Геологические разработки месторождений

 

Где – низшая теплота сгорания рабочей массы угля, Дж/кг

– влажность рабочей массы угля, %;

 - опытный коэффициент, зависящий от марки угля; принимается в диапазоне значений

Определяем коэффициент избытка водуха:

 

Где - опытный коэффициент, определяемый в зависимости от типа угля в диапазоне значений 18,2-19,9;

- содержание в сухом газе ПГУ по объему;

 - то же

 - то же

 

 

 

Коэффициент, учитывающий утечки газа в подземном  газогенераторе:

 

Где

Реальный  выход сухого газа ПГУ из газифицируемого  угля:

 

Химический  КПД процесса газификации:

 

Где

Скорость  выгазовывания угольного пласта:

 

Где v – абсолютный водоприток в зоны газификации;

m – мощность угольного пласта, м.

Рассчитаем интенсивность выгазовывания угольного пласта для следующих условий:

1. Низшая теплота сгорания рабочей массы угля
2. Влажность рабочей массы угля
3. Содержание горючих газов в продукте:
4. Утечка газа
5. Теплота сгорания газа газификации
6. Абсолютный водоприток в зоны газификации
7. Мощность пласта m=2,0 м.

Решение.

1. Теоретический объем сухого воздуха, необходимого для полного сгорания угля:

 

2. Коэффициент избытка воздуха:

 

3. Коэффициент, учитывающий утечки газа:

 

4. Реальный выход сухого газа ПГУ:

 

5. Химический КПД:

 

6. Скорость выгазовывания угольного пласта (т/час.):

 

 

 

Выбор оптимальных технологических параметров скважинной гидродобычи полезных ископаемых.

 

Многоцелевой  характер деятельноти предприятия  СГД осложняет процесс принятия решения при выборе оптимальных  технологических параметров. Сложен сам по себе и выбор критерия оценки, единого мнения о нем пока нет.

В последнее  время все чаще таким критерием  считают суммарную прибыль. Ориентировочно можно оценить оптимальные параметры  технологии, исследовав зависимость:

 

Где П – уделаьная расчетная  прибыль от добычи полезного ископаемого, руб/т;

R – радиус камеры, м.

Оценивая  прибыль как разность между ценой  и себестоимостью, необходимо рассчитать следующие затраты:

1. Затраты на заработную плату;
2. Амортизационные отчисления;
3. Затраты на электроэнергию;
4. Условно-постоянные расходы;
5. Расходы на воду;

Расчет ведется  в следующей последовательности:

Погашаемые  запасы полезного ископаемого одной  скважиной:

 

Где m – мощность залежи, м;

 

Потери полезного  ископаемого в целиках меду камерами:

 

Где a – расстояние меду добычными скважинами, м.

Суммарные потери полезного ископаемого на участке, отрабатываемом одной скважиной:

 

Где – коэффициент извлечения отбитого полезного ископаемого; ориентировочно .

Продолжительность отработки запасов одной скважиной:

 

Где - техническая производителььность добычного агрегата по рабочему циклу, т/час.

Время работы одной скважины:

 

Где – время на монтаж добычного оборудования, час;

 – время  на демонтаж добычного оборудования, час;

Затраты на заработную плату по одной скважине:

 

Где – часовая тарифная ставка рабочего, руб.; ориентировочно

n – численность звена, чел.; ориентировочно n=3 чел;

 – продолжительность  смены, час.; принимается 

Амортизационные отчисления на скважину:

 

Где – затраты на сооружение скважины и ее обустройство, руб.

Амортизационные отчисления на добычное оборудование одной скважины:

 

Где – стоимость добычного оборудования одной скважины, руб.;

- норма амортизации  добычного оборудования, %; ориентировочно 

 – число  рабочих дней в году, = 305 сут.;

 – число  добычных смен в сутки.

