Горнодобывающие предприятия

Энергетическое обследование горнодобывающего предприятия позволяет установить, сколько электроэнергии и топлива расходуется на подготовку горных работ, добычу, транспортирование и переработку горной массы, а также на поддержание вспомогательной инфраструктуры. Главная особенность таких объектов заключается в том, что энергопотребление зависит не только от объёма добычи, но и от свойств сырья, горно-геологических условий, расстояний транспортирования и продолжительности работы оборудования.

Два добычных участка с одинаковым объёмом производства могут иметь различную энергоёмкость. Если на одном участке приходится перемещать материал на большее расстояние или перерабатывать более крепкую породу, увеличение расхода энергии не обязательно свидетельствует о неэффективной работе оборудования. Поэтому при энергоаудите сопоставляют потребление ресурсов с фактически выполненной технологической работой и условиями её выполнения.

Энергетический баланс горнодобывающего предприятия

Горнодобывающее предприятие объединяет несколько технологических процессов, каждый из которых потребляет энергию для выполнения определённой операции. Горная подготовка, добычные механизмы, карьерный или подземный транспорт, дробильное оборудование, вентиляция и водоотлив требуют различных показателей для оценки эффективности.

Специалист составляет ресурсный баланс по производственным переделам — последовательным этапам добычи и переработки материала. Для каждого этапа устанавливают границы энергопотребления, соответствующие показатели выполненной работы и доступные данные измерений.

Баланс электроэнергии формируют на основании показаний энергетических вводов и доступного учёта отдельных установок. Расход топлива сопоставляют с топливными ведомостями техники и журналами её работы. Полученные величины сверяют с общим потреблением предприятия за соответствующий период.

Если сумма расходов по технологическим участкам не совпадает с показаниями общего ввода, необходимо установить причину расхождения. Она может заключаться в неполном охвате потребителей, различиях периодов учёта или особенностях распределения энергии между подразделениями. Такое расхождение нельзя автоматически считать техническими потерями.

Результатом этой проверки становится распределение энергетических ресурсов между производственными и вспомогательными процессами. Оно показывает, для каких участков достаточно существующих данных, а где необходимо уточнить границу учёта или предусмотреть дополнительные измерения.

Как сопоставляют энергоёмкость добычных участков

Удельное энергопотребление показывает, сколько энергии затрачивается на единицу выполненной работы. Для добычи и переработки таким показателем может быть расход электроэнергии на тонну материала. Однако использование одного показателя для всех производственных процессов способно привести к ошибочным выводам.

Например, расход энергии на дробление зависит не только от массы перерабатываемой руды, но и от её физических свойств. При увеличении крепости породы энергозатраты на обработку того же количества материала могут возрасти. Если сравнивать только киловатт-часы на тонну, изменение свойств сырья можно ошибочно принять за ухудшение работы дробильного оборудования.

Для корректного сравнения специалист использует пооперационные объёмы добычи и переработки, сведения о составе материала и его физических характеристиках. Затем выделяет периоды с сопоставимыми технологическими условиями.

Таким образом, удельные показатели рассчитывают для одинаковых или обоснованно сопоставимых производственных режимов. Если условия существенно различаются и отсутствуют необходимые исходные сведения, сравнение должно сопровождаться соответствующим ограничением.

Низкая производительность оборудования также не всегда вызвана его техническим состоянием. Она может быть следствием горно-геологических условий, влияющих на продолжительность технологического цикла и объём полезной работы.

Энергопотребление при транспортировании горной массы

Транспортирование может формировать самостоятельную значительную нагрузку горнодобывающего предприятия. При этом расход энергии зависит от условий перевозки, а не только от массы перемещённого материала.

Если расстояние транспортирования увеличилось, техника выполняет больший объём работы при прежнем количестве перевезённых тонн. Поэтому сравнивать топливный расход двух периодов без учёта транспортного плеча некорректно.

Для анализа специалист сопоставляет объёмы перевозки, фактические расстояния транспортирования, продолжительность транспортных циклов и данные о расходе топлива. При наличии операций подъёма дополнительно учитывают соответствующие технологические параметры.

Такое сопоставление позволяет различить увеличение энергопотребления, вызванное изменением условий транспортирования, и изменение расхода при сопоставимой работе техники.

Например, рост удельного расхода топлива при неизменном тоннаже может быть связан с увеличением длины маршрута. Если этот фактор не учесть, можно необоснованно сделать вывод о снижении эффективности транспортного оборудования.

Результаты сравнения используют для определения участков, на которых необходимы дополнительные измерения или анализ эксплуатационных режимов. При этом причины изменения расхода должны подтверждаться фактическими транспортными параметрами.

Холостой ход и продолжительность рабочих циклов

Энергопотребление добычных механизмов зависит от соотношения времени выполнения полезной работы и остальных режимов эксплуатации. Оборудование может расходовать электроэнергию или топливо во время ожидания, холостого хода и переходных операций, не сопровождающихся непосредственным увеличением объёма добычи.

При обследовании специалист сопоставляет журналы смен, графики агрегатов, продолжительность производственных циклов и соответствующие показатели потребления.

Если при одинаковом объёме выполненной работы продолжительность холостого хода увеличилась, удельный расход энергии также может возрасти. Однако для установления причины необходимо учитывать организацию технологического процесса и фактические условия эксплуатации оборудования.

Отдельно анализируют длительность рабочего цикла. Изменение времени выполнения операции может быть связано с характеристиками материала, условиями добычи или режимом агрегата. Поэтому рост продолжительности цикла не следует автоматически считать результатом неисправности.

Сопоставление рабочих и вспомогательных интервалов помогает установить, на каких этапах энергопотребление изменяется вместе с полезной работой, а где необходим дополнительный анализ организации технологического процесса.

