Содержание к диссертации
Введение
1 Анализ состояния вопроса календарного планирования развития отрытых горных работ 8
1.1 Календарный план развития открытых горных работ 8
1.2 Современное состояния угледобывающей промышленности России 17
1.3 Угольные месторождения Кузбасса 23
1.4 Постановка цели и задач исследования 27
2 Режим горных работ для условий угольных месторождений Кузбасса 28
2.1 Анализ существующих методов установления режима горных работ при отработке горизонтальных и пологих залежей 31
2.2 Метод установления режима горных работ для пологих и горизонтальных угольных месторождений 46
3 Методы расчета календарного плана открытой разработки месторождений угля 53
3.1 Особенности календарного планирования угольных месторождений с пологим залеганием пластов 56
3.2 Метод расчета календарного плана для условий пологого падения выдержанных угольных месторождений 61
3.3 Метод расчета календарного плана с учетом увеличения расстояния транспортирования горной массы 71
3.4 Обоснование объемов горно-капитальных работ для угольных месторождений Кузбасса 82
4 Обоснование календарного плана отработки урегольского угольного месторождения 87
4.1 Общие сведения и природные условия Урегольского месторождения 87
4.2 Принятые технологические решения при отработке Урегольского месторождения – ООО «Разрез Кийзасский» 95
4.3 Календарный план открытой разработки Урегольского месторождения по предложенному методу 104
4.4 Экономическая оценка разработанных рекомендаций 107
Заключение 110
Список литературы
- Современное состояния угледобывающей промышленности России
- Метод установления режима горных работ для пологих и горизонтальных угольных месторождений
- Метод расчета календарного плана для условий пологого падения выдержанных угольных месторождений
- Принятые технологические решения при отработке Урегольского месторождения – ООО «Разрез Кийзасский»
Введение к работе
Актуальность исследования.
Уголь является чрезвычайно важным видом топлива для всех стран мира. За счет угля удовлетворяются около 23% первичных энергетических потребностей человечества и 39% – электроэнергии.
Важнейшим угольным бассейном в России является Кузнецкий. Доля Кузбасского угля в России достигает 60%. По оценке специалистов к 2025 году добыча угля в Кузбассе должна увеличиться до 270 млн. т в год. Необходимый прирост добычи в регионе будет достигнут за счет интенсивного технического перевооружения перспективных действующих угольных предприятий и ввода новых современных. Для этого запланировано вложить в развитие угольной отрасли Кузбасса до 2025 г. 853 млрд. руб. инвестиций.
Для решения вопроса эффективной реализации средств уже на стадиях технико-экономического обоснования и проектирования открытой разработки угольного месторождения значительную роль играет планирование горных работ.
Календарный план горных работ является основным документом, на основании которого осуществляются все технологические и организационные процессы на карьере, и оценивается правильность их проведения. Качество календарного плана определяет окончательную технико-экономическую оценку инвестирования строительства и эксплуатации карьера.
Процесс календарного планирования горных работ на практике является очень трудоемким, поскольку все принятые в нем решения весьма тесно взаимосвязаны, и нарушение хотя бы одного из них может привести к изменению всего календарного плана.
Таким образом, обоснование метода календарного планирования открытой разработки угольных месторождений, обеспечивающего повышение эффективности ведения горных работ и стабильности экономической составляющей функционирования предприятия, является актуальной научной задачей.
Цель диссертации. Обоснование метода календарного планирования открытой разработки, на основе возможного отнесения объёмов вскрышных работ на более поздние сроки, с учетом горно-технических особенностей пологопадающих угольных месторождений, обеспечивающего повышение экономической эффективности принимаемых проектных решений.
Идея работы. Календарное планирование открытой разработки угольных месторождений с пологим залеганием пластов должно базироваться на методе, учитывающем горно-технические особенности удаления вскрышных пород между пластами с учетом распределения автотонн по периодам отработки месторождения, обеспечивающем повышение эффективности и обоснованности принимаемых решений.
Основные задачи исследований.
-
Анализ существующих методов календарного планирования открытой разработки месторождений полезных ископаемых.
-
Научное обоснование метода календарного планирования горных работ для угольных месторождений с пологим залеганием пластов.
-
Календарный план развития горных работ для Урегольского месторождения Кузбасса.
