Основи розробки родовищ корисних копалин

"Основи розробки родовищ корисних копалин"

Вихідні дані

Параметри	Одиниці виміру	Значення
Потужність рудного тіла	м	10
Довжина рудного тіла по простяганню	м	800
Кут падіння	градус	80
Проектна глибина розробки родовища (від горизонту вентиляційної штольні)	м	350
Щільність руди	т / м ³	3,2
Коефіцієнт вилучення		0,96
Коефіцієнт разубожіванія		0,1
Межа міцності на одноосьовий стиск	МПа	150
Межа міцності на розтяг	МПа	17
Довжина верхньої штольні	м	250
Середній кут нахилу косогору до горизонту	градус	60
Коефіцієнт фортеці		10

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.

Для техніко-економічного порівняння приймаємо два варіанти розтину: поверховими штольнями з канатною дорогою і капітальної штольнею зі сліпим допоміжним стволом і капітальним рудоспуском.

Відзначимо, що штольнею можна розкривати запаси корисної копалини, розташованого вище гирла виробітку. Розраховувати граничну глибину кар'єра не слід з огляду на те, що ведення відкритих робіт в гористій місцевості для заданих умов недоцільно через кліматичних та природних умов гірських районів, так як виникає загроза сходження гірських лавин, зсувів і т.д..

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

Визначаємо кут зрушення вміщуючих порід .

Так як

, Тобто , То

, Де

- Межа міцності на стиск;

- Межа міцності на розтяг;

- Проектна глибина розробки родовища;

- Довжина рудного тіла по простеранію.

Визначаємо балансові запаси руди.

, Де

- Довжина рудного тіла закономірно;

- Проектна глибина розробки;

- Потужність рудного тіла; - Щільність руди.

Визначаємо кількість видобутої руди.

, Де

- Коефіцієнт вилучення;

- Коефіцієнт разубожіванія.

Визначаємо число поверхів у шахтному полі.

, Де

- Висота поверху.

Визначаємо річну продуктивність рудника.

Продуктивність рудника, що розробляє родовище з кутом падіння 30 - 90 ^0, 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:

Визначаємо тривалість відпрацювання родовища.

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

Тривалість відпрацювання поверху.

Визначаємо капітальні витрати по порівнюваним варіантів.

Поперечні перерізи капітальних виробок приймаємо наступними:

Площа поперечного перерізу вертикального сліпого стовбура.

Площа поперечного перерізу квершлагом, штолень, штреків.

Перетин капітальної двоколійних штольні слід прийняти ,
Обсяг приствольних дворів.

Довжини штолень.

, Де

- Довжина верхньої штольні;

- Висота поверху;

- Середній кут нахилу косогору до горизонту;

- Кут падіння.

Глибина сліпого стовбура.

, Де

- Проектна глибина розробки;

- Довжина камери підйомної машини;

- Довжина зумпфа.

Довжина капітального рудоспуска і ходового восстающего.

, Де

Довжина квершлагом горизонтів.

Капітальні витрати на проведення.

Варіант 1.

Штольня Б:

, Де

- Вартість проведення одного кубометра вироблення;

- Довжина штольні;

- Площа поперечного перерізу штольні.

Штольня В:

Штольня Г:

Штольня Д:

Штольня Е:

Штольня Ж:

Штольня З:

Канатна дорога з навантажувальними майданчиками приймаємо 4 млн. руб.

Варіант 2.

Штольня (капітальна):

, Де

- Вартість проведення одного кубометра вироблення;

- Площа поперечного перерізу капітальної двоколійних штольні;

- Довжина штольні.

Ствол:

, Де

- Вартість проведення одного кубометра вироблення;

- Площа поперечного перерізу стовбура;

- Глибина сліпого стовбура.

Приствольні двір на горизонтальній штольні капітальної:

, Де

- Вартість проведення одного кубометра вироблення;

- Обсяг приствольних дворів.

Квершлаг горизонт 1:

, Де

- Вартість проведення одного кубометра вироблення;

- Площа поперечного перерізу штольні;

- Довжина квершлагу горізонта1.

