Горнодобывающие предприятия

Энергетическое обследование горнодобывающих предприятий позволяет определить, сколько энергии расходуется непосредственно на добычу полезных ископаемых, транспортировку горной массы и работу вспомогательных систем. Особенность таких объектов — постоянное изменение условий производства: глубины разработки, расстояний перевозки, объёмов водоотлива и загрузки горной техники. Поэтому увеличение энергопотребления не всегда означает ухудшение эффективности оборудования.

Чтобы установить причины повышенного расхода, энергопотребление разделяют по производственным операциям и сопоставляют с фактически выполненной работой. Для добычи учитывают объём извлечённого сырья, для транспортировки — массу и расстояние перемещения, для водоотлива — объём и высоту подъёма воды. Такой подход позволяет отличить увеличение технологической нагрузки от возможных неэффективных режимов оборудования.

Энергопотребление добычи и работа горной техники

При добыче полезных ископаемых электрическая энергия и топливо используются для работы горных машин, подъёмного и другого производственного оборудования. Фактический расход зависит от продолжительности работы, загрузки техники и условий выполнения операций.

Технологические карты добычи помогают установить последовательность операций и единицы выполненной работы. Журналы эксплуатации техники показывают продолжительность рабочих циклов, периоды ожидания и простои. Эти сведения сопоставляют с расходом энергоресурсов соответствующих машин или производственных участков.

Например, увеличение расхода энергии при росте объёма добычи может быть связано с дополнительной выполненной работой. Если же энергопотребление сохраняется при снижении производительности, необходимо проверить продолжительность холостого хода и характер загрузки оборудования.

Холостой ход — работа машины без выполнения основной производственной операции — учитывают отдельно, поскольку в таком режиме энергия продолжает расходоваться, хотя непосредственный результат добычи не увеличивается. Однако не каждый период ожидания можно устранить: его необходимость зависит от организации технологического процесса и последовательности горных работ.

Энергетические затраты на транспортировку горной массы

Транспортировка связывает участки добычи с последующими производственными операциями. Её энергопотребление зависит не только от массы перевозимого материала, но и от расстояния перемещения, высотных отметок и фактического режима работы транспортного оборудования.

Для оценки используют транспортные схемы и сведения об объёмах перевозок. Один из показателей выполненной транспортной работы — тонно-километр, соответствующий перемещению одной тонны груза на один километр. Сопоставление расхода энергии с транспортной работой помогает учитывать изменение расстояний между участками добычи и пунктами назначения.

Например, при перемещении горных работ на более удалённый участок расход энергии на перевозку может увеличиться даже при неизменном объёме добычи и исправном оборудовании. Если сравнивать только энергопотребление на тонну сырья, влияние увеличившегося расстояния останется неучтённым.

Поэтому специалист рассматривает фактические маршруты и условия транспортировки вместе с энергетическими показателями. Если изменилась высота подъёма или характер движения груза, это также учитывают при интерпретации расхода.

Только после сопоставления условий перевозки можно определить, требуется ли отдельная проверка технического состояния транспортного оборудования или организации его работы.

Водоотлив и нагрузка насосного оборудования

Водоотлив обеспечивает удаление воды из горных выработок и других участков, где это необходимо для выполнения производственных операций. Электропотребление насосов зависит от объёма перекачиваемой воды, высоты её подъёма и фактического режима работы оборудования.

При обследовании устанавливают состав насосных установок, их рабочие параметры и связь с системой водоотлива. Данные о расходе воды и условиях её подъёма сопоставляют с электрической нагрузкой насосов.

Если глубина откачки увеличивается, насосной системе может потребоваться больше энергии для перемещения того же объёма воды. Поэтому рост электрического потребления не доказывает ухудшение технического состояния насосов.

Другой возможный фактор — изменение объёма поступающей воды. При увеличении водопритока насосное оборудование выполняет дополнительную работу, которую необходимо учитывать при сравнении периодов.

Если расход электроэнергии изменился без сопоставимого изменения объёма и условий перекачки, появляется основание для дополнительной проверки рабочих режимов насосной системы. При этом оценка должна учитывать её назначение и необходимость поддержания безопасных условий горных работ.

Вентиляция и вспомогательные энергетические нагрузки

На горнодобывающих предприятиях вентиляция и другие вспомогательные системы обеспечивают условия, необходимые для работы производственных участков. Их энергопотребление может сохраняться независимо от непосредственной добычи и изменяться вместе с расположением и режимами горных работ.

При наличии вентиляционных установок анализируют их электрическую нагрузку и время работы. Полученные данные сопоставляют с назначением обслуживаемых участков и фактическим производственным режимом.