Вентиляция и водоотлив подземных выработок

Для подземных горных работ вентиляция и водоотлив могут представлять собой непрерывные технологические нагрузки, необходимые для обеспечения безопасных условий эксплуатации. Их энергопотребление не всегда изменяется пропорционально объёму добычи.

Вентиляционные установки обеспечивают требуемый воздухообмен в соответствующих выработках. Даже при снижении производственной активности потребность в работе вентиляции может сохраняться. Поэтому оценивать её расход только по количеству добытой горной массы недостаточно.

Аналогичная ситуация возникает с водоотливом. Работа насосного оборудования зависит от фактического водопритока и необходимых условий осушения. Если добыча временно прекращена, но водоотлив продолжает работать, общий расход энергии сохраняется при отсутствии текущего выпуска продукции.

В результате удельное энергопотребление на тонну может существенно увеличиться. Это изменение не обязательно означает ухудшение эффективности насосов или вентиляционных установок: часть энергии затрачивается на обеспечение необходимых условий независимо от текущей производительности добычного участка.

При обследовании специалист отдельно рассматривает параметры вентиляции, водопритоки, работу водоотливного оборудования и производственные показатели. Такое разделение позволяет установить связь между энергетической нагрузкой и её фактической технологической функцией.

Сокращение времени работы вентиляции или водоотлива нельзя предлагать исключительно ради уменьшения расхода электроэнергии. Возможность изменения режимов должна подтверждаться техническими условиями эксплуатации и требованиями безопасности соответствующих горных работ.

Исходные данные для энергетического обследования

Достоверность результатов зависит от того, насколько точно энергетические показатели можно связать с фактическими этапами добычи, переработки и обслуживания производственной инфраструктуры.

• Пооперационные объёмы добычи и переработки. Позволяют определить выполненную работу на каждом технологическом этапе и выбрать основу для расчёта удельных показателей.
• Сведения о составе и физических свойствах материала. Необходимы для сопоставления энергозатрат при различающихся характеристиках руды или породы.
• Показания счётчиков энергетических вводов. Используются для формирования общего баланса электроэнергии и сверки расходов технологических участков.
• Топливные ведомости техники. Позволяют сопоставлять расход топлива с режимами работы добычных и транспортных машин.
• Графики работы агрегатов и журналы смен. Необходимы для разделения рабочих, вспомогательных и холостых интервалов.
• Параметры подъёма и транспортирования. Позволяют учитывать изменение условий перемещения горной массы.
• Сведения об осушении и вспомогательной инфраструктуре. Используются для анализа нагрузок, которые могут сохраняться независимо от объёма добычи.

Каждая группа документов необходима для определённой части анализа. Данные учёта характеризуют расход ресурсов, производственные показатели — выполненную работу, а журналы и технологические параметры объясняют условия, в которых этот расход возник.

Если энергетические данные доступны только по предприятию в целом, невозможно достоверно определить потребление каждого передела без дополнительного разграничения. Если отсутствуют сведения о физических свойствах материала, сравнение энергоёмкости переработки также может оказаться необоснованным.

Как интерпретируют повышенное энергопотребление

Рост расхода электроэнергии или топлива требует проверки причин, прежде чем его можно связывать с неэффективностью конкретного участка.

Одной из причин может быть изменение технологических условий. При повышении крепости породы переработка прежнего объёма материала способна потребовать больше энергии. При увеличении расстояния транспортирования аналогичный эффект может возникнуть в работе транспортной техники.

Другой причиной становится изменение соотношения основных и вспомогательных нагрузок. Если добыча сокращается, а вентиляция и водоотлив продолжают обеспечивать необходимые условия, удельное энергопотребление на единицу продукции возрастает.

Наконец, необходимо учитывать достоверность самого распределения ресурсов. Если часть потребителей не охвачена раздельным учётом, их расход может ошибочно попасть в показатели другого технологического участка.

Поэтому специалист сопоставляет несколько объяснений изменения энергетических показателей. Неэффективность оборудования рассматривается как технический вывод, требующий подтверждения, а не как автоматическое следствие увеличения расхода энергии.

Результаты обследования горнодобывающего предприятия

Результатом энергетического обследования становится баланс электроэнергии и топлива по производственным переделам, дополненный сопоставимыми удельными показателями для соответствующих технологических операций.

Такой баланс позволяет разграничить энергопотребление добычи, переработки, транспортирования и вспомогательной инфраструктуры. Для отдельных участков определяют, какие изменения расхода объясняются условиями производства, а какие требуют дополнительной проверки оборудования или организации работы.

На основании полученных сведений выбирают точки дополнительных измерений и направления мероприятий по конкретным технологическим нагрузкам. Если изменение энергетического показателя связано с транспортированием, дальнейший анализ сосредоточивают на соответствующих условиях перевозки. Если причиной может быть режим агрегата, проверяют продолжительность рабочих циклов и холостого хода.

Для предприятия результат позволяет принимать технические решения с учётом фактической производственной нагрузки, а не только общего расхода энергии или количества добытых тонн.

При этом обследование не подтверждает неэффективность конкретного участка, если отсутствуют сведения о технологических параметрах и объёмах полезной работы. Для окончательного вывода необходимы сопоставимые показатели и достаточные данные учёта.

Для определения более широких границ обследования предусмотрено направление «Промышленность». Комплексное исследование предприятия рассматривается в услуге «Энергоаудит предприятия». Если требуется отдельно оценить электрические нагрузки, можно обратиться к задаче «Снижение потребления электроэнергии». Дополнительное объяснение распределения ресурсов по технологическим процессам представлено в материале «Структура энергопотребления горнодобывающего предприятия».