Горнодобывающие предприятия

Энергетическое обследование горнодобывающих предприятий позволяет определить, сколько электроэнергии расходуется непосредственно на добычу полезных ископаемых, а сколько — на подъём и транспортировку горной массы, водоотлив и вентиляцию. Для достоверной оценки необходимо учитывать глубину разработки, расстояние перемещения породы, объёмы добычи и вскрышных работ, а также фактические режимы оборудования.

Главная особенность горнодобывающего производства заключается в том, что расход энергии зависит не только от количества добытого сырья, но и от условий его извлечения. При увеличении глубины работ или расстояния транспортировки энергозатраты могут возрастать даже при неизменной производительности оборудования. Одновременно водоотлив и вентиляция способны формировать значительную нагрузку, необходимую для обеспечения производственного процесса и безопасных условий работы.

Разделение энергопотребления по горным операциям

Для обследования горнодобывающего предприятия определяют границы потребления между добычным оборудованием, подъёмными и транспортными установками, водоотливом и вентиляцией. Эти системы выполняют разные функции, поэтому их расходы необходимо сопоставлять с соответствующими производственными показателями.

Энергетический баланс представляет собой сопоставление поступившей и использованной энергии в выбранных границах. На уровне горнодобывающего предприятия он должен показывать не только общий расход электроэнергии, но и распределение доступных измеренных нагрузок между основными операциями.

Для добычного оборудования существенны объём выполненных работ и режим эксплуатации. Для подъёмных установок дополнительно имеет значение высота перемещения горной массы, а для транспортного оборудования — расстояние перевозки. Работа водоотлива зависит от количества откачиваемой воды и условий её подъёма. Вентиляция рассматривается с учётом необходимости поддержания установленных условий в горных выработках.

Если все потребители учитываются одним счётчиком, невозможно непосредственно установить, какая операция вызвала изменение общего расхода. Поэтому специалист сопоставляет технологическую схему, ведомости электрических нагрузок и доступные измерения, определяя, где требуется дополнительный учёт.

Зависимость расхода энергии от глубины добычи и транспортировки

Энергопотребление подъёмного и транспортного оборудования необходимо оценивать с учётом фактических условий перемещения материалов. Одинаковая масса добытой породы не означает одинаковых энергозатрат, если различаются глубина её подъёма и расстояние транспортировки.

При обследовании сопоставляют объёмы добычи и вскрыши с горизонтами работ и временем эксплуатации соответствующих установок. Это позволяет определить, связано ли увеличение расхода с изменением производственного задания или требует проверки работы оборудования.

Например, если горные работы перемещаются на большую глубину, возрастает высота подъёма материала. Увеличение энергозатрат в таких условиях может быть следствием изменения технологической нагрузки, а не ухудшения технического состояния подъёмной установки.

Аналогично изменение плеча транспортировки — расстояния, на которое перевозят горную массу, — влияет на условия работы транспортного оборудования. Поэтому сравнивать расход электроэнергии за разные периоды необходимо вместе со сведениями о количестве перемещённого материала и фактических маршрутах.

Без этих данных повышение расхода невозможно достоверно объяснить снижением эффективности электропривода или транспортной установки. Сначала необходимо отделить влияние производственных условий от возможного изменения режима оборудования.

Водоотлив и энергозатраты насосных установок

Водоотлив обеспечивает удаление воды из зоны горных работ. Его энергетическая нагрузка зависит от притока воды, высоты её подъёма и продолжительности работы насосного оборудования. Поэтому расход электроэнергии на водоотлив нельзя оценивать только относительно объёма добытой породы.

Для анализа используют журналы водоотлива, сведения о горизонтах работ и показатели электропотребления насосных установок. Специалист сопоставляет количество откачиваемой воды с режимом работы оборудования и условиями подъёма.

Если приток воды увеличивается, насосы могут работать дольше или с иной нагрузкой. В результате расход электроэнергии возрастает без изменения технического состояния агрегатов. Поэтому увеличение потребления необходимо сначала сопоставить с фактическими объёмами откачки.

Другая ситуация возникает, когда насосное оборудование продолжает работать при изменении потребности в водоотливе. Такое расхождение требует проверки эксплуатационного режима, однако само по себе не подтверждает неисправность или конкретную величину избыточного расхода.

Для обоснованного вывода необходимо установить, какой объём воды перемещался, с какого горизонта выполнялся подъём и сколько времени работало оборудование. Если эти сведения отсутствуют, можно зафиксировать потребление насосной системы, но нельзя достоверно определить причину его изменения.

Вентиляция и обязательные условия горных работ

Вентиляционная нагрузка особенно важна при обследовании подземных горных выработок. Её назначение связано с поддержанием условий, необходимых для безопасного проведения работ. Поэтому потребление электроэнергии вентиляционным оборудованием нельзя автоматически считать техническими потерями только потому, что оно сохраняется при изменении объёмов добычи.

Специалист сопоставляет режим работы вентиляционных установок с расположением и использованием горных выработок. При этом необходимо учитывать, что требования к воздухообмену не всегда изменяются пропорционально количеству добываемого материала.

Снижение производительности добычного оборудования не означает возможности произвольно уменьшить вентиляцию. Прежде чем рассматривать изменение её режима, требуется установить условия, которые необходимо поддерживать, и допустимость соответствующего регулирования с точки зрения безопасности.

