Расчет энергоемкости продукции

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Производство и технологии


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

ЭНЕРГОЕМКОСТЬ ПРОДУКЦИИ (национального дохода) -- показатель, характеризующий расход энергии на единицу продукции или национального дохода. В целом по народному хозяйству рассчитывается как отношение затрат (обычно за год) первичных топливно-энергетических ресурсов к объему произведенного национального дохода или валового общественного продукта, а по министерствам, объединениям, предприятиям -- по отношению к объему товарной.

В расчет включаются все виды топлива и энергии, потребленных на производственно эксплуатационные нужды,-- электрической, тепловой энергии, израсходованной на технологические нужды, пересчитанной в тонны условного топлива (или гигаджоули) по единым в стране эквивалентам (коэффициентам пересчета), устанавливаемым Госпланом СССР.

При определении энергоемкости учитывается потребление всех видов топлива и энергии по всем направлениям расхода, включая отопление, вентиляцию, водоснабжение, потери в сетях, независимо от источников энергоснабжения. При расчете энергоемкости продукции в стоимостном выражении топливо и энергия оцениваются по действующим ценам и тарифам. Снижение энергоемкости продукции -- важное направление интенсификации производства, ресурсосбережения; достигается осуществлением системы технических, технологических, организационных, экономических и воспитательных мер, направленных на всемерное совершенствование процессов производства и потребления энергии.

Решающее значение для снижения энергоемкости продукции имеет коренная реконструкция топливно-энергетического комплекса, широкое применение энергосберегающих технологий. Выпуск экономичных двигателей с меньшим потреблением топлива и горючего, дизелизация транспорта, совершенствование нагревательной и осветительной техники, стимулирование экономии и санкции за перерасход энергии позволяют систематически снижать энергоемкость общественного продукта и национального дохода. Усиление внимания к улучшению использования топлива и энергии положительно сказалось на динамике энергоемкости национального дохода: в 1985 г. она была ниже, чем в 1980 г., на 5,5%. К 2000 г. энергоемкость национального дохода должна снизиться не менее чем в 1,4 раза.

В современных условиях роста стоимости и даже дефицита топливно-энергетических ресурсов особую актуальность приобретает оценка энергетической эффективности промышленных технологий. Расход энергии является универсальным показателем, определяющим, в конечном итоге, эффективность всего производства. В промышленно развитых странах Запада энергетический анализ перестал быть прерогативой только исследователей, превратившись в действенный механизм, способствующий становлению энергосберегающих технологий, стимулирующий более эффективное использование энергоресурсов. Еще в 1974 г. Конгресс США принял закон, в соответствии с которым при осуществлении федеральных программ обязателен энергетический анализ различных технологий производства и процессов преобразования энергии. Работы по энергетическому анализу финансируются государственной организацией — Администрацией энергетических исследований и развития (ERDA).

Особое значение энергетический анализ имеет для горной промышленности, характеризующейся значительной удельной энергоемкостью по сравнению с другими отраслями. Энергетический подход при оценке эффективности процессов и технологий открытых горных работ нашел отражение в исследованиях многих ученых [1−3, 5, 9, 13]. Вместе с тем, несовершенство применяемых методик привело к тому, что до настоящего времени у специалистов не сформировалось единого мнения по данной проблеме.

При энергетической оценке транспортных систем глубоких карьеров возникают два ключевых вопроса, требующих решения.

Первый связан с приведением тепловой энергии дизельного топлива, потребляемой автотранспортом, и электрической энергии, расходуемой конвейерным и железнодорожным транспортом, в сопоставимый вид. В этом направлении в отечественной литературе существует несколько подходов.

Один из них, предложенный проф. Тангаевым И. А., заключается в переводе расхода дизтоплива автосамосвалами из натуральных единиц (г, кг) в кДж или кВт·ч путем умножения на удельную теплоту сгорания дизтоплива Qд. т. (Qд. т. =43,5кДж/г=12,08 кВт·ч/кг) и сравнении с фактическим расходом электроэнергии электрифицированными видами транспорта [1]. Такой подход нельзя признать методически правильным, так как он приводит к энергетической «дискредитации» автомобильного транспорта. Здесь мы сравниваем дизтопливо — источник энергии, максимально приближенный к первичному (сырой нефти), с электроэнергией, являющейся вторичным источником энергии и вырабатываемой на тепловых и гидроэлектростанциях.

