УДК 622.271.06.22
ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ МЕЖПЛОЩАДНОГО ТРАНСПОРТА РУДЫ ПРИ ОСВОЕНИИ ТРУДНОДОСТУПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ В УСЛОВИЯХ АРКТИЧЕСКОГО РЕГИОНА
ФГБОУ ВО «Мурманский арктический государственный университет», Горный институт КНЦ РАН, г. Апатиты, Россия, e-mail: *****@***ru
Представлен методический подход к выбору и обоснованию параметров межплощадочных транспортных систем при освоении труднодоступных Арктических месторождений, базирующийся на комплексировании методов компьютерного моделирования и технико-экономической оценки. Показаны особенности проектирования транспортных систем в условиях гористой и гористо-равнинной местности. Получены зависимости затрат на транспортирование руды от объема грузопотока, позволяющие обосновать выбор транспорта. На примере месторождения «Партомчорр» показано, что в условиях гористо-равнинного рельефа и незначительных перепадов высот для малых значений грузопотока (до 2,4 млн. т/год наиболее эффективно применение автотранспорта, а выше – канатно-ленточного конвейера).
Ключевые слова: труднодоступные месторождения, Арктическая зона, горный транспорт, компьютерное моделирование, экологические ограничения
THE PARAMETERS INVESTIGATION OF INTER-SITE ORE TRANSPORT OF HARDLY AVAILABLE FIELDS IN THE ARCTIC REGION
E. V.Gromov
Murmansk Arctic State University, Mining Institute KSC RAS, Apatity, Russia, e-mail: *****@***ru
A methodical approach is presented to the selection and justification of the parameters of inter-site transport systems in the development of hard-to-reach Arctic deposits, based on the integration of methods of computer modeling and technical and economic evaluation. Features of designing transport systems in conditions of mountainous and mountain-flat terrain are shown. Dependences of expenses for transportation of ore on the volume of cargo flow are obtained, which allow to substantiate the choice of transport. On the example of the Partomchorr deposit, it is shown that under conditions of a mountainous-flat terrain and insignificant differences in heights for small values of cargo traffic (up to 2.4 million tons / year, the use of automobile transportation is more effective, and above that of a cable-belt conveyor).
Key words: remote deposits, the Arctic zone, mining transport, computer modeling, environmental restrictions
В последние годы все более явной становится проблема истощения наиболее богатых и легкодоступных для освоения месторождений полезных ископаемых. Восполнение минерально-сырьевой базы уже сейчас требует вовлечения в отработку бедных и труднодоступных месторождений, распложенных в сложных горно-геологических и климатических условиях. На повестку дня становятся вопросы необходимости освоения перспективных георесурсов Арктического региона РФ, в недрах которого сосредоточена треть полезных ископаемых планеты. К числу таких месторождений относится месторождение комплексных апатит-нефелиновых руд «Партомчорр». Гористый рельеф, суровые климатические условия Арктики и близость особо охраняемых природных территорий (ООПТ) (постановление Правительства РФ о создании национального парка «Хибины» [1]) предопределили значительное отдаление обогатительных производств от мест добычи при проектировании горных работ на этих месторождениях. Выбор межплощадочного транспорта руды при освоении этого месторождения является одним из важнейших задач проектирования. Решению этого вопроса будет посвящена настоящая статья.
Одним из приоритетных решений, направленных на обеспечение промышленной и экологической безопасности ведения горных работ, является перенос обогатительных мощностей с хвостовым хозяйством за пределы их влияния на объекты ООПТ. С целью сокращения ряда затрат, связанных со строительством фабрики, оптимальным решением является использование обогатительных мощностей ГОКа «Олений ручей», расположенной в 30 км от предполагаемого рудника и эксплуатируемого одной горнодобывающей компанией.
С использованием горно-геологической информационной системы (ГГИС) «MINEFRAME» были созданы цифровые модели рельефа местности и промплощадок с размещением основных объектов поверхностной и подземной инфраструктуры, определены параметры открытых и подземных горных работ. Далее были разработаны 8 возможных вариантов транспортирования руды, условно разделенные по местоположению транспортных коммуникаций на наземные и подземные (таблица 1) [2,3].