-
Оценка экономической эффективности реализации проектных решений по оптимизации календарного планирования открытой разработки угольных месторождений.
Методы исследований. Общей теоретической и методологической основой работы является комплексный подход, включающий анализ и обобщение фундаментальных исследований авторов в области проектирования открытых горных работ, а также анализ производственной информации и научно-технической литературы. В качестве основных методов использовались геоинформатика и моделирование на персональных компьютерах с применением специализированного программного обеспечения (AutoCAD, Civil 3D и другие); системный анализ при исследовании методов планирования открытой разработки месторождений; классические экономические и финансовые теории.
Научная новизна.
-
Установлена зависимость показателя чистого дисконтированного дохода от угла откоса рабочего борта карьера в первоначальный период отработки пологопадающего угольного месторождения.
-
Обоснован метод календарного планирования пологопадающих угольных месторождений по критерию максимума чистого дисконтированного дохода от разработки месторождения.
-
Установлена аналитическая зависимость автотонн от объемов производства вскрышных работ и расстояний транспортирования горной массы при эксплуатации угольного месторождения.
Основные защищаемые положения.
-
Формирование календарного плана открытой разработки угольных месторождений с пологим залеганием пластов должно осуществляться с использованием графо-аналитического метода, на основе кумулятивного графика зависимости объемов вскрышных пород от добываемого объема полезного ископаемого, обеспечивающего повышение эффективности и достоверности проектных решений.
-
При календарном планировании открытой разработки угольных месторождений с пологим залеганием пластов необходимо учитывать изменение расстояния транспортирования вскрышных пород и условий работы технологического автотранспорта по мере увеличения глубины горных работ.
-
Календарное планирование открытой разработки пологопадающих угольных месторождений необходимо осуществлять с учетом возможности осуществления горных работ в карьере этапами, позволяющей перенесение значительного объема вскрышных работ на более поздний период и обеспечивающей повышение экономической эффективности отработки месторождения при достижении максимума чистого дисконтированного дохода реализации проекта.
Практическая значимость исследований:
– Разработан метод календарного планирования горных работ для условий пологопадающих угольных месторождений Кузбасса, позволяющий повысить эффективность их открытой разработки и достоверность проектных решений.
– Обоснован и разработан календарный план открытой разработки Урегольского угольного месторождения Кузбасса, обеспечивающий повышение экономической эффективности проектных решений.
Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается применением комплексного подхода, включающего анализ и обобщение фундаментальных исследований авторов в области проектирования открытых горных работ; обширным привлечением проектных и фактических материалов по работе отечественных и зарубежных карьеров-аналогов; использованием геоинформатики и моделирования на персональных компьютерах; классических экономических и финансовых теорий; системным анализом при исследовании методов календарного планирования развития открытых горных работ.
Апробация исследований. Основные положения диссертации докладывались на международном научном симпозиуме «Неделя горняка – 2014» (г. Москва, 2014 г.), на международной научно-технической конференции «Комбинированные процессы переработки минерального сырья: теория и практика» (г. Санкт-Петербург, 2015 г.), на научных семинарах кафедры разработки месторождений полезных ископаемых Национального минерально-сырьевого университета «Горный» (2014-2015 гг.), на ежегодном семинаре стипендиатов российско-немецкой программы «Михаил Ломоносов / Иммануил Кант» (г. Бонн, Германия, 2015 г.).
Личный вклад автора. Сформулирована цель, идея и основные задачи исследования, проведен анализ существующих методов календарного планирования открытой разработки угольных месторождений, разработан и обоснован метод календарного планирования открытой разработки угольных месторождений для
условий пологопадающих месторождений Кузбасса, обоснован
метод определения объема горно-капитальных работ, проведена
экономическая оценка разработанных рекомендаций,
сформулированы основные научные положения и выводы.
Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в 7 печатных работах, из них 5 – в изданиях, рекомендуемых ВАК Министерства образования и науки Российской Федерации.
Структура и объем работы. Диссертация общим объемом 121 страница состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 113 источников, включает 39 рисунков и 12 таблиц.
Современное состояния угледобывающей промышленности России
Существенная часть имеющегося оборудования, машин и механизмов эксплуатировалась значительно дольше нормативных сроков. Финансовое положение предприятий не может обеспечить их своевременное обновление. Среднегодовая добыча угля, приходящаяся на один разрез (производственную единицу) в системе Минэнерго России, уменьшилась в 1,6 раза и составила 1383 тыс. т.