При другом подходе, получившем достаточно широкое распространение в практике, расход электроэнергии приводится к расходу дизтоплива путем умножения на коэффициент, характеризующий удельный расход дизтоплива на выработку 1 кВт·ч электроэнергии на дизельных электростанциях (230−250 г/кВт·ч) [2].

Здесь мы явно завышаем энергоемкость электрифицированных видов транспорта, поскольку основной объем электроэнергии горнодобывающие предприятия получают с электростанций, работающих на природном газе, угле и мазуте. Разница в оценках удельной энергоемкости отдельных видов транспорта глубоких карьеров при использовании указанных методик составляет 3,0−3,5 раза.

По нашему мнению, наиболее объективное сопоставление можно получить путем приведения расхода электроэнергии и дизельного топлива к расходу первичных энергоресурсов, т. е. к «условному топливу» (у. т.), с учетом соответствующих затрат энергии на их добычу, переработку и транспортирование. В отечественной практике в качестве «условного топлива» используется так называемый угольный эквивалент — 7000 ккал (29,3 мДж) — теплота, которая выделяется при сжигании 1 т высококачественного угля. Аналогичный подход получил распространение за рубежом. Так, в США и Англии в качестве критерия энергетической оценки используют британскую тепловую единицу (БТЕ) — количество тепловой энергии, которое необходимо затратить, чтобы поднять температуру 1 фунта воды на 1°F (1 БТЕ = 0,252 кал/кг).

Второй вопрос связан с выбором и обоснованием критерия оценки энергетической эффективности транспортных систем глубоких карьеров и отдельных видов транспорта. Широко используемые на практике критерии (кВт·ч/т, г/т, кВт·ч/т·км, г/тк·м), учитывающие расход энергии на единицу объема перевезенной горной массы или на единицу грузооборота, малоинформативны и не отражают специфики глубоких карьеров. Исходя из основных функций транспорта глубоких карьеров, в качестве критерия может быть принята величина удельных затрат энергии на подъем 1 т горной массы из карьера. Тогда коэффициент полезного использования энергии (з) определится из выражения

(1)

где Рт — теоретически необходимая величина расхода энергии на подъем 1 т горной массы на высоту 1 м (Рт=9,81 кДж/т·м); Рф — фактические затраты энергии данным видом транспорта, кДж/т·м.

Приведение фактических затрат энергии к расходу первичных энергоресурсов (у. т.) осуществляется с использованием следующих выражений:

(2)

где Рф. а. , Pф. к. (ж) — удельные затраты условного топлива на подъем 1 т горной массы на 1 м, соответственно, автомобильным и конвейерным (железнодорожным) транспортом, г у. т. /т·м; g? — удельный расход дизтоплива автосамосвалами, г/т·м; щ? — удельный расход электроэнергии конвейерным (железнодорожным) транспортом, кВт·ч/т·м; kпер — коэффициент, учитывающий затраты энергии на получение дизтоплива из нефти (kпер=1,18ч1,20) [3]; kд — коэффициент, учитывающий затраты энергии на добычу и транспортирование топлива (kд=1,04ч1,10) [4]; kт — коэффициент, учитывающий разницу удельной теплоты сгорания дизельного и условного топлива (kт=1,5); kэ — показатель, учитывающий затраты условного топлива на получение 1 кВт·ч электроэнергии (kэ=310ч330 г/кВт·ч); kпот — коэффициент, учитывающий потери электроэнергии при передаче и распределении (kпот ?1,09).

Используя фактические данные расхода энергии конкретными видами транспорта глубоких карьеров на единицу грузооборота, получим

(3)

где g, щ — соответственно, удельный расход дизтоплива (г/т·км) автосамосвалами и электроэнергии (кВт·ч/т·км) конвейерным (железнодорожным) транспортом; hа, hк (ж) — высота подъема горной массы на 1 км внутрикарьерной трассы (уклон трассы) при данном виде транспорта, м/км.