Если вентиляционная нагрузка сохраняется в период уменьшения добычи, это может объясняться необходимостью обеспечения безопасных условий. Чтобы оценить обоснованность расхода, необходимо сопоставить фактическую работу системы с эксплуатационными требованиями, а не только с производительностью добычного участка.

Поэтому результат энергетического обследования должен отдельно отражать необходимые вентиляционные нагрузки и режимы, требующие дополнительной технической проверки. Экономия электроэнергии не может обосновываться за счёт нарушения условий безопасной эксплуатации горных выработок.

Различия между открытой и подземной добычей

Открытая и подземная добыча отличаются условиями перемещения горной массы, организации водоотлива и обеспечения вентиляции. Эти особенности влияют на распределение энергопотребления между основными и вспомогательными системами.

При открытой добыче состав энергетических нагрузок необходимо связывать с объёмами вскрыши, глубиной разработки и транспортными расстояниями. Изменение расположения рабочих горизонтов способно повлиять на расход энергии для перемещения материалов.

Для подземной добычи дополнительно существенны подъёмные операции и вентиляция горных выработок. Водоотлив также оценивают с учётом глубины и фактического притока воды. При этом необходимость непрерывной работы отдельных обеспечивающих систем может сохраняться независимо от текущего объёма добычи.

Поэтому сопоставление двух предприятий только по расходу электроэнергии на тонну сырья может привести к неверному выводу. Даже при одинаковых объёмах добычи глубина, условия водоотлива и характер перемещения материалов способны определять различную энергетическую нагрузку.

Для корректного сравнения необходимо учитывать условия разработки месторождения. Без такого разграничения нельзя утверждать, что предприятие с более высоким удельным расходом использует оборудование менее эффективно.

Причины изменения удельного энергопотребления

Удельный расход энергии показывает количество энергоресурса, приходящееся на единицу произведённой продукции или выполненной работы. На горнодобывающем предприятии этот показатель необходимо рассчитывать с учётом границ потребления и состава производственных операций.

Если в общий расход включены добыча, транспортировка, водоотлив и вентиляция, изменение удельного показателя может быть вызвано любой из этих составляющих. Поэтому для выявления причин необходимо сопоставить энергетические данные с массой перемещаемого материала, глубиной работ, объёмами откачиваемой воды и фактическим временем эксплуатации оборудования.

Рост удельного расхода может возникать при увеличении высоты подъёма или расстояния транспортировки. В другом случае его причиной становится увеличение притока воды, требующее дополнительных затрат на водоотлив. Возможна и ситуация, когда оборудование продолжает потреблять электроэнергию при снижении производственной загрузки.

Эти объяснения нельзя объединять в один вывод о неэффективности оборудования. Для каждого из них требуется собственная измерительная основа и сопоставление с соответствующим производственным параметром.

Если повышение энергозатрат объясняется объективным изменением условий добычи, оно не доказывает техническую неисправность. Если же потребление изменилось при сопоставимых условиях работы, возникает основание для проверки режима соответствующей установки.

Исходные данные для обследования горнодобывающего предприятия

Для анализа необходимы сведения об объёмах добычи и вскрыши, горизонтах горных работ, журналы водоотлива, часы эксплуатации подъёмного и транспортного оборудования, а также ведомости электрических нагрузок.

Данные о добыче и вскрыше позволяют установить фактический объём производственной работы. Сведения о горизонтах необходимы для оценки изменения условий подъёма и перемещения материалов. Журналы водоотлива связывают работу насосных установок с объёмами откачиваемой воды.

Часы эксплуатации подъёмного и транспортного оборудования используются для сопоставления энергетических показателей с продолжительностью фактической работы. Ведомости электрических нагрузок помогают определить состав потребителей и выбрать участки, для которых необходим раздельный учёт.

Все показатели должны относиться к сопоставимым периодам. Если данные о добыче представлены за один интервал, а расход электроэнергии — за другой, достоверность расчёта удельных энергозатрат снижается.

При отсутствии измерений по отдельным установкам необходимо установить, какие нагрузки входят в общий показатель. Нельзя распределять суммарное электропотребление между добычей, вентиляцией, транспортировкой и водоотливом как подтверждённые величины без соответствующих данных.

Результаты энергетического обследования горнодобывающего предприятия

Результатом становится энергетический баланс основных горных операций с разграничением потребления добычного, подъёмного, транспортного, насосного и вентиляционного оборудования. Он показывает, какие расходы подтверждены измерениями, какие изменения связаны с условиями добычи и какие режимные отклонения требуют дальнейшей проверки.

На основании такого баланса определяют необходимые узлы дополнительного учёта и формулируют проверяемые предположения о причинах изменения энергопотребления. Например, увеличение затрат может требовать уточнения высоты подъёма, притока воды или продолжительности работы оборудования при неполной загрузке.

Результаты можно использовать при проведении энергоаудита предприятия. Особенности распределения нагрузок дополнительно рассматриваются в материале «Структура энергопотребления горнодобывающего предприятия».

Предмет обследования добычного предприятия отличается от исследования горно-обогатительного производства. Здесь основное внимание уделяется извлечению и перемещению горной массы до её дальнейшей переработки. Общие границы промышленного обследования представлены в разделе «Промышленность».

Повышенный расход электроэнергии не подтверждает наличие потерь без учёта глубины, условий добычи и состава обеспечивающих нагрузок. Особенно важно не относить необходимую вентиляцию к избыточному потреблению. Обоснованные решения принимаются после сопоставления энергетических измерений с фактической производительностью, условиями горных работ и обязательными режимами эксплуатации.