Амортизационные отчисления на общее оборудование:

 

Где – стоимость общего оборудования, зданий и сооружений, руб;

 – средняя  норма амортизации общего оборудования, зданий и сооружений, %; ориентировочно  ;

 – производственная мощность предприятия, т/год.

Суммарные амортизационные  отчисления:

 

Затраты на воду:

 

Где – удельный расход воды на добычу, ;

 – стоимость технической воды, руб/, (на 1.01.91)

Условно-постоянные расходы:

 

Где – коэффициент, учитывающий условно-постоянные расходы; ориентировочно можно принимать

 – удельные  затраты на электроэнергию, руб/т,  ориентировочно  (на 1.01.91).

Суммарная себестоимость  добытого полезного ископаемого:

 

Где – затраты на разведку и подготовку запасов к отраБотке, руб/т.

Прибыль расчетная:

 

Где Ц –  цена полезного ископаемого, руб/т.

Рассчитать  прибыль предприятия скважинной гидродобычи для следующих условий (цены даны на 1.01.91):

1. Мощность залежи m = 2,0 м;
2. Плотность полезного ископаемого
3. Расстояние между добычными скважинами a = 20 м;
4. Радиус камеры R = 8 м;
5. Техническая производительность скважинного агрегата
6. Время на монтаж добычного оборудования
7. Время на демонтаж добычного оборудования
8. Затраты на сооружение скважины
9. Стоимость добычного оборудования одной скважины
10. Стоимость общего оборудования
11. Производственная мощность предприятия
12. Удельный расход воды
13. Затраты на разведку и подготовку запасов
14. Расчетная цена Ц = 6,5 руб/т.

Решение.

1. Погашаемые запасы полезного ископаемого с одной скважины:

 

2. Потери полезного ископаемого в целиках между камерами:

 

3. Суммарные потери на участке, отрабатываемом одной скважиной:

 

4. Продолжительность отработки запасов одной скважины:

 

5. Время работы одной скважины:

 

6.  Затраты на заработную плату по одной скважине:

 

7. Амортизационные отчисления на скважину:

 

8. Амортизационные отчисления на добычное оборудование:

 

9. Амортизационные отчисления на общее оборудование

 

10. Суммарные амортизационные отчисления:

 

11. Затраты на воду:

 

12. Условно-постоянные расходы:

 

13. Суммарная себестоимость:

 

14. Расчетная себестоимость:

 

Аналогичным обраом производится расчет для различных  значений R и определяется область оптимальных значений.

Расчет параметров технологии подземного выщелачивания.

 

Для выщелачивания  обычно используются водные растворы минеральных кислот или солей  карбонатов щелочных металлов.

Кислотный способ дает более высокое извлечение, но отличается меньше, чем у карбонатного способа, селективностью.

Процесс выщелачивания  в недрах сводится к переводу минералов  из твердой фазы в жидкую за счет их взаимодействия с химическим реагентом.

Увеличение  концентрации кислоты при выщелачивании  повышает с корость растворения  урановых минералов  и уменьшает  период насыщения пласта химическим растворителем, повышая в то же время  его расход на реакцию с породой.

К основным геотехнологическим показателям относятся:

-концентрация  металла в продуктивных растворах;

-суммарный  дебит скважины;

-дебит откачной  скважины;

-число одновременно  работающих скважин;

-продолжительность  отработки блоков, рядов, ячеек;

-время появления  продуктивных растворов в откачных  скважинах;

-расход и  концентрация растворителя и  окислителя;

-размеры  повышения и понижения уровня  в рабочих скважинах;

Расчет основных параметров выщелачивания ведется  в следующей последовательности.

Концентрация  металла в продуктивных растворах:

 

Где E – коэффициент извлечения металла;

Р – запасы металла на отрабатываемой площади, т;

d – плотность продуктивного раствора,

f – отношение массы выщелачиваемого раствора к массе руды;

M – средняя мощность пород, прорабатываемая выщелачивающим раствором, м;

ш

 

Суммарный дебит  откачных скважин при эксплуатации:

 

Где 

Т – расчетное число рабочих  дней в году, сут.

