Структура горнодобывающего предприятия и окружающей стреды

ГОРНОДОБЫВАЮЩЕЕ ПРЕДРИЯТИЕ - БОЛЬШАЯ ТЕХНИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

Структура горнодобывающего предприятия и окружающей стреды

Одним из первых этапов работы при системном анализе является анализ структуры системы и выявление их взаимосвязей. Не менее важно при этом выявить реальное окружение анализируемой системы.

Проанализируем как систему ГДП [1]. На нулевом уровне декомпозиции рис. 5.1.а к окружающей среде ГДП относятся - месторождение [МСТ] и пот­ребитель – [ПОТР]. Горногеологические условия залегания месторожде­ния, его запасы будут определять технологический процесс на ГДП и его производственную мощность, состав средств механизации основных технологических процессов и т.д.

Такие выходные характеристики месторождения полезного ископаемого, как: общие запасы, глубина залегания, форма рудного тела, физико-механические характеристики вмещающих пород и самого полезного ископаемого, район залегания и его климатические условия оказывают прямое влияние на производительность ГДП, способ разработки, систему разработки, средства механизации основных производственных процессов и требований к ним.

определенные требования к показателям качества выпускаемой продукции.

Декомпозицию структуры ГДП проведем по функциональным признакам. Как уже отмечалось, система существует для достижения некото­рой цели. Эта цель достигается в результате выполняемой в процессе функционирова­ния системы определенной операции. Операция может быть сама по себе сложной и состоять из нескольких синхронно или последова­тельно выполняемых операций (см.раздел 2.1.) Так, например, процесс добы­чи и обогащения полезного ископаемого является сложной операцией, которая включает в себя подготовительные работы (бурение, взрывание), выемочно-погрузочные операции, транс­порт, дробление и измельчение, обогащение. В таких случаях в системе существуют несколько подсис­тем, реализующих соответствующие отдельные функции.

На первом уровне, рис. 2.1 б, в качестве подсистем рассматриваются основные цехи:

ГДЦ - горнодобывающий цех, к нему отнесем все вскрышные и добычные участки, где ведется разработка горной массы, не выделяя их в отдельные подсистемы (добычные участки, отвальное хозяйство);

ТРЦ - транспортный цех, на всех крупных горнодобывающих предприятиях в связи с узкоспециальной функцией этой подсистемы она, как правило, организационно выделяется в общем составе ГДП;

ДОФ - дробильно-обогатительная фабрика. Как известно, практически все добываемое минеральное сырье в том виде, в каком оно извлекается из недр, за редким исключением, не пригодно для дальнейшего использования. Поэтому на большинстве горнодобывающих предприятиях ДОФ непременная составная часть ГДП.

Обязательным условием та­кого расчленения следует считать соблюдение принципа целостности для каж­дой подсис­темы, т. е. каждая подсистема должна выполнять определен­ную сос­тавляющую функцию, и выход этой подсистемы будет либо входом в другую подсистему, либо выходом системы в целом.

Напомним важную особенность системы. Каждая система является целостностью, т. е. обладает свойствами, которые не явля­ются простой суммой свойств отдельных элементов. При выделении ка­кого-то числа объектов в систему мы характеризуем ее, прежде всего как целостность. Следовательно, каждый элемент системы связан с остальными, так как изменение этого элемента вызывает изменение в остальных элементах и в системе в целом. (Это объясняется тем, что выделенные в систему элементы участвуют в единой операции для дос­тижения одной цели, например, извлечение и обогащение полезного ископаемого). Рассмотрим это на следующем примере.

Улучшение качества подготовки забоев в ГДЦ (снижение среднего размера куска после взрывания) приведет к значительному снижению расхода электрической энергии при дроблении руды и позволит, не ус­танавливая дополнительного оборудования повысить производительность дробильных машин, что, в конечном счете, скажется на показателях ра­боты ГП в целом. А в случае, если появятся дешевые взрывчатые вещества, то окажется возможным отказаться от крупного дробления на ДОФ и ограничиться редукционным дроблением.

Дальнейший анализ проведем для случая, когда разработка месторождения ведется с помощью циклично-поточной технологии (ЦПТ).

Коротко, о ее сущности. С увеличением глубины карьеров возрастает протяженность транспортных коммуникаций, это отрицательно сказывается на экономических показателях предприятий из-за роста расходов на транспорт. Одним из путей снижения расходов на транспорт горной массы является перевод его на непрерывный конвейерный. В этом случае благодаря способности ленточных конвейеров транспортировать груз с углом подъема до 18^о значительно снижается стоимость транспортирования. Технология ведения горных работ с применением конвейерного транспорта и погрузочного оборудования цикличного действия и называется циклично-поточной технологией.

При разработке твердых руд переход на ЦПТ осложняется тем, что крупность отдельных транспортируемых кусков не должна превышать 350-400 мм. Подготовить взрывом горную массу, в которой бы отсутствовали куски +400 мм пока экономически не всегда целесообразно, т.к. резко возрастает расход дорогостоящих взрывчатых веществ. Поэтому возникла необходимость дробления горной массы непосредственно в карьере. Кроме того необходимы устройства, которые способны непрерывно подавать горную массу на конвейер после погрузочного оборудования цикличного действия.

Отметим, что приводимый ниже анализ структуры ГДП проводится с конечной целью анализа и описания структуры карьерной дробильной установки [КДУ] карьерной дробильной установки, как технической системы.

Оговоримся также, что здесь и далее будем использовать терминологию, приведенную выше, используя метод идентификации отдельных элементов принятый в [2].

