Вибір варіанту розтину шахти

Вихідні дані

Вибір способу розкриття:

Вибір способу розкриття родовища (шахтного поля) зводиться до визначення типу, кількості, місця закладення, форми і площі поперечного перерізу, розкриваючих виробок залежно від гірничо-геологічних умов розробки родовища, рівня розвитку техніки і техніко-економічних показників. При проектуванні гірничорудних підприємств спосіб розтину родовища вибирають методом варіантів на основі техніко-економічного порівняння. Найбільш економічним варіантом розтину вважається той, при якому питомі сумарні приведені витрати будуть мінімальними.

Відпрацювання кар'єром запасів родовища недоцільно з огляду на те, що родовище розташовується на глибині 580 метрів від земної поверхні і його запаси невеликі в порівнянні з виймальної розкриву.

Для розкриття родовища ми спробуємо застосувати наступні варіанти:

- Вертикальним стовбуром - схему розтину застосовують при розробці крутих рудних тіл (у нашому випадку кут падіння 40 градусів);

- Похилим стовбуром з транспортуванням руди самохідним устаткуванням і похилим стовбуром, обладнаним конвеєром (у нашому випадку руда, припустимо, буде транспортуватися скіповим підйомником).

Тепер ми спробуємо оцінити, які варіанти розкриття родовища для заданих умов доцільно застосувати.

1. Визначаємо кут зрушення вміщуючих порід .

Так як , Тобто , То

де

- Межа міцності на стиск;

- Межа міцності на розтяг.

2. Визначимо граничну глибину кар'єру (за Б. П. Боголюбов).

, Де

- Горизонтальна потужність рудного тіла;

- Граничний коефіцієнт розкриву;

- Коефіцієнт вилучення;

- Приймаємо рівними 450.

Відпрацювання кар'єром запасів родовища недоцільно з огляду на те, що величина граничної глибини кар'єру менше 100 метрів, тому слід застосовувати підземний спосіб розробки родовища.

1. Визначаємо балансові запаси руди.

, Де

- Довжина рудного тіла закономірно;

- Проектна глибина розробки;

- Глибина розробки родовища без обліку потужності наносів;

- Горизонтальна потужність рудного тіла;

- Щільність руди.

2. Визначаємо кількість видобутої руди.

, Де

- Коефіцієнт вилучення; - Коефіцієнт разубожіванія.

3. Визначаємо річну продуктивність рудника.

Продуктивність рудника, що розробляє родовище з кутом падіння 30 - 900, рекомендують визначати, виходячи з величини зниження (м / рік) рівня очисних робіт за формулою:

, Де

- Середньорічне зниження рівня очисних робіт;

- Середня площа рудного тіла;

- Коефіцієнт вилучення;

- Щільність руди.

- Коефіцієнт разубожіванія;

Поправочні коефіцієнти до величини річного зниження в залежності:

- Від кута падіння;

- Від потужності рудного тіла;

- Від прийнятої системи розробки родовищ (з відкритим очисним простором, магазинуванням руди;

- Від кількості поверхів що знаходяться одночасно в роботі (1 поверх);

Приймаємо:

При заданій річній продуктивності застосування конвеєра при транспортуванні руди недоцільно, тому для техніко-економічного порівняння залишаємо варіанти: 1 - розтин вертикальним стволом та 2 - розтин похилим стовбуром з транспортуванням руди автотранспортом.

При порівнянні варіантів розтину витрати на проведення та експлуатацію допоміжних стовбурів, на водовідлив, так як вони однакові не враховували.

3. Визначаємо тривалість відпрацювання родовища.

Отриманий термін відпрацювання родовища відповідає оптимальному терміну служби рудника для складних умов (табл. 3.1.).

4. Визначаємо капітальні витрати по порівнюваним варіантів.

Поперечні перерізи розкриваючих виробок і обсяги приствольних дворів приймаємо типовими відповідно до річною продуктивністю копальні, призначенням виробок і прийнятий спосіб транспортування руди.

Площа поперечного перерізу вертикального стовбура.

Перетин похилого стовбура при видачі руди в скіпах.

Площа поперечного перерізу квершлагом (для обох варіантів).

Обсяг приствольних дворів при скіповому підйомі.

Довжина вертикального стовбура.

, Де

- Проектна глибина; - Глибина стовбура останнього горизонту.