Потери трудового ресурса угольной отрасли подразделяются на две основные группы: потери трудового ресурса, вовлеченного и не вовлеченного в процесс производства.
Однако использование трудового ресурса осуществлялось с большими экономическими потерями из-за низкого уровня организации труда, низкого уровня образования, квалификации и профессионализма. Значительными оказались экономические потери от болезней, травматизма, инвалидности. Все это нашло отражение в производительности труда. Экономические потери по производительности труда составляют более 40%.
В настоящее время угольная отрасль испытывает серьезный дефицит в инвестиционных ресурсах. Такой их важный источник как собственная прибыль предприятий практически не работает. Дело в том, что себестоимость добычи 1 т угля постоянно растет, причем рост себестоимости опережает рост цен на угольную продукцию. При этом в ее структуре услуги производственного характера, затраты на топливо и оплату труда увеличились в 1,4 раза, а отчисления на социальные нужды – в 1,65 раза, а сальдированный результат (прибыль минус убыток) с 1997 года показывает отрицательные значения. Основная масса амортизационных отчислений также оказалась выключенной из процесса формирования финансового ресурса.
Минерально-сырьевой комплекс России формировался в условиях единой централизованной системы управления экономикой страны. При этом отдельные звенья единой технологической цепочки – подготовка запасов, добыча, первичная переработка минерального сырья и получение конечного продукта – были пространственно разорваны. В результате проведенной экспертной переоценки активные разведанные запасы угля, учтенные государственным балансом запасов, сократились почти на одну треть. Общие геологические ресурсы угля в России составляют около 36 % от мировых. Почти 90 % всех запасов сосредоточено на азиатской, 10 % – на европейской части Российской Федерации.
Одним из ключевых элементов устойчивости национальной экономической безопасности является стабильность минерально-сырьевого обеспечения отрасли. В последние годы усилилось отставание воспроизводства запасов топливно-энергетических ресурсов по отношению к их добыче, прирост разведанных запасов не компенсирует текущую добычу. Работы по геолого-промышленной оценке сырьевой базы действующих угледобывающих предприятий и переоценке сырьевой базы практически свернуты. Эта проблема переросла ведомственные рамки, перешла в разряд стратегической и общенациональной.
Ряд крупных разведанных угольных месторождений значительно удален от сети железных дорог (например, Кангаласское – 800 км в Якутии). В этой связи их промышленное освоение остается сложным. По этой причине приоритет в проведении геологоразведочных работ должен принадлежать обеспечению эффективной угледобычи на действующих и строящихся шахтах и разрезах.
Развитие угледобывающей промышленности определяется системой мероприятий экономического, экологического, нормативно-правового, законодательного, социального, административно-правового характера, направленных на долговременное и устойчивое обеспечение спроса экономики в угольном сырье, повышение качества жизни населения за счет эффективного комплексного использования угольных ресурсов при целенаправленном снижении уровня негативного воздействия на окружающую среду.
По современному состоянию угольной промышленности можно сделать заключение о необходимости проведения мероприятий, направленных на снижение затрат при добыче и обогащении угольного сырья и улучшение качества угольной продукции. Для угольных месторождений необходимо обеспечить максимально эффективную отработку, расширить использование сопутствующих полезных ископаемых (в том числе редких элементов).
Необходима оптимизация топливно-энергетического баланса страны путем значительного постепенного повышения в нем доли угля до 18-20 %, при увеличении абсолютных объемов его добычи до 450-500 млн. т к 2020 г.
Интенсификации развития угольной промышленности в перспективе способствуют такие обстоятельства, как наличие значительных запасов высокорентабельных, с наиболее благоприятными условиями разработки, высококачественных энергетических углей; более низкие, по сравнению с газовой промышленностью, необходимые удельные инвестиции на создание новых производственных мощностей. Это относится к большинству месторождений Кузбасса и, в первую очередь, крупнейшему Ерунаковскому месторождение каменных углей для энергетики (в основном марки Г и Д).
Высокотехнологичных запасов месторождений достаточно для обеспечения годовой добычи угля, в объеме не менее чем 500 млн. т, на несколько сотен лет, в то время, как обеспеченность запасами природного газа и нефти в России исчисляется всего несколькими десятилетиями. На наиболее рентабельных угольных месторождениях может быть обеспечено крупномасштабное производство с себестоимостью 1 т угля на уровне 5-7 дол., в основном, при открытом способе разработки.