Рассмотрим более подробно подсистему ГДЦ, т.к. именно в ее составе функционирует КДУ (рис. 5.2. а, б). Здесь выделены 4 или 5 подсистем в зависимости от принятой схемы ведения ЦПТ

ЗАБОИ - система рабочих мест, на которых ведется разработка горной массы. Организация работ в этой подсистеме напрямую влияет на такой важнейший показатель свойств разрыхленной горной массы как гранулометрический состав.

ЗО - забойное оборудование, с помощью которого осуществляется выемочно-погрузочные операции горной массы. Основные параметры этого, оборудования, как будет показано ниже, его тип оказывает прямое влияние на параметры КДУ.

ВКТ - внутрикарьерный транспорт. Осуществляет, при необходимости, транспортирование горной массы из забоев на КДУ, так же как и ЗО оказывает влияние на параметры КДУ.

ВНТ - транспорт, осуществляющий доставку горной массы после КДУ

за пределы ГДЦ. В соответствии с общей концепцией ЦПТ - это непрерывный транспорт, как правило, ленточные конвейеры. К окружающей среде на выходе ГДЦ отнесены подсистемы ДОФ и отвал. Такая структуризация отражает то обстоятельство, что КДУ может быть установлена на переработке вскрышных пород, тогда на выходе системы ГДЦ будет сопряжен с отвалом. Очевидно, что в этом случае требования к продукту дробления будут определяться возможностями конвейера по способности транспортирования крупно кускового материала. Если же КДУ установлена на участке добыче полезного ископаемого, то в этом случае требования к продукту дробления будут обусловливаться кроме этого и тем есть ли на ДОФ корпус крупного дробления, и если нет, то тогда размер максимального куска продукта дробления КДУ будет определяться типоразмером дробилок среднего дробления, установленных на ДОФ.

Остановимся на графических условных обозначениях. Прямоугольниками здесь и далее будем обозначать основные подсистемы, входящие в состав анализируемой системы. Овалами обозначаются внешние системы, вертикальная черта с левой стороны овала указывает на повторяющиеся системы. Разомкнутыми овалами обозначим внутренние подсистемы, которые не рассматриваются при данной постановке задачи.

До сих пор мы отмечали применение дробильных установок только в составе средств механизации ЦПТ при открытом способе ведения горных работ. Однако и при подземном способе разработки рудных месторождений нередко дробилки устанавливаются в подземных выработках, следовательно, и их можно отнести к разряду КДУ, но требования к ним будут отличны от тех, которые предъявляются к ним в условиях открытых разработок. Это объясняется тем, что различны цели их применения, в первом случае - это переход на ЦПТ. Во втором - подземное механическое дробление руды позволяет существенно повысить эффективность горного производства за счет увеличения размера кондиционного куска при взрывании и снижения объёмов работ по вторичному взрывному дроблению горной массы. Здесь еще более обостряется проблема материалоемкости, геометрических размеров и уравновешенности дробилок, т.к. стоимость строительства подземных камер для размещения дробильных комплексов значительна. Поэтому для полноты анализа следует учитывать и возможное применение КДУ в подземных условиях.

Очевидно, что основные параметры, структура и эффективность КДУ во многом зависят и от горнотехнологических условий, в которых они используются. Поэтому необходимо каким-либо способом упорядочить и систематизировать возможные варианты организации подсистемы ГДЦ в зависимости от способа разработки месторождения, места КДУ в системе ГДП и принятой технологии ведения работ. Этой цели и служат представленные на рис. 5.3. в виде графа возможные варианты организации .

подсистемы ГДЦ. Цифры 1 или 0 на ребрах соединяющих вершины графа означают возможность или невозможность сочетаний соответствующих вершин.

Здесь приняты следующие обозначения:

ОТК, ПДЗ -открытый или подземный способ разработки месторождения, соответственно;

ВСК, ДБЧ -место установки КДУ на вскрыше или добыче;

ЦКЛ, ПТТ, ЦПТ - циклическая, поточная или циклично-поточная технология ведения горных работ.

Приведенная на рис. 5.1 и 5.2 модель структуры ГОКа и её подсистемы —ГДЦ позволяет более полно выявить элементы окружающей среды системы КДУ, а это, в свою очередь, позволит выявить и с достаточной полнотой определить внешние связи исследуемой системы. Модель, приведенная на рис. 5.3 отражает многообразные горнотехнические условия, в которых функционирует КДУ.

Вместе с тем, основой, ядром любой системы преобразования является техно­логия Tg.

1 4619 16234 4479 13712 3732 14308 3732 14538 3499 14583 2379 14354 2286 12382 2239 12474 1493 12290 653 11557 93 11282 0 10410 0">

В первом приближении без излишней детализации модель технологии из­влечения и переработки твердого минерального сырья можно представить в виде блок схемы рис. 5.4

На рисунке обозначено:

Od¹, Od² – состояние операнда на входе и выходе технического процесса соответ­ственно, 1 - бурение; 2 – взрывание; 3 – выемочно-погрузочные опера­ции; 4 – вторичное дробление (дробильно-перегрузочная операция); 5 – дробление негабаритов; 6 - транспортирование за пределы горных выработок; 7 – отсыпка отвалов; 8 – обогащение; 9 – дробление; 10 – измельчение; 11- собст­венно обогащение (повышение содержания полезных компонентов в концен­трате); 12 – окускование (агломерация и т. п.) 13 – дробление «спека»; 14 – транспортирование; 15 - металлургический передел.

Процесс извлечения и переработки твердого минерального, или операнда Od, как мы его обозначили выше в моделях, требует значительных материаль­ных, энергетических и финансовых затрат.

12
• 3
• Далее ⇒