ВНЕДРЕНИЕ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЗАМЕРНЫХ СТАНЦИЙ РУДНИЧНОЙ АТМОСФЕРЫ ПРИ ДОБЫЧЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ ПОДЗЕМНЫМ СПОСОБОМ

​INTRODUCTION OF AUTOMATIC MEASURING STATIONS OF THE MINE ATMOSPHERE DURING MINING BY UNDERGROUND METHOD

Evgenii Voitko

student, Department of Mineral Deposits Development, Technical University of the Ural Mining and Metallurgical Company,

Russia, Verkhnyaya Pyshma

Vadim Minin

Scientific Supervisor, Candidate of Technical Sciences, associate professor, Technical University of the Ural Mining and Metallurgical Company,

Russia, Verkhnyaya Pyshma

Ivan Minin

Scientific Supervisor, researcher, Senior Lecturer, Department of Mineral Deposits Development, Ural State Mining University,

Russia, Ekaterinburg

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрены возможности и пути реализации автоматизации замерных вентиляционных станций шахт и рудников, что в дальнейшем повышает безопасность ведения горных работ и позволяет прогнозировать риски, связанные с выбросом газов в очистное пространство.

ABSTRACT

The article discusses the possibilities and ways of implementing automation of measuring ventilation stations of mines and mines, which further increases the safety of mining operations and allows you to predict the risks associated with the release of gases into the treatment space.

Ключевые слова: вентиляция; замерные станции; газоанализаторы; рудничная атмосфера.

Keywords: ventilation; measuring stations; gas analyzers; mine atmosphere.

Цель

Автоматизация процесса получения данных о параметрах рудничного воздуха;

Задачи

Разработка системы автоматического замера данных рудничной атмосферы; обеспечение передачи полученных данных по шахте с выводом на дневную поверхность («на гора»); внедрение системы hub – to – hub

Актуальность работы

Рост интенсивности добычи, использование большого количества техники, находящегося в одновременной работе, ведение взрывных работ, ухудшение горно – геологических условий с увеличением глубины разработки – все это пагубно влияет на вентиляцию подземных выработок, а в последствии и на безопасность рабочего персонала рудника. Более того возникновение непредвиденных ситуаций, связанных с загрязнением атмосферы горнодобывающего предприятия, вызывает различные сбои в работе, простои техники и нарушения плана выполняемых работ. Для контроля воздуха сооружают специальные участки, называемые замерными станциями.

Принцип работы системы

Замерная вентиляционная станция представляет собой участок горной выработки (длиной не менее 4 метров), предназначенный для проведения замеров количества и качества воздуха, проходящего по данному участку. Чтобы минимизировать риски, связанные с выделением опасных газов в очистное пространство и получать данные в любой момент времени, производится автоматизация процесса замера воздуха путем установления газоанализаторов и программируемых контроллеров на замерных станцияx. На рисунках 1 и 2 представлены используемые газоанализаторы и контроллеры производства компании «ЭРИС».

Рисунок 1. Газоанализатор ДГС – 230

Рисунок 2. Программируемый контроллер

Полученная информация о состоянии атмосферы воздуха поступается в специальные терминалы «Galileosky» производством которого занимается компания «ГЛОНАСС». Данные передаются по системе hub – to – hub (от датчика к датчику) и выводятся в специализированное программное обеспечение. Благодаря этому возможно получить линию тренда и спрогнозировать возможные опасные ситуации связанные с выбросом газа в очистное пространство. Принципиальная схема работы системы представлена на рисунке 4.

Рисунок 3. Терминал Galileosky

Рисунок 4. Схема работы автоматической замерной станции

Преимущества автоматизации замерных вентиляционных станций:

• Система может работать в зонах опасных по газу и пыли;
• Получение данных о концентрации газов в рудничной атмосфере в любой промежуток времени;
• Предупреждение о превышении ПДК;
• Увеличение безопасности ведения горных работ.

Технико-экономическое обоснование

Эффективность применения замерных станций с автоматическим регулированием потоков свежего воздуха (по идее), состоит в том, что в текущее время дается сигнал об загазованности/не загазованности участка, блока, забоя и автоматически подстраивается система вентиляционных сооружений для усиления вентиляции, там, где необходимо. В то же время в неработающих на данный момент рабочих зонах автоматически снижается подача воздуха до минимально допустимой скорости воздушной среды. Базисной является технология вентиляции без управления постоянного.

Объем дополнительно добытой руды и есть основа экономического эффекта, который получается без применения дополнительных затрат, за исключением затрат на проветривание.

