ГЛАВА 2
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Исходные положения
Вопросы, требующие своего решения, взаимосвязаны и представляют совокупность физических и технологических задач, которые могут быть решены и должны решаться комплексно. Комплексный метод включает: анализ и обобщение литературных данных и производственного опыта; аналитические исследования и экспериментальные работы в лабораторных и промышленных условиях. Он обеспечивает взаимную проверку решений, полученных различными методами, входящими в его состав, а, следовательно, высокую достоверность результатов.
Учитывая многофакторность процессов и взаимосвязь вопросов, при выполнении исследований широко использовались экспериментальные методы. Такое решение обусловлено еще и тем, что горные породы представляют собой дефектную макросистему, физические свойства которой не стабильны.
Так как теоретические исследования выполняются при идеализации среды и с учетом различных допущений, их результаты требуют экспериментального уточнения и проверки.
Известно, что при образовании полости в массиве горных пород образуется неоднородное поле статических напряжений, при котором нарушается равновесное состояния пород. Признаки неравновесности могут быть различными. Общим является то, что с каждым видом неравновесности связано выделение избыточной энергии. Скорость этого процесса определяется градиентом изменения одного из физических параметров системы в отдельных точках пространства. Выделение накопленной потенциальной энергии упругих деформаций сжатия происходит в пределах зоны разгрузки. Совместное воздействие на обрушаемый взрывом массив выделяемой энергии ВВ и горного давления позволяет повысить эффективность взрыва при пониженном расходе ВВ. Решение этого вопроса производилось, в основном, экспериментальными методами. Кроме этого, напряженное состояние среды при образовании полости изучалось моделированием на эквивалентных материалах.
При изучении процессов взрывного разрушения пород также широко использовались экспериментальные методы исследования на эквивалентных материалах и в производственных условиях. Известны закономерности волнового движения на границе раздела сред. Закономерности волнового движения в неоднородном силовом поле, когда параметры среды изменяются градиентно, изучались нами экспериментально на моделях из эквивалентных материалов. Процесс взрывного разрушения среды является многофакторным процессом. Влияние всех факторов на конечный результат различно и вид связи между исследуемым параметром и фактором не одинаков. Для описания таких процессов кроме экспериментальных методов применялся метод обобщенных переменных, при котором значение искомой функции зависит от обобщенного параметра, учитывающего совокупное влияние всех факторов.
Движение сыпучего материала при выпуске руды в зависимости от конструкции днища блока изучалось на моделях, что позволило визуализировать процесс и наблюдать особенности поведения сыпучего материала на границе раздела "руда-пустая порода", а также установить показатели извлечения и выбрать оптимальные параметры системы. Окончательно достоверность полученных результатов была установлена промышленными опытами и проверкой разработанных технологий в промышленных условиях.
2.2. Методика оценки эффективности добычи и передела сырой руды на дробильно-сортировочных фабриках (ДСФ) шахт
При синтезе возможных вариантов технологии добычи и передела, как базовую, примем существующую в настоящее время технологию. Для оценки эффективности изменения технологических процессов введем понятие экономическая эффективность использования нововведений в технологию добычи и передела сырой руды, которая оценивается коэффициентом Кэпт. Этот коэффициент представляет собой отношение удельных условных доходов при применении предлагаемых результатов исследований ? нт к тому же показателю, используемой в настоящее время технологии ? пт
. (2.1)
Условный доход определяется:
, (2.2)
где
Ца - цена аглоруды, у.е.;
Сд - себестоимость добычи, у.е.;
Сп - себестоимость передела сырой руды, у.е.
На основе маркетинговых исследований [30] доходная часть (цена аглоруды) формируется как
, (2.3)
где
Feар% - содержание железа в аглоруде в процентах;
?d1ap - удельный вес фракции крупностью -d1 ;
?0,25ap - удельный вес фракции крупностью 0,25;
Qгод - годовая производительность шахты по аглоруде, тыс. т.
Расходная часть - себестоимость добычи сырой руды определяется из выражения
Сср=Спн+Сбвр+Сд+?Суп , (2.4)
где
Спн - себестоимость подготовительно-нарезных работ, у.е.;
Сбвр - себестоимость буровзрывных работ, у.е.;
Сд - себестоимость доставки руды, у.е.;
?Суп -себестоимость условно постоянных процессов, у.е.
Условно постоянными процессами являются: водоотлив, вентиляция, подъем и прочие процессы, совершенствование которых в настоящий момент не представляется возможным из-за больших объемов капитальных вложений.
В свою очередь себестоимость процессов определяется стоимостью операций. Например, себестоимость подготовительно-нарезных работ:
Спн=Сбур+Сзв+Суб+Скр, у.е., (2.5)
где
Сбур - себестоимость бурения;
Сзв - себестоимость приобретения ВВ, заряжания и взрывания;
Суб - себестоимость уборки породы;
Скр - себестоимость крепления.
Себестоимость буровзрывных работ при очистной выемке равна
Сбвр=Сбур+Сзв , (2.6)
где
Сбур - себестоимость 1 т сырой руды по статье бурения скважин;
Сзв - себестоимость 1 т сырой руды по статьям приобретения ВВ, заряжание и взрывание.
Себестоимость доставки руды
Сд=Свд+Св+Спв , (2.7)
где
Свд - себестоимость выпуска и доставки сырой руды;
Св - себестоимость вторичного дробления,
Спв - себестоимость поддержания выработок.
Себестоимость прочих процессов не изменяется, так как они в настоящей работе