Тогда формулу (1) можно представить в виде

(4)

где Pт=9,81 кДж/т·м; Pф — фактические затраты энергии данным видом транспорта, г у. т. /т·м; Qу. т.  — удельная теплота сгорания условного топлива, кДж/г (Qу. т. = 29,3 кДж/г).

С использованием предложенной методики и фактических данных глубоких железорудных карьеров установлены показатели энергоемкости различных видов транспорта при работе на подъем горной массы (табл. 1, рис. 1). Энергетическая эффективность конвейерного транспорта (зк = 15,4ч21,5%) в 1,9−2,2 раза выше, чем электрифицированного железнодорожного транспорта (зж = 8,0ч10,0%) и в 2,4−3,0 раза выше, чем автомобильного (за = 6,5ч7,5%).

Рис. 1. Зависимость удельной энергоемкости (Р) различных видов карьерного транспорта от уклона трассы (i): PA, PЖ, РК — средние значения энергоемкости различных видов транспорта; PТ — теоретически необходимая (минимальная) величина расхода энергии на подъем 1 т горной массы на 1 м; iA, iЖ, iК — средневзвешенные уклоны трасс различных видов транспорта; - области фактических значений удельной энергоемкости различных видов транспорта глубоких железорудных карьеров.

Таблица 1. Энергоемкость различных видов транспорта при работе на подъем горной массы из карьеров

Вид транспорта

Удельная энергоемкость

з,%

натуральные показатели

условное топливо

г/т·м

кВт·ч/т·м

г у. т. /т·м

Автомобильный

2,4−2,8

-

4,5−5,2

6,5−7,5

Железнодорожный

-

0,009−0,012

3,4−4,4

8,0−10,0

Конвейерный

-

0,0047−0,0064*

0,0043−0,0060

1,7−2,3

1,6−2,2

14,6−19,5

15,4−21,5

В числителе — с учетом крупного дробления; в знаменателе — собственно конвейерный траспорт.

Поэтому при формировании комбинированных транспортных систем особое внимание должно уделяться глубокому вводу конвейерного и железнодорожного транспорта и поддержанию сборочных автоперевозок на минимальном, технологически необходимом уровне. Это обеспечивается внедрением мобильных комплексов ЦПТ, крутонаклонных конвейеров, повышенных уклонов (до 60‰) и тоннельного вскрытия при железнодорожном транспорте.

При эксплуатации автотранспорта в рабочей зоне карьеров важным направлением снижения энергопотребления является оптимизация схем вскрытия временными съездами. Метод оптимизации основан на разделении грузооборота на две составляющие: минимально необходимую вертикальную часть грузооборота по подъему горной массы до перегрузочных пунктов и технологически необходимую горизонтальную часть, которая минимизируется за счет выбора количества, месторасположения вскрывающих выработок и порядка отработки карьерного поля. Этот вопрос особенно актуален для сборочного автотранспорта железорудных карьеров, где горизонтальная составляющая достигает 35−50% от общей величины грузооборота.

Высокая энергетическая эффективность конвейерного транспорта объясняется большими углами подъема трасс (сокращением пути перемещения груза) и отсутствием энергозатрат на подъем верхней ветви ленты ввиду равной ее массы с опускающейся нижней ветвью. При движении автосамосвалов и железнодорожных составов по уклону вверх затраты энергии необходимы как на подъем груза, так и собственно подвижного состава. В то же время коэффициент сопротивления движению ленты по роликам на порядок выше, чем коэффициент сопротивления движению груженого поезда, и сравним с аналогичным показателем автомобильного транспорта.

Энергетические преимущества железнодорожного транспорта перед автомобильным объясняются меньшими значениями коэффициента сопротивления движению груженого поезда (в 8−10 раз) и коэффициента тары. Коэффициент тары современных думпкаров составляет 0,41−0,50, а отечественных автосамосвалов 0,70−0,84. Однако реализация этих преимуществ при работе на подъем горной массы ограничивается сравнительно небольшим уклоном железнодорожных трасс (40−60‰) и значительным коэффициентом их развития (до 1,5−1,8).