Для сравнения удельных инвестиций, можно привести данные по освоению Ерунаковского месторождения, где для обеспечения добычи угля около 30 млн. т условного топлива (у.т.) требуется, по крайней мере, в 5 раз меньше инвестиций, чем на освоение новых газовых месторождений с добычей эквивалентного (в т у.т.) объема природного газа. С учетом того, что на Ерунаковском месторождении освоено 17 млн. т мощностей, для дополнительного ввода еще 13-15 млн. т на ближайшие 6-7 лет требуется всего 150-200 млн.дол. В обустраивающемся Заполярном месторождении, где планируется добыча около 10 млрд.м3 газа в год (11,5 млн. т у.т. - первая очередь) необходимые затраты оцениваются в 450-470 млрд. дол.
Интенсивное развитие российской угольной промышленности в первое десятилетие ХХI века имеет базис в виде существенно обновленной угледобывающей отрасли в результате ее комплексной реструктуризации. К настоящему времени закрыто (или находится в стадии закрытия) около 170 убыточных шахт и спроектировано и частично заложено 20 шахт и разрезов нового технико-экономического уровня суммарной мощностью около 40 млн. т в год. К сожалению, программу по их строительству и вводу в эксплуатацию выполнить не удалось из-за отсутствия необходимых инвестиций. По этой причине к настоящему времени многие пусковые объекты остановлены [30].
Наиболее эффективный открытый способ угледобычи расширен примерно до 65 %. Наблюдается устойчивая тенденция роста доли открытого способа разработки угольных месторождений.
Метод установления режима горных работ для пологих и горизонтальных угольных месторождений
Для установления удаляемых объемов вскрышных пород и добываемых объемов полезного ископаемого при подвигании на единицу длины фронт работ разделяют на участки одинаковой длины (10, 20 или 50 мм в зависимости от масштаба и главным образом от сложности планов изомощностей вскрыши и залежи). В середине каждого участка (по отметкам изомощностей) проставляют мощность вскрыши и полезного ископаемого, которые суммируют и умножают на длину одного участка и линейный масштаб. Полученные произведения наносят в качестве ординат полезного ископаемого и вскрышных пород на график для каждого этапа фронта работ. Расстояние между этапами составляет соответственно l1, l2, … l7 (рисунок 2.2). На линиях ординат откладываются также в определенном масштабе значения текущего коэффициента вскрыши и протяженность фронта работ для каждого его положения. Полученные точки соединяют ломанными или плавными кривыми, показывающими функциональную зависимость извлекаемых объемов вскрыши от подвигания фронта.
Площадь, заключенная между графиком полезного ископаемого, осью абсцисс и любой парой ординат, означает объем извлекаемого ископаемого при соответствующем подвигании фронта работ. Площади, заключенные между осью абсцисс и графиком вскрыши, показывают извлекаемые объемы вскрышных пород. Разделив средние значения для каждого этапа ординаты вскрыши на соответствующие ординаты полезного ископаемого, получим значения текущего коэффициента вскрыши.
В сложных условиях залегания, при значительной мощности вскрышных пород и резкой изменчивости отметок кровли залежи и дневной поверхности, при вычислении объемов вскрышных пород необходимо учитывать истинные размеры рабочей зоны карьера. Для этого на каждой линии фронта горных работ (рисунок 2.2, этапы I, II, III, …) вычисляют значения средних отметок кровли залежи и дневной поверхности. По этим данным строится профиль карьера по направлению подвигания фронта работ (рисунок 2.2), на котором для каждого положения проводят линии под углом откоса рабочего борта.
При веерном, смешанном и криволинейном перемещении фронта скорость подвигания его отдельных точек различна. Поэтому построение графика режима горных работ непосредственно в том виде, как это описано для параллельного подвигания фронта, невозможно. В этом случае обычно вычерчивают несколько (6-15) положений фронта, для каждого этапа определяют извлекаемы запасы и объемы вскрышных работ и на основании этих данных и принятой мощности карьера рассчитывают время работ на каждом этапе и строят календарный график режима горных работ.