Таблица 1. - Возможные варианты транспортных систем
Используемые коммуникации | Варианты | Вид транспорта | Дальность транспортирования, км |
Наземные | №1 | Подвесной конвейер на ходовых опорах «RopeCon» | 32 |
№2 | Канатно-ленточный конвейер | 42 | |
№5 | Автомобильный транспорт | 43 | |
№6 | Железнодорожный транспорт колеи 1520 мм на тепловозной тяге | 43 | |
Подземные | №3 | Ленточный конвейер | 30 |
№4 | Пульпопровод (шламопровод) в траншее | 36 | |
№7 | Железнодорожный транспорт колеи 1520 мм на тепловозной тяге | 30 | |
№8 | Рельсовый конвейер «Rail-Veyor» на дистанционном управлении | 30 |
При этом рассмотрены были как традиционные для транспортирования апатитсодержащих руд на дальние расстояния (железнодорожный, автомобильный транспорт), так и новые перспективные транспортные системы (конвейера различных конструкций (в т. ч. подвесные), трубопроводный транспорт, рельсовые конвейера на дистанционном управлении).
Для рассмотренных вариантов межплощадочного транспорта были построены модели трасс определены инвестиции в строительство и расходы операционной деятельности на период отработки запасов руды 1 очереди вскрытия месторождения - до гор. -90м (52 года). Выбор варианта транспортирования производился на основе моделирование затрат по годам строительства и эксплуатации, а также основных технико-экономических показателей ( табл. 2).
Таблица 2. - Основные технико-экономические показатели
№ п/п | Параметры | Ед. изм. | Варианты | |||||||
№1 | №2 | №3 | №4 | №5 | №6 | №7 | №8 | |||
1 | Производственная мощность по руде | млн. т | 7,5 | 7,5 | 7,5 | 7,5 | 7,5 | 7,5 | 7,5 | 7,5 |
2 | Срок строительства до пуска в эксплуатацию | лет | 5 | 5 | 13 | 4,5 | 4,5 | 6 | 14 | 13 |
3 | Капитальные затраты на момент пуска в эксплуатацию | млн. руб. | 16 383 | 13 535 | 26 558 | 15 213 | 7 896 | 24 225 | 44 134 | 21 840 |
4 | Эксплуатационные расходы за расчетный период, всего | -"- | 54 154 | 41 585 | 74 447 | 42 324 | 88 701 | 63 968 | 33 055 | 43 188 |
5 | Себестоимость транспортирования | руб./т | 219,20 | 171,29 | 324,76 | 178,80 | 300,18 | 274,06 | 239,87 | 202,08 |
6 | Суммарные затраты всего за расчетный период | млн. руб. | 70 537 | 55 120 | 104 508 | 57 538 | 96 597 | 88 193 | 77 190 | 65 029 |
7 | тоже с учетом диск-я (ставка 10%) | -"- | 7 255 | 5 862 | 14 730 | 6 491 | 6 222 | 11 294 | 26 471 | 11 732 |
Далее для наиболее технически осуществимых транспортных систем (с учетом опыта эксплуатации [4,5] такими являются варианты с использованием наземного транспорта) с целью обоснования границ их эффективного применения в условиях нестабильности рынка минерального сырья и неопределенности времени ввода месторождения «Партомчорр» в эксплуатацию выполнена оценка изменения затрат на транспортирование от годовой производительности рудника (Аг) ( в пределах от 1 до 7,5 млн. т/год) (рис. 1).
Рис. 1. Зависимость стоимости транспортирования от годовой производительности
Анализ выявленных зависимостей показывает, что для малых значений грузопотока (до 2,4 млн. т/год - для условий месторождения «Партомчорр») наиболее эффективно применение автотранспорта, а выше – КЛК. Расчетами [2] также установлено, что переход на конвейерный способ транспортирования позволит предотвратить экологический ущерб за период отработки запасов 1 очереди в размере до 907 млн. руб. (при Аг = 7,5 млн. т/год).
Список литературы
1. Постановление Правительства РФ от 01.01.2001 г. № 000 «О создании национального парка «Хибины». СЗ РФ. - 2018. - N 9. Ст. 1385
2. Повышение эффективности разработки месторождений бедных руд в условиях экологических ограничений (на примере апатит-нефелинового месторождения «Партомчорр»). - Дис. канд. техн. наук (25.00.22). – Апатиты. - 2016. – 148 с.
3. , , Оценка эффективности экологически сбалансированной геотехнологии разработки месторождений стратегических металлов Арктической зоны России // Горный журнал, 2017. - №12. - C. 216-221.
4. Канатно-ленточные конвейеры / , : Горная Промышленность. - 2006. − №4 – С. 15-16.
5. Andrew Lewis Канатно-ленточные конвейеры большой протяженности / Andrew Lewis, : Горная Промышленность. - 2005. − №3 – С. 21-23.
