, а также объемы добычи в этот период.

Решение комплексной задачи с помощью ручного счета затруднительно, поэтому необходимо применять программирование и вычислительную технику.

Составление программ для решения задачи с помощью вычислительной техники можно осуществлять двумя путями. Чтобы получить представление об экономическом значении различных факторов, алгоритм решения задачи должен быть представлен в виде алгебраической суммы всех затрат, ущербов и эффектов. При этом в программе необходимо выделить соответствующую количеству факторов число подпрограмм. Например, при выделении трех подпрограмм в первую из них целесообразно включить процедуру определения удельных капитальных и эксплуатационных затрат, во вторую - оценку ущерба от вредного влияния горных работ на окружающую среду, а в третью - определение суммы прибыли. Удельные затраты на проходку выработок, строительство надшахтных зданий, сооружений, приобретение основного оборудования, а также на поддержание выработок, транспортировку, подъем руды, водоотлив и вентиляцию можно определить по формуле

где т, п - число стволов и количество этажей в одном рудничном поле; Нci, hзi - глубина i-го ствола и зумпфа; сзi - стоимость 1 м3 зумпфа, руб.; hэ, Lк, Lш, (п-1)hэ - высота этажа, длина квершлага, штрека, капитальных рудоспусков; Sc, Sк, Sр, Sш, Vo - площадь сечения ствола, квершлага, капитального рудоспуска, штрека, объем околоствольного двора; сс, ск, ср, сш, сo - стоимость проведения 1 м3 ствола, квершлага, капитального рудоспуска, штрека, околоствольного двора, руб/м3; скт, сшт, спод, св - затраты на транспортировку 1 т/км по квершлагу, штреку, на подъем руды, водоотлив на каждые 100 м высоты, руб.; j - коэффициент водообильности, т/т; свв - затраты на вентиляцию; спс, спр, спк, спш, спо - стоимость поддержания одного метра ствола, рудоспуска, квершлага, штрека, 1 м3 околоствольного двора, руб/т, руб/м3; сзсо, спзсо - соответственно стоимость строительства подшахтных зданий, сооружений, приобретение оборудования и стоимость поддержания; Аi, ti - производственная мощность рудника при i-м варианте размеров целика (т/год) и срок его службы, лет; Ен - коэффициент, учитывающий процентную ставку за кредит для выполнения работ. Во всех трех подпрограммах должна быть определена производственная мощность рудника в зависимости от применяемых систем разработки, а также величины и качества запасов, оставляемых в охранном целике у вскрывающих выработок, что может быть осуществлено по ранее приведенным формулам для базового (без оставления охранного целика) и других вариантов.

Показатель для второй подпрограммы может быть установлен на основе методики оценки ущерба окружающей среде.

Важнейшим этапом в третьей подпрограмме должно быть определение извлекаемой ценности добываемой рудной массы, которая может изменяться в зависимости от величины и качества запасов руды, оставляемой в охранном целике, от применяемой системы разработки и присущей ей величины разубоживания, а также величины полных эксплуатационных затрат на добычу и переработку, отнесенных на 1 т добываемой рудной массы.

Входящая в ранее приведенные формулы величина извлекаемой ценности добываемой рудной массы при любом варианте вскрытия в зависимости от потерь в охранном целике и применяемых систем разработки в частном случае может быть определена (руб/т) по формулам:

а) для рудников цветной металлургии

;

б) для железорудных шахт

,

где сk - содержание k-го металла в балансовых запасах руды, %; сkцi - содержание k-го металла в руде охранного целика при i-м варианте его размеров; qi - i-й вариант размеров (доли в общих запасах) охранного целика, доли ед.; Рj - разубоживание руды при j-й системе разработки, доли ед.; eijk - извлечение k-го металла при переработке рудной массы, добытой j-й системой разработки, при i-м варианте размеров охранного целика и качества оставленной в нем руды; цijk - отпускная цена k-го металла в конечном продукте переработки рудной массы, добытой j-й системой разработки, при i-м варианте размеров и качества руды охранного целика, руб/т; eij, bij, цij - извлечение при обогащении, содержание в концентрате и отпускная цена концентрата при переработке рудной массы с содержанием железа сk добытой при применении j-й системы разработки и i-м варианте размеров охранного целика и качества оставленной в нем руды; п - число вариантов размеров охранного целика; d -количество систем разработки на руднике.

Если при каком-то варианте вскрытия срок строительства значительно меньше, то в сравниваемые показатели необходимо включить сумму, равную годовой прибыли рудника за этот срок, и вычесть ее из общей суммы капитальных и эксплуатационных затрат.

После экономического сравнения окончательный выбор способа и очередности вскрытия осуществляется с учетом интересов отрасли и организационно-технических факторов (срок строительства и наличие средств, возможность отработки перспективных запасов, затраты труда и наличие рабочей силы и т.д.). Следует обратить внимание на большое значение уменьшения сроков строительства шахт и освоения их проектной производственной мощности.





Cпециально для Вас подготовлен образовательный документ: Комплексная экономико-математическая модель для выбора способов вскрытия и подготовки месторождений.





Карта сайта