Решение о целесообразности внедрения новой технологии проветривания горных выработок принимается на основе экономического эффекта, определяемого на объём производства в расчётном году 2022 (годового экономического эффекта).

Определение годового экономического эффекта основывается на сопоставлении приведённых затрат по базисной и новой технологии:

где З - приведённые затраты на единицу продукции (работы), руб./тонну; С - себестоимость единицы продукции (работы) руб./тонну, по табл. 1; К – удельные капитальные вложения в производственные фонды, руб.;  нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений (0,15).

Таблица 1

Калькуляция себестоимости добычи руды рудника ОАО «УГМК»

При расчетах годового экономического эффекта учитывается фактор времени в тех случаях, когда капитальные вложения осуществляются в течение ряда лет, а также когда текущие издержки и результаты производства существенно меняются по годам эксплуатации вследствие изменения режима проветривания.

Учет фактора времени осуществляется путем приведения к одному моменту времени (началу расчетного года) единовременных и текущих затрат на внедрение технологии и результатов ее применения. Такое приведение выполняется умножением (делением) затрат и результатов соответствующего года на коэффициент приведения, определяемый по формуле:

где  коэффициент приведения;  норматив приведения (0,1); t– число лет, отделяющих затраты и результаты данного года от начала расчетного года.

Затраты и результаты, осуществляемые и получаемые до начала расчетного года, умножаются на коэффициент приведения , а после начала расчетного года делятся на этот коэффициент. Подставив значения, получим:

Себестоимость производства (отбойки руды) единицы базисной продукции рассчитывается по формуле:

где  оптовая цена, руб.;  нормативная рентабельность, 10% или 0,1.

Подставив значения, получим:  30 000/1,1 = 27272 руб.

Себестоимость производства единицы (отбойки руды) новой продукции С рассчитывается по формуле:

где  себестоимость аналога, руб. (определяется так же, как и себестоимость базисной продукции  27272 руб.);  и  величина основного параметра аналога и нового (добытая масса, мощность пласта и т. д.) в соответствующих единицах измерения;  коэффициент изменения сложности новой технологии по сравнению с аналогом (определяется экспертным путем в пределах от 1,0 до 1,5), сложность отсутствует.

Подставив значения, получим:  (27272 *5)/5,1 * 1,0 = 26737,2 руб.

Удельные капитальные вложения в производственные фонды производителя базисной  и новой , определяются по формулам:

Где  удельные производственные фонды на 1 руб. себестоимости изготовления продукции, руб. (определяются как отношение основных производственных фондов и оборотных средств к себестоимости годового выпуска продукции за последний отчетный период), табл. 1;  и  себестоимость производства единицы базисной и новой продукции, руб.;  пред производственные капитальные затраты, связанные с созданием и организацией производства, руб. не требуются;  объем выпуска руды по участку в год, 276000 тонн.

Подставив значения, получим:  3,3 * 27272 = 89997,6

 3,3 * 26737,2 + 0/276000 = 88232,76

Расчет годового экономического эффекта от внедрения (эксплуатации) и использования производится по формуле:

где  и  ; ;  и ;  определены выше, подставим полученные значения:

  27272 руб.;

 26737,2 руб.;

0,15

 = 89997,6

 88232,76

 276000 тонн.

Подставив значения, получим:

Таким образом, экономический эффект от внедрения предложенной идеи 74 520 000 руб. в год.

Выводы

1. Применение автоматизированных замерных станций позволяет получать данные о составе рудничной атмосферы в любой момент времени.

2. Данная система способна анализировать полученные данные, что позволяет делать выводы о возможных повышениях концентраций вредных газов в будущем.

3. Повышается безопасность рабочего персонала, так как специалисты ПВС рудника заранее смогут смоделировать ситуацию с учетом аварийных участков и перераспределить систему вентиляции.

4. Внедрение комплекса автоматических замерных станций несет за собой значительный экономический эффект.

Список литературы:

1. В.В. Заворницын, А.М. Плотников, В.В. Минин, А.В. Красавин, И.В. Минин Проветривание горных выработок рудников ООО «УГМК – Холдинг»: учебник. Ай Пи Ар Медиа, 2019 – 142с.
2. Г.Г. Ломоносов Производственные процессы подземной разработки рудных месторождений. – 2-е изд. – М.: Издательство «Горная книга», 2013 – 517с.
3. К.З. Ушаков, А.С. Бурчаков, Л.А. Пучков, И.И. Медведев Аэрология горных предприятий. – М.: Недра, 1987 – 421с.