Структурные формулы удельной работы по подъему горной массы различными видами транспорта имеют следующий вид:

1. Автомобильный и железнодорожный транспорт

(5)

где АП — работа по подъему 1 т горной массы на 1 м, кДж/т·м; Рт = 9,81 кДж/т·м — теоретически необходимая величина работы; kт — коэффициент тары автосамосвала (железнодорожного состава); що — коэффициент сопротивления движению груженого автосамосвала (локомотивосостава); i — уклон трассы.

2. Конвейерный транспорт

(6)

где kсопр — коэффициент, учитывающий долю сопротивлений на концевых станциях конвейера. Для наклонных конвейеров kсопр? 1,23ч1,25; щк — коэффициент сопротивления движению ленты по роликам; бк — угол наклона конвейера, град. ;

(7)

где qк — погонная масса ленты и вращающихся частей роликов верхней и нижней ветвей, кг/м; qг — погонная масса груза на ленте, кг/м.

С помощью формул (5) и (6) можно ориентировочно устанавливать соотношение энергозатрат на подъем горной массы в конкретных горно-технических условиях.

Энергетические показатели различных видов карьерного транспорта при работе на горизонтальных трассах значительно отличаются от установленных параметров при движении на подъем. К сожалению, обоснование общего показателя энергетической эффективности различных видов карьерного транспорта в указанных условиях, аналогичного работе на подъем (з), проблематично. Поэтому воспользуемся сравнительными показателями энергоемкости, полученными в типичных условиях железорудных карьеров (табл. 2).

Таблица 2. Энергоемкость различных видов карьерного транспорта при работе на горизонтальных трассах

Вид транспорта

Удельная энергоемкость

натуральные показатели

условное топливо

г/т·км

кВт·ч/т·км

г у. т. /т·км

Автомобильный

50−70

-

95−130

Железнодорожный

-

0,09−0,12

34−45

Конвейерный

-

0,15−0,20

57−70

Как видно, при работе на горизонтальных трассах в полной степени реализуются преимущества железнодорожного транспорта. Энергетическая эффективность железнодорожного транспорта в сопоставимых горно-технических условиях в 2,8−3,0 раза выше, чем автомобильного, и в 1,5−1,6 раза выше, чем конвейерного. Вследствие этого железнодорожный транспорт на зарубежных предприятиях получил преимущественное распространение не как внутрикарьерный, а как магистральный вид транспорта для перевозок руды и вскрыши от борта карьера до обогатительных фабрик и отвалов. По данным зарубежных исследований энергетическая эффективность железнодорожных перевозок промышленных грузов в 4,2 раза выше, чем автомобильных [5].

Важным направлением энергосбережения для всех видов транспорта глубоких карьеров является увеличение уклонов транспортных коммуникаций. В технологическом аспекте применение повышенных уклонов позволяет сократить дополнительный разнос бортов карьеров от размещения транспортных коммуникаций, в энергетическом — увеличение уклонов в определенном диапазоне позволяет повысить энергетическую эффективность транспорта при работе на подъем горной массы. Для всех видов транспорта зависимости удельной энергоемкости на подъем горной массы от уклона трассы имеют экстремальный характер [6]. Так, для автомобильного транспорта оптимальный уклон по энергетическому критерию в зависимости от типа покрытия и модели автосамосвала находится в пределах 0,08−0,012 (рис. 2).

Рис. 2. Зависимость удельного расхода дизтоплива БелАЗ-7519 (110 т) при движении на подъем (Р) от уклона (i) и сопротивления качению (щ0); - область оптимальных значений уклонов.

Установленные закономерности смещения iопт от качества дорожного покрытия подтверждаются экспериментально и полностью согласуются с одним из важнейших принципов физики — принципом Ле Шателье — Брауна, описывающего поведение термодинамических систем, находящихся в устойчивом равновесии.

Для электрифицированного железнодорожного транспорта при мотор-вагонной тяге оптимальный уклон составляет 0,045−0,051, при электровозной тяге — 0,027−0,031. При эксплуатации ленточных конвейеров большой производительности оптимальный угол их наклона составляет 17−19°. При мотор-вагонной тяге увеличение уклона железнодорожных путей с 40 до 60‰ приводит к повышению, хотя и незначительному, удельных энергозатрат на подъем горной массы. Это происходит вследствие увеличения коэффициента тары поезда, которое во многих случаях не может быть полностью компенсировано сокращением протяженности трассы и упрощением схемы путевого развития. Весьма актуален этот вопрос для конвейерного транспорта по причине разработки в последнее время различных конструкций крутонаклонных конвейеров. Создание таких конвейеров должно сопровождаться детальным энергетическим анализом.