Довжина похилого стовбура.

, Де

- Кут закладення похилого стовбура, який приймаємо рівним куту залягання рудного тіла.

Довжина квершлагу при першому варіанті розтину.

- Верхнього квершлагу:

, Де

- Глибина від поверхні до першого квершлагу;

- Потужність наносів;

- Кут руху наносів;

- Кут зрушення вміщуючих порід.

- Нижнього квершлагу:

, Де

- Відстань від поверхні до нижнього квершлагу (проектна глибина розробки;

Довжина квершлагу при 2-ому варіанті розтину.

Враховуючи, що гирло ствола розташоване в 50 метрах від кордону зона зрушення порід і похилий ствол в лежачому боці під тим же кутом, що і рудне тіло, то приймаємо довжину квершлагом рівним 50 метрів.

5. Капітальні витрати на проведення.

Вертикального ствола:

, Де

- Витрати на проходку одного кубометра стовбура;

- Площа поперечного перерізу вертикального стовбура;

- Довжина вертикального стовбура.

Похилого стовбура:

, Де

- Витрати на проходку одного кубометра стовбура;

- Площа поперечного перерізу похилого стовбура при видачі руди в скіпах;

- Довжина похилого стовбура.

Квершлагом горизонтів:

- 1-ий варіант розтину:

, Де

- Площа поперечного перерізу квершлагом;

- Витрати на проходку одного кубометра квершлагу;

- 2-ий варіант розтину:

, Де

- Площа поперечного перерізу квершлагом;

- Витрати на проходку одного кубометра квершлагу;

.

Приствольних виробок основних горизонтів:

, Де

- Витрати на проходку одного кубометра;

- Обсяг приствольних дворів.

Зведемо в таблицю витрати на проведення капітальних виробок.

Витрати на проведення капітальних виробок

6. Витрати на підтримку.

1 варіант

- Вертикальний стовбур:

, Де

- Річні витрати на підтримку стовбура;

- Тривалість відпрацювання родовища;

- Довжина вертикального стовбура.

- Квершлаг:

, Де

- Річні витрати на підтримку квершлагу;

- Середня довжина квершлагу;

- Тривалість відпрацювання поверху, де

- Кількість поверхів, де

- Глибина розробки родовища без обліку потужності наносів;

- Висота поверху.

2 варіант

- Похилий стовбур:

, Де

- Річні витрати на підтримку стовбура;

- Тривалість відпрацювання родовища;

- Довжина похилого стовбура.

- Квершлаг:

, Де

- Річні витрати на підтримку квершлагу;

- Середня довжина квершлагу;

- Тривалість відпрацювання поверху.

7. Витрати на транспортування руди.

1 варіант

- Транспортування руди по квершлагами:

, Де

- Вартість на транспортування 1 т.м. руди на поверхню;

- Середня довжина квершлагу;

- Кількість видобутої руди.

- Транспортування руди по вертикальному стовбуру:

, Де

- Вартість на транспортування 1 т.м. руди на поверхню;

- Середня довжина квершлагу;

- Кількість видобутої руди.

2 варіант

- Транспортування руди по квершлагами:

, Де

- Вартість на транспортування 1 т.м. руди на поверхню;

- Середня довжина квершлагу;

- Кількість видобутої руди.

- Транспортування руди по вертикальному стовбуру:

, Де

- Вартість на транспортування 1 т.м. руди на поверхню;

- Середня довжина квершлагу;

- Кількість видобутої руди.

1. Визначення оптимального варіанта.

Оптимальний варіант визначається за мінімальними питомою сумарним дисконтованих витрат за формулою:

, Де

, - Дисконтовані капітальні витрати в період будівництва рудника;

- Капітальні витрати на підйомне обладнання;

- Нормативний коефіцієнт ефективності капітальних вкладень;

, - Сума всіх експлуатаційних витрат за період відпрацювання родовища.

- Річна продуктивність рудника;

- Балансові запаси руди.

8. Загальні витрати за варіантами розтину

Отримані значення і порівнюємо за формулою:

Варіанти можна вважати економічно рівноцінними, якщо дотримується вищевказане умова.

Отже, порівнювані варіанти не рівноцінні. Приймаються варіант розтину родовища вертикальним стовбуром, так як удільні сумарні дисконтовані витрати в нього менше.