Дебит откачной скважины:

 

Где b – средняя ширина потоков растворов, двигающихся к откачной скважине, м;

V – оптимальная скорость фильтрации растворов, м/сут.

Число одновременно работающих откачных скважин:

 

Продолжительность отработки площади, приходящейся на одну откачную скважину:

 

Где

Время появления  продуктивных растворов в откачных скважинах:

 

Где n – эффективная пористость;

l – среднее расстояние между откачными и закачными скважинами, м.

Суммарный дебит  непродуктивных растворов:

 

Уточненное значение средней концентрации металла в растворе при отводе непродуктивных растворов по отдельному трубопроводу:

 

Затраты растворителя на химические реакции с горнорудной  массой и на заполнение продуктивного  горизонта:

 

Где – заданная концентрация растворителя в выщелачивающем растворе;

 – концентрация  растворителя в извлекаемом растворе.

Определить  среднюю концентрацию металла в  растворе и затраты растворителя для следующих условий:

1. Коэффициент извлечения металла
2. Запасы металла на отрабатываемой площади
3. Плотность продуктивного раствора
4. Отношение массы выщелачиваемого раствора к массе руды
5. Средняя мощность пород, прорабатываемых раствором
6. Объемная масса руды
7. Отрабатываемая площадь
8. Проектная годовая мощность предприятия по металлу
9. Расчетное число рабочих дней в году
10. Средняя ширина потоков растворов
11. Скорость фильтрации
12. Площадь отработки, приходящаяся на одну скважину
13. Эффективная пористость
14. Расстояние между откачными и закачными скважинами
15. Концентрация растворителя в выщелачиваемом растворе
16. Концентрация растворителя в извлекаемом раствора

Решение.

1. Концентрация металла в продуктивных растворах:

 

2. Суммарный дебит откачных скважин:

 

3. Дебит откачной скважины:

 

4. Число одновременно работающих скважин:

 

5. Продолжительность отработки запасов одной скважины:

 

6. Время появления продуктивных растворов:

 

7. Суммарный дебит непродуктивных растворов:

 

8. Уточненная средняя концентрация металла:

 

9. Затраты растворителя:

Расчет технико-экономических показателей геотехнологии.

 

Существенные  отличия геотехнологии от открытой и подземной разработки обусловливают  определенную специфичность способов сравнительной оценки методов. Основное отличие в том, что при геотехнологии  получают готовый продук, а при  открытой и подземной разработке – горную массу.

При сравнени необходимо учитывать затраты на весь передел руды до конечного продукта.

Эффективность разработки основывается на трех основных показателях:

-удельные  капиталовложения;

-себестоимость;

-производительность  труда;

Кроме этих основных показателей необходимо также  учитывать:

-рентабельность;

-срок окупаемости  затрат;

-время строительства  предприятия;

-коэффициент  фондоотдачи;

-годовой  экономический эффект;

-снижение  потребности и дефицита в оборудовании  и материалах.

Необходимо  учитывать также социальный фактор – условия охраны труда, по которому геотехнология имеет преимущества, т.к. обеспечивает выемку полезного  ископаемого без присутствия  людей в очистном забое.

Недостатки  традиционных методов по сравнению  с геотехнологией:

-не обеспечивают  высоких технико-экономических показателей;

-неудовлетворительна  динамика фондоотдачи из-за высокого  удельного веса пассивных фондов (горных выработок);

-высокая  фондоемкость и капиталоемкость;

-в течении  всего периода эксплуатации приходится  регулярно подготавливать все  новые и новые участки для  добычи, привлекая большие средства.

В связи с  этим имеются некоторые особенности  в оценке методов геотехнологической разработки месторождений полезных ископаемых.

Ниже приведена  последовательность определения некоторых  показателей.