В заданных границах карьера календарное распределение объемов горных работ зависит от мощности вскрышных пород и залежи на различных участках карьерного поля, его размеров и формы. Большое значение имеет также начальное расположение фронта и направления развития горных работ в пределах карьерного поля. В конкретных условиях число возможных и целесообразных вариантов развития горных работ оказывается обычно небольшим (2-4), так как разрезные траншеи всегда стремятся располагать на участках с наименьшей мощностью вскрышных пород, т.е. стремятся снизить текущий коэффициент вскрыши.
Иногда возможно карьерное поле делить на 2-3 участка, отрабатывваемых последовательно при различных системах разработки. Целесообразность такого развитии работ проверяется построением графиков режима для каждого участка. В этом случае по оси абсцисс откладывают последовательно этапы подвигания фронт, соответствующее первому, второму и другим участкам поля.
Данный метод не предусматривает распределение объемов вскрышных и добычных горных работ за счет изменения элементов системы разработки, таких как ширина рабочей площадки, ширина разрезной траншеи, высота уступа, угол откоса уступа.
Метод установления режима горных работ, предложенный М.Г. Новожиловым, Б.Н. Тартаковским, М.С. Четвериком [61] решает проблему представления технологической взаимосвязи добычных и вскрышных работ, учитывая изменение горно-геологических условий.
Метод заключается в представлении топографической поверхности для выбранных вариантов распределения объемов горных работ к виду, удобному для вычислений (определяются первообразные интегральные выражения при определении объемов, заключенных между топографическими поверхностями).
Для поверхности Z = F1 (L, l) в виде системы горизонталей (линиями уровня) определяется график интегральной кривой изменения объемов в зависимости от угла ф, т.е. первообразную внутреннего интеграла V = [ dкр[ 0(L cos ф, l sin ф)rdr .
Для этого область интегрирования разбивается двумя системами координатных линий r = const, ф = const. Этими линиями будут соответственно концентрические окружности с центром в полюсе и лучи, исходящие из полюса. При бесконечно малом приращении угла Аф частичными областями будут криволинейные четырехугольники, ограниченные дугами концентрических окружностей и радиусами (рисунок 2.4).
Метод расчета календарного плана для условий пологого падения выдержанных угольных месторождений
В процессе календарного планирования устанавливается рациональное распределение объемов горных работ во времени и пространстве. Итогом этой работы является серия последовательных во времени планов карьера, соответствующих принятому порядку развития горных работ, и график развития производительности карьера по всем полезным ископаемым и горной массе [83].
При фиксированных схемах вскрытия и графике развития производительности карьера по сырой руде календарное планирование проводится с учетом целесообразности переноса объемов горных работ и соответствующих им затрат на возможно более поздние периоды эксплуатации карьера, что согласуется с основным критерием-минимумом суммарных дисконтированных затрат: Зr=17 (3.1) t= (1 + к) где Зt - текущие и капитальные затраты в t -м году, руб.; T - продолжительность периода оценки, лет; E - норматив для приведения разновременных затрат [83].
Для составления календарного плана горных работ исходными данными служат: - запасы полезных ископаемых с выделением технологических разновидностей руды и ее качества и количества горных пород - отходов в границах карьера по эксплуатационным слоям; - принятая производительность карьера по полезным ископаемым; - выбранный порядок отработки месторождения; - применяемая система разработки и основные ее параметры; - принятая схема вскрытия и вид внутрикарьерного транспорта.
При составлении календарного плана горных работ учитываются следующие основные требования [83]: – минимальная продолжительность периода строительства карьера; при этом определяется объем горно-капитальных работ в период строительства; – минимально возможный срок развития добычи до проектного уровня при отсутствии ограничения со стороны обогатительной фабрики; – период максимальной производительности карьера по горной массе продолжительностью не менее 7-10 лет; – наличие нормативного количества готовых к выемке запасов руды и вскрышных пород.
С учетом этих требований строится серия ориентировочных планов горных работ с шагом 5-10 лет в зависимости от общего срока службы карьера. Анализируются соотношения запасов полезных ископаемых и объемов горных пород– отходов карьера, заключенных между смежными планами, выделяется период со стабильным коэффициентом вскрыши, а при достаточной продолжительности срока службы – ряд периодов, каждый со своим эксплуатационным коэффициентом вскрыши и годовыми объемами работ по отходам и горной массе. При этом рассматривается рациональность уменьшения коэффициента вскрыши в первый период работы за счет переноса объемов горных пород–отходов на более поздние периоды.