Например, остановка отдельных добычных машин не обязательно означает возможность остановки вентиляции. Её работа может быть необходима для обеспечения условий на других участках или поддержания безопасности.

Поэтому вспомогательные нагрузки выделяют в энергетическом балансе отдельно. Это позволяет не относить весь расход предприятия непосредственно к добыче и одновременно определить, какие системы требуют самостоятельных измерений.

Передача электроэнергии к удалённым производственным участкам

По мере изменения расположения горных работ могут меняться схемы электроснабжения и протяжённость линий, питающих удалённое оборудование. Передача электроэнергии сопровождается техническими потерями, величина которых зависит от параметров сети и режима нагрузки.

Для анализа необходимо установить границы электроснабжения отдельных участков и расположение точек учёта. Если измерения предусмотрены на входе питающей линии и у потребителя, их данные можно использовать для оценки различия между поступающей и переданной энергией при сопоставимых периодах.

Однако разность показаний нельзя автоматически объявлять потерями в линии, пока не подтверждены состав подключённых потребителей и границы измерения. При отсутствии раздельного учёта специалист определяет необходимые контрольные точки или исходные параметры для расчётной оценки.

Такое разграничение особенно важно, когда увеличение общего расхода совпадает с переносом производственных операций на удалённые участки. Часть изменения может быть связана с новой конфигурацией электроснабжения, а не с работой добычного оборудования.

Какие исходные данные необходимы для обследования

Для анализа горнодобывающего предприятия необходимо связать энергетические показатели с объёмами добычи, условиями транспортировки и режимами вспомогательных систем. Основными исходными сведениями являются:

• Объёмы добытого сырья — для сопоставления расхода энергоресурсов с результатами добычи.
• Технологические карты добычи — для определения последовательности операций и состава задействованного оборудования.
• Транспортные схемы и объёмы перевозок — для оценки расстояний перемещения и транспортной работы.
• Журналы горной техники — для разделения рабочих циклов, холостого хода и простоев.
• Параметры насосного оборудования — для сопоставления электрической нагрузки с объёмом и высотой подъёма воды.
• Электрические профили производственных участков — для определения характера нагрузки и периодов её изменения.
• Схемы электроснабжения удалённых участков — для установления границ учёта и возможных потерь при передаче электроэнергии.

Сведения необходимо рассматривать за согласованные периоды. Если показания приборов учёта относятся к одному участку, а объём добычи включает несколько участков с различными условиями работы, рассчитанный удельный расход не будет характеризовать конкретную операцию.

Как сопоставляют энергопотребление разных производственных периодов

При сравнении периодов сначала определяют, какие производственные условия изменились. Значение имеют объём добычи, характеристики разрабатываемого участка, дальность перевозки, глубина водоотлива и сезонный режим предприятия.

Если расход энергии увеличился одновременно с ростом транспортной работы, специалист оценивает, насколько изменение связано с дополнительным перемещением горной массы. Если выросла нагрузка насосов, необходимо проверить объём воды и высоту подъёма. Для горных машин рассматривают продолжительность рабочих циклов и фактическую производительность.

Такое разделение позволяет рассчитывать удельные показатели по отдельным операциям вместо использования одного общего значения для всего предприятия. При этом единицу полезной работы выбирают в соответствии с рассматриваемым процессом.

Сравнение удельного расхода имеет смысл только при учёте существенных различий в условиях горных работ. Повышенная энергоёмкость может объясняться изменением условий залегания сырья, увеличением расстояний перевозки или глубины откачки, даже если техническое состояние оборудования осталось прежним.

Если исходные данные не позволяют отделить эти факторы, вывод о потерях энергии остаётся неподтверждённым. В таком случае определяют дополнительные измерения, необходимые для проверки конкретной причины.

Результаты энергетического обследования горнодобывающего предприятия

По результатам анализа формируют баланс электроэнергии по основным производственным операциям и вспомогательным системам. В нём выделяют потребление добычного оборудования, транспортировки, водоотлива, вентиляции и других подтверждённых потребителей.

Для каждого участка устанавливают доступные показатели выполненной работы и границы энергетического учёта. Отдельно фиксируют нагрузки, которые пока невозможно достоверно распределить, и условия, влияющие на сопоставимость удельного расхода.

На этой основе определяют перечень контрольных измерений: электрические профили отдельных производственных участков, режимы насосного оборудования, продолжительность работы горной техники и показатели передачи энергии к удалённым потребителям.

Полученный баланс позволяет выбрать направления дальнейшей технической проверки и оценить возможность изменения режимов оборудования без нарушения производственных функций. При этом сам по себе рост расхода энергии на тонну добытого сырья не подтверждает потери. Для обоснованного решения необходимо установить, какую работу выполняло оборудование и как изменились условия добычи, перевозки и водоотлива.