Квершлаг горизонт 2:

, Де

- Вартість проведення одного кубометра вироблення;

- Площа поперечного перерізу штольні;

- Довжина квершлагу горизонту 2.

Квершлаг горизонт 3:

, Де

- Вартість проведення одного кубометра вироблення;

- Площа поперечного перерізу штольні;

- Довжина квершлагу горизонту 3.

Квершлаг горизонт 4:

, Де

- Вартість проведення одного кубометра вироблення;

- Площа поперечного перерізу штольні;

- Довжина квершлагу горизонту 4.

Квершлаг горизонт 5:

, Де

- Вартість проведення одного кубометра вироблення;

- Площа поперечного перерізу штольні;

- Довжина квершлагу горизонту 5.

Квершлаг горизонт 6:

, Де

- Вартість проведення одного кубометра вироблення;

- Площа поперечного перерізу штольні;

- Довжина квершлагу горизонту 6.

Дисконтовані капітальні витрати в період експлуатації.

, Де

- Витрати, які будуть проводитися через t років після здачі рудника в експлуатацію;

- Період дисконтування капітальних витрат;

- Нормативний коефіцієнт дисконтування різночасних витрат.

Варіант 1.

Штольня Б і канатна дорога:

Штольня В:

Штольня Г:

Штольня Д:

Штольня Е:

Штольня Ж:

Штольня З:

Таблиця № 1. Витрати на проведення капітальних виробок.

Вироблення і капітальна споруда	Число виробок	Площа поперечного перерізу у проходці, м ³	Глибина (довжина) вироблення	Об'єм, м ³	Вартість 1 м ³ вироблення, руб	Загальна вартість, млн. руб.	Річні вкладення капітальних витрат на будівництво за дисконтом	Дисконтовані капітальні витрати, млн. руб
Варіант № 1
Штольня Б	1	8,5	290	2465	250	0,616	-	-
Канатна дорога з навантажувальними майданчиками	1	-	-	-	-	4,0	-	-
Разом первоначаль-ні витрати	-	-	-	-	-	4,616	1	4,4012
Капітальні витрати в період експлуатації
Штольня У	1	8,5	330	2805	250	0,701	1,5	0,653
Штольня Г	1	8,5	370	3145	250	0,786	3,5	0,665
Штольня Д	1	8,5	410	3485	250	0,871	5,5	0,670
Штольня Е	1	8,5	450	3825	250	0,956	7,5	0,669
Штольня Ж

	1	8,5	490	4165	250	1,041	9,5	0,662
Штольня З	1	8,5	530	4505	250	1,126	11,5	0,651
Разом витрат в період експлуатації						5,481		3,97
Усього:						10,024		8,3712

Таблиця № 2. Витрати на проведення капітальних виробок.

Вироблення і капітальна споруда	Число виробок	Площа поперечного перерізу у проходці, м ³	Глибина (довжина) вироблення	Об'єм, м ³	Вартість 1 м ³ вироблення, руб	Загальна вартість, млн. руб.	Річні вкладення капітальних витрат на будівництво за дисконтом	Дисконтовані капітальні витрати, млн. руб
Варіант № 2 Початкові капітальні витрати
Штольня капітальна	1	18,7	530	9911	200	1,982
Стовбур	1	26,3	380	9994	500	4,997
Околостволь-ний двір на горизонталь-ної штольні капітальної	1	-	-	810	450	0,364
Капітальний рудоспуск	1	8	305	2440	200	0,488
Повстають	1	4	305	1220	200	0,244
Квершлаг горизонт 1	1	8,5	136	1156	250	0,289
Разом первоначаль-ні витрати						8,364	2	7,61
Капітальні витрати в період експлуатації
Квершлаг гор.2	1	8,5	145	1232	250	0,308	2	0,28
Квершлаг гор.3	1	8,5	154	1309	250	0,327	4	0,27
Квершлаг гор.4	1	8,5	163	1385	250	0,346	6	0,26
Квершлаг гор.5	1	8,5	172	1462	250	0,366	8	0,25
Квершлаг гор.6	1	8,5	181	1538	250	0,384	10	0,238
Разом витрат в період експлуатації	-	-				1,731		1,298
Усього:						10,095		8,901

Варіант 2.