Оптимальный продольный уклон трасс по энергетическому критерию для отдельных видов транспорта и конкретных моделей транспортных средств следует рассматривать как частный оптимум и нижний предел уклона, который рекомендуется принимать при проектировании транспортных систем. Окончательное решение по руководящим уклонам следует принимать на основе глобального оптимума — удельной энергоемкости всей транспортной системы.

Остановимся на энергетических характеристиках других видов транспорта глубоких карьеров. Среди них наибольший практический интерес представляют дизель-троллейвозы, наклонные скиповые и автомобильно-клетьевые подъемники.

Фактический удельный расход энергии (г у. т. /т·м) дизель-троллейвозным транспортом определяется из выражения

(8)

где щдт — удельный расход электроэнергии при работе дизель-троллейвозов, кВт·ч/т·км; gдт — удельный расход дизтоплива дизель-троллейвозным транспортом, г/т·км; hдт — высота подъема горной массы дизель-троллейвозами на 1 км автодороги, м/км.

Расчетные показатели энергетической эффективности дизель-троллейвозного транспорта (опытные образцы на базе автосамосвалов БелАЗ-7519 грузоподъемностью 110 т) на карьерах черной металлургии приведены в табл. 3 и 4. Установлено, что коэффициент полезного использования энергии дизель-троллейвозным транспортом изменяется в пределах 6,2−7,6% при среднем значении 6,7%. Таким образом, энергетические показатели дизель-троллейвозного транспорта только на 3,1% выше, чем автомобильного (з =6,5% для автосамосвалов БелАЗ-7519).

Таблица 3. Условия эксплуатации дизель-троллейвозного транспорта на карьерах черной металлургии (предпроектные проработки).

Карьер

Объем перевозок, млн т/год

Параметры трассы

L, км

Кэ, %

Нп, м

hдт, м/км

Костомукшский

22,0

4,0

52

150

37,5

Ингулецкий

18,0

2,9

76

105

36,2

«Малый Куйбас» (ММК)

15,3

4,7

64

174

37,0

№ 21 Донского ГОКа

10,2

4,0

75

180

45,0

Карагайский ОАО «Магнезит»

8,8

3,8

68

165

43,4

Примечание. L — расстояние перевозок, км; Кэ — степень электрификации трассы, %; Нп — высота подъема горной массы, м.

Таблица 4. Показатели энергетической эффективности дизель-троллейвозного транспорта.

Карьер

Удельный расход

Показатели энергетической эффективности

gдт, г/т·км

щдт, кВт/т·км

Рф. дт, г у. т. /т·м

з, %

Костомукшский

51,8

0,28

5,29

6,3

Ингулецкий

29,5

0,29

4,43

7,6

«Малый Куйбас» (ММК)

44,5

0,32

5,39

6,2

№ 21 Донского ГОКа

42,0

0,39

4,90

6,8

Карагайский ОАО «Магнезит»

40,1

0,40

5,07

6,6

Данный вывод может показаться парадоксальным, поскольку в технической литературе распространено мнение о высокой энергетической эффективности данного вида карьерного транспорта. Однако в последние годы полученные результаты подтверждаются и зарубежными исследованиями. Американские ученые П. Реввель и И. Реввель на примере автотранспорта общего пользования показывают, что энергетическая эффективность обычных и электрифицированных автомобилей (электромобилей) примерно одинакова [7]. Широкое внедрение дизель-троллейвозного транспорта на карьерах США в 1980-х годах было обусловлено не энергетической эффективностью данного вида транспорта, а конъюнктурой цен на дизтопливо и электроэнергию.

Вместе с тем, при создании отечественных дизель-троллейвозов нового поколения, не уступающих лучшим зарубежным образцам, и увеличении руководящего уклона автодорог до 10−12% коэффициент полезного использования энергии может возрасти до 7,6−7,8%, т. е. приблизится к показателям электрифицированного железнодорожного транспорта. Это свидетельствует об определенных перспективах дизель-троллейвозного транспорта на отечественных глубоких карьерах.