После установления расчетных объемов работ по периодам разработки переходят к окончательному построению планов горных работ, достаточно полно отражающих порядок развития горных работ, схему вскрытия и параметры системы разработки, соответствующие принятой интенсивности ведения горных работ. Регулирование годовых объемов горных работ осуществляется выбором направления развития работ, варьированием параметров системы разработки (шириной рабочих площадок и высотой уступа) и временной консервацией участков рабочего борта.
Строятся планы горных работ по годам строительства и эксплуатации на расчетный год включительно, а также один-два плана за пределами расчетного года с периодом 5-10 лет для уточнения графика развития производительности и обоснования работоспособности генеральной схемы вскрытия в процессе эксплуатации.
Расчетным годом при строительстве нового карьера считается год достижения проектной производительности по основному полезному ископаемому и горной массе. При реконструкции карьера в качестве расчетного принимается год освоения новой технологической схемы разработки.
Следующим этапом является нанесение на слоевые планы годовых выемочных участков по годам строительства и развития производительности карьера до расчетного года включительно с указанием объемов выемки полезных ископаемых и отходов горной массы. На слоевые планы наносится также положение горных работ на конец отработки для данного слоя.
В виде таблицы приводятся объемы добываемых полезных ископаемых и отходов горной массы по годам строительства и эксплуатации с разбивкой по горизонтам; качество полезных ископаемых по характерным с этой точки зрения периодам работы; готовые к выемке запасы полезных ископаемых и отходов горной массы на все моменты, освещаемые планами горных работ, прикладываемыми к проекту.
Объем добываемого полезного ископаемого равен сумме погашаемых балансовых запасов и засоряющих пород–отходов карьера и других полезных ископаемых за вычетом эксплуатационных потерь полезного ископаемого [83].
Принятые технологические решения при отработке Урегольского месторождения – ООО «Разрез Кийзасский»
Одной из основных задач проектирования открытой разработки угольных месторождений на стадии составления календарного плана является определение объемов горно-капитальных работ, определяющих размер инвестиций на строительство угольного разреза. Представленный метод впервые основан на использовании графика зависимости объемов добываемого угля от объемов извлекаемой горной массы. Оптовая цена угля, добываемого открытым способом, всегда выше его себестоимости. Это позволяет реализовывать полезное ископаемое, добытое в строительный период, что можно использовать для уменьшения объема горнокапитальных работ и размера затрат на их производство [57].
Для определения необходимого объема горно-капитальных работ воспользуемся графиком нарастающих объемов добычи (Р) от нарастающих объемов горной массы ( 2). Для точных расчетов лучше пользоваться кривой Р =f (Q), построенной по данным календарного плана; для менее точных расчетов - кривой для углов откоса борта разреза: нулевом ((р0) и максимально возможном ((ртах) [16, 83]. Пусть на основе анализа кривых для (р0 и (ртах , или же календарного плана, мы установили, что в первый период нормальной работы угольный разрез может работать по прямой ВС (рисунок 1) с постоянным эксплуатационным коэффициентом добычи:
Из графика видно, что, если до начала добычных работ вынуть объем горной массы равный Q0, то можно начинать нормальную работу из точки N сразу с коэффициентом добычи kj. Но подобная возможность редко представляется в действительности, развитие горных работ в период строительства разреза требует создания необходимого фронта добычных работ, т.е. углубки горных работ и во многих случаях попутной добычи полезного ископаемого.
Благодаря этим особенностям, фактическое развитие горных работ не сразу выходит на прямую ВС, и пуск разреза в эксплуатацию приходится осуществлять, имея небольшой объем попутной добычи угля.
Допустим, что фактическое развитие работ первого периода идет по линии ОАМВ. В точке М осуществляется пуск разреза в эксплуатацию, а в точке В достигается проектная производительность. Очевидно, что до пуска разреза объем горно-капитальных работ составит Qj = V] + Р] (3.6) где Qi - объем горной массы, вынутой за период строительства разреза, м3; V] - объем горных пород-отходов разреза за этот же период, м3; Pi - объем угля, добытого за период строительства разреза, м3.