Початкові капітальні витрати:

Капітальні в період експлуатації:

Квершлаг 2:

Квершлаг 3:

Квершлаг 4:

Квершлаг 5:

Квершлаг 6:

Експлуатаційні витрати.

Варіант 1.

Підтримання виробок.

- Підтримка штольні А:

, Де

- Вартість проведення одного кубометра вироблення;

- Довжина верхньої штольні;

- Тривалість відпрацювання поверху

- Підтримка штольнею Б, В, Г, Д, Е, З:

, Де

- Вартість проведення одного кубометра вироблення;

- Сума довжин штольнею;

;

- Тривалість відпрацювання поверху.

- Підтримка штольні Ж:

, Де

- Вартість проведення одного кубометра вироблення;

- Довжина штольні Ж;

- Тривалість відпрацювання поверху

Відкатка руди.

- По поверховим штольнях:

, Де

- Вартість транспортування руди по поверховим штольнях;

- Сума довжин штольнею В, Г, Д, Е, Ж, З;

;

- Кількість видобутої руди.

- По канатних дорогах:

, Де

- Вартість транспортування руди по канатній дорозі;

- Проектна глибина розробки;

- Висота поверху;

- Кількість видобутої руди;

- Середній кут нахилу косогору до горизонту;

Варіант 2.

Підтримання виробок.

- Штольня капітальна:

, Де

- Вартість проведення одного кубометра вироблення;

- Довжина штольні З;

- Тривалість відпрацювання родовища.

- Підтримка 1-5 горизонтів:

, Де

- Сума довжин квершлагом горизонтів;

- Допоміжна штольня А:

, Де

- Вартість проведення одного кубометра вироблення;

- Довжина штольні З;

- Тривалість відпрацювання родовища.

- Сліпий стовбур:

, Де

- Вартість проведення одного кубометра вироблення;

- Довжина сліпого стовбура;

- Тривалість відпрацювання родовища.

- Капітальний рудоспуск з ходовим повсталих:

, Де

- Довжина капітального рудоспуска і ходового восстающего;

- Тривалість відпрацювання поверху.

Відкатка руди по капітальної штольні.

, Де

- Витрати на транспортування руди по квершлагами;

- Довжина штольні З;

- Кількість видобутої руди;

Експлуатаційні витрати зводимо в таблицю № 3

Оптимальний варіант визначаємо за мінімальними питомою сумарним дисконтованих витрат.

, Де

- Дисконтовані капітальні витрати в період будівництва рудника для варіанту № 1;

- Дисконтовані капітальні витрати в період будівництва рудника для варіанту № 2;

- Нормативний коефіцієнт ефективності капітальних вкладень;

- Сума всіх експлуатаційних витрат за період відпрацювання родовища;

- Річна продуктивність рудника;

- Балансові запаси руди.

Таблиця № 3 Експлуатаційні витрати

Вид витрат	Витрати, млн. руб
Варіант № 1. Підтримання виробок: Штольня А Штольні Б, В, Г, Д, Е, З Штольня Ж Відкатка руди: по поверховим штольнях по канатній дорозі	0,107 1,357 0,226 2,819 20,230
Разом:	24,739
Варіант № 2. Підтримання виробок: Штольня капітальна Квершлаги 1-5 горизонт Допоміжна штольня А Сліпий ствол Капітальний рудоспуск з ходовим повстають Відкатка руди: по капітальної штольні	1,272 0,542 0,750 1,386 0,313 2,5334
Разом:	6,7964

Загальні витрати за варіантами розтину.

Вид витрат

Витрати, млн.руб

Варіант № 1

Варіант № 2

Дисконтовані капітчльние витрати

в тому числі:

- Початкові

- В період експлуатації

Експлуатаційні витрати, млн. руб
Питомі дисконтовані витрати, руб / т

8,3712

4,4012

3,97

24,739

5,23

8,901

7,61

1,298

6,7964

3,38

Отримані значення , порівнюємо за формулою.

Варіанти можна вважати економічно рівноцінними, якщо дотримується вищевказане умова.

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