Средний удельный расход электроэнергии скиповым подъемником СНК-40, эксплуатировавшимся на Сибайском карьере, составил 0,0077 кВт·ч/т·м. Энергетическая эффективность характеризовалась следующими показателями: Рф. ск=2,8 г у. т. /т·м; з=12%. Расчетные показатели энергетической эффективности проектируемых скиповых (СНК-75) и автомобильно-клетьевых подъемников (АНК-75) составляют: Рф. ск=2,1ч2,2 г у. т. /т·м; з=15,2ч15,9% [2]. Энергоемкость различных типов шахтных вертикальных скиповых подъемников (Рф. ск=1,4ч1,9 г у. т. /т·м; з=17,4ч23,4%) находится на уровне показателей карьерного конвейерного транспорта [8]. Утверждение ряда авторов о наибольшей энергетической эффективности скипового подъема среди существующих видов карьерного транспорта нельзя считать достаточно обоснованным [9].

В исследованиях по оценке эффективности применения на карьерах аэростатно-канатных транспортных систем (АКТС), выполненных в последние годы, доказывается возможность снижения энергозатрат на подъем горной массы в 1,5−1,6 раза по сравнению с конвейерным транспортом [10]. Исследования носят чисто теоретический характер. Возможность и технологическая целесообразность внедрения подобных систем на карьерах большой глубины и производительности вызывают сомнение. Таким образом, реальной альтернативы рассмотренным видам транспорта для доставки горной массы из глубоких карьеров в настоящее время нет, и надежды на резкое снижение энергозатрат на транспортирование не имеют достаточных оснований.

Энергетическая оценка транспортных систем карьеров в условиях рыночной экономики имеет ряд специфических особенностей, до настоящего времени не нашедших отражения в исследованиях. В первую очередь к таким особенностям следует отнести методику расчета показателя kэ (см. формулу (2)), учитывающего затраты условного топлива на получение 1 кВт·ч электроэнергии и отражающего технологическую и экономическую эффективность электроэнергетики. Большинство авторов рекомендуют принимать значение этого показателя в пределах 310−330 г/кВт·ч. Однако эти цифры отражают реальное состояние отечественной электроэнергетики в 1975—1990 гг., т. е. в советский период (рис. 3).

Рис. 3. Динамика показателя технологической эффективности электроэнергетики России.

Высокая технологическая эффективность отечественной электроэнергетики в указанный период была достигнута за счет централизации производства, создания Единой энергетической сети и переброски энергии вслед за перемещением пиковых нагрузок в часовых поясах. Даже самая эффективная из зарубежных — японская энергетика уступала советской [11].

В настоящее время эффективность отечественной электроэнергетики (kэ = 397 г у. т. /кВт·ч) в 1,23 раза ниже японской и в 1,11 ниже французской и американской (рис. 4). За 10 лет, с 1990 по 2000 г., расход условного топлива на производство 1 кВт·ч электроэнергии в России увеличился с 306 до 397 г/кВт·ч, т. е. в 1,3 раза. В соответствующей пропорции снизилась энергетическая эффективность электрифицированных видов транспорта. Энергоемкость карьерного железнодорожного транспорта практически сравнялась с энергоемкостью автомобильного.

Рис. 4. Показатели технологической эффективности электроэнергетики наиболее развитых стран.

Переход к рыночной экономике отечественных горных предприятий сопровождался резким увеличением энергоемкости основных процессов открытой разработки и, в первую очередь, карьерного транспорта. Основными причинами увеличения энергоемкости явилось снижение объемов производства по горной массе и старение парка оборудования. В этом отношении характерен пример карьеров ОАО «Ураласбест» (рис. 5)

Рис. 5. Зависимость показателей удельной энергоемкости различных видов транспорта (Р) от объема перевозки горной массы (V) (ОАО «Ураласбест»): Ра, Рж — удельная энергоемкость соответственно автомобильного и железнодорожного транспорта, г у. т. /т·м; V — объемы перевозок горной массы, млн т/год