К моменту достижения проектной производительности будет всего извлечено Q2 горной массы и Р2 угля. Добытый уголь становится товарной продукцией и разрез может ее поставлять потребителям. Так как в нормальном периоде работа ведется с эксплуатационным коэффициентом добычи кі, то в первые годы работы в точке В часть горной массы можно извлекать за счет текущих средств, полученных от реализации товарной продукции. Объем этой части составляет P2 Q =— = B B (3.7) kj Часть угля Pj, добытого в период строительства, также может быть реализована после пуска разреза. Поэтому мы его включаем в расчет объемов. Из графика на рисунке 1 видно, что On — Оо — і— (3.8)
Следовательно, при наличии графика Р =f (Q) с нанесенными на нем проектным развитием горных работ и точки пуска разреза в эксплуатацию объем горно-капитальных работ определяется просто: прямая линия развития горных работ в первый период нормальной эксплуатации разреза проводится до пересечения с осью абсцисс в точке N. Объем горно-капитальных работ будет определяться величиной ON [86].
Все приведенное выше справедливо, если в период освоения проектной производительности реализовывать уголь из расчета себестоимости его в нормальный период работ. Во многих случаях при открытой разработке угольного месторождения нормальная себестоимость полезного ископаемого оказывается ниже оптовой цены.
Это обстоятельство можно использовать для уменьшения объема горнокапитальных работ, то есть снижения суммы капитальных вложений. В период проектной производительности разрез может реализовать свою продукцию по оптовой цене.
Объем Qk может оказаться меньше, чем Qj. Это значит, что часть затрат на выемку объема Qi может быть возвращена инвестору уже в период освоения угольного разреза. Эту часть для сокращения объема капитальных затрат можно в проектах вполне относить за счет затрат будущих лет [89].
Последнюю формулу можно считать основной для расчета объема горнокапитальных работ с помощью графика. Выводы по главе: Для составления календарного плана горных работ при отработке пологих угольных месторождений следует пользоваться комбинированным применением графической документацией.
В период проведения ГКР часть затрат на выемку объема Qi может быть возвращена инвестору уже в период освоения угольного разреза.
При календарном планировании следует учитывать объемы грузооборота с учетом увеличения расстояния транспортирования горной массы из забоя и увеличением глубины отработки.
Для определения и усреднения эксплуатационного коэффициента вскрыши с учетом объема транспортирования рекомендуется применять график вида V = f (P) и V = f (AT).
При коротком сроке существования карьера, соответствующему сроку амортизации основного оборудования и сооружений (7-8 лет), следует стремиться к равномерному режиму горных работ. При длительном сроке существования карьер, когда основное оборудование и часть сооружений амортизируется в течение двух и более циклов, следует усреднять коэффициенты вскрыши в несколько ступеней с продолжительностью не менее срока амортизации основного горного оборудования (7-8 лет).
Для реализации проектов строительства крупных площадных месторождений, сокращение времени, за которое предприятие выходит на самоокупаемость, становиться наиболее актуальной задачей, даже если ее выполнение повлечет за собой сокращение чистого дисконтированного дохода (ЧДД) за весь срок отработки запасов.
Строительство разреза должно быть подчинено в первую очередь основной цели – получению в кратчайшие сроки доступа к залежи полезного ископаемого и созданию условий для обеспечивания заданных объемах добычных и вскрышных работ. В условиях дефицита инвестиций в период строительства необходимо минимизировать капвложения и время на организацию и проведение подготовительных работ (подготовки поверхности карьерного поля, организацию системы дренирования месторождения, обеспечения транспортной связи, строительства монтажных площадок, ЛЭП, жилых домов и построек для нужд персонала, электроподстанций, складов, и прочих объектов инфраструктуры).
В слаборазвитых регионах страны объем вложений в организацию инфраструктуры горного предприятия может достигать 50 % от общих капитальных затрат на строительство предприятий. Основной причиной задержки сдачи карьеров в эксплуатацию остается отставание и неподготовленность фронта горных работ, поэтому приоритетом при определении очередности возведения объектов инфраструктуры является их влияние на создание и развитие фронта горных работ.
В общем случае обоснование выбора очередности ввода эксплуатационных участков в отработку осуществляется на основе анализа горно-геологических и горнотехнических условий, однако относительно совершенствования вопросов организации производства необходимо также учитывать месторасположения участков отработки по отношению к внешним транспортным и энергетическим коммуникациям.