Выявилась лучшая адаптивность энергетических показателей автотранспорта к изменению экономических и горно-технических условий разработки, в частности, к сокращению объемов перевозок, по сравнению с железнодорожным транспортом, что объясняется меньшей долей постоянной составляющей в энергозатратах автомобильного транспорта. Это привело к расширению области применения автотранспорта на глубоких карьерах. Так, доля автотранспорта в объемах перевозок вскрышных пород на разрезах ОАО «Концерн Кузбассразрезуголь» за период 1990—2004 гг. увеличилась с 45 до 69%. На рудных карьерах расширение области применения автотранспорта наблюдается при расконсервации уступов и бортов в зоне работы железнодорожного транспорта, отработке карьеров зонами концентрации, отработке нагорной части месторождений.

Для рыночной экономики развитых стран характерно постепенное сближение энергетических и экономических оценок промышленных технологий. В России до этого пока далеко в силу неправильного соотношения цен «уголь — газ — мазут», рассчитанного по паритету покупательной способности валют. В РФ это соотношение составляет 1: 0,8:1,3, в США 1: 2,3:2,1, в Великобритании 1: 1,8:1,6, в Германии 1: 2,4:1,7. Во всех странах, кроме России, газ дороже угля [12]. С вступлением в ВТО Россия будет вынуждена изменить указанное соотношение. Согласно прогнозным оценкам, к 2010 г. по сравнению с 1998 г. цены на уголь (руб. /т у. т.) увеличатся в 2,5 раза, на газ в 9 раз, на мазут в 2,5 раза и на электроэнергию (коп. /кВт·ч) в 4,8 раза. Таким образом, оптимизм по поводу высокой экономической эффективности перевода карьерного автотранспорта на газ может не оправдаться, хотя экологическая эффективность такого перехода неоспорима.

Удельная энергоемкость может успешно использоваться при технико-экономической оценке транспортных систем карьеров в качестве основного или дополнительного критерия.

По аналогии с экономической оценкой при сравнении вариантов транспортных систем затраты энергии прошлых и будущих периодов можно приводить к текущему моменту с помощью коэффициента приведения, рассчитываемого по выражению

(9)

где В — коэффициент приведения; s — норматив для приведения разновременных затрат энергии (норма дисконта); tn — год, к которому приводятся энергозатраты; tj — год осуществления энергозатрат.

В этом случае норма дисконта (s) отражает технический прогресс, т. е. среднегодовой процент снижения удельной энергоемкости различных видов и средств горно-транспортной техники. По данным зарубежных исследований, s=0,005ч0,015. Такой подход имеет определенные преимущества перед денежной оценкой. В отличие от денежной энергетическая оценка имеет прямое, объективное, «физическое» основание, является более стабильной, не подверженной инфляции и волюнтаристскому вмешательству. В целом, энергетическая оценка не подменяет, а дополняет денежную оценку. Денежная оценка дает основание для выработки производственной тактики, энергетический анализ — для выработки стратегии формирования транспортных систем на весь период отработки карьера.

Метод энергетической оценки был реализован при обосновании глубины перехода к вскрытию внутрикарьерными железнодорожными тоннелями Костомукшского карьера [13]. Был рассмотрен период отработки карьера с 1998 до 2031 г. включительно. Оценивалось три варианта, характеризующихся различными глубинами перехода с траншейного на тоннельное вскрытие: 170, 230 и 310 м. К детальной оценке принят 2-й вариант тоннельного вскрытия (глубина перехода 230 м) как наиболее энергетически эффективной. Суммарные дисконтированные затраты энергии по указанному варианту на 12,1% ниже, чем при вскрытии с траншейным вводом железнодорожного транспорта на глубину 310 м, и на 10−16% ниже, чем при 1 м и 3 м вариантах тоннельного вскрытия. Энергетическая эффективность обеспечивается за счет глубокого ввода железнодорожного транспорта, снижения высоты подъема горной массы автотранспортом и сокращения разноса бортов карьера. Вместе с тем, экономические расчеты (ЧДД) не позволяют сделать обоснованный вывод о рациональной глубине перехода на тоннельное вскрытие ввиду незначительного различия вариантов по затратам. Это подтверждает перспективность энергетического анализа при обосновании стратегии формирования транспортных систем глубоких карьеров.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой