Кангаласский угольный разрез располагается в восточной части Якутско-Вилюйского района Ленского бассейна и лежит на левом берегу среднего течения реки Лена. Разведанная площадь месторождения составляет 12,1 км2, ограничивается на юге и востоке береговой частью р. Лена, на севере и западе периферийными линиями разведки.
Основным объектом разработки являлся пласт «Рудничный», неглубоко залегающий и имеющий небольшую мощность. Отработка месторождения осуществляется открытым способом.
Разрез «Кангаласский» разрабатывает сближенные угольные пласты «Нижний» и «Верхний» мощностью в среднем 5 и 9 метров.
На существующий участках работ мощность покрывающих пород не превышает 25 метров, поэтому разработку их проводят одним вскрышным уступом со средней высотой 22 м, при помощи шагающего экскаватора ЭШ 10/70 по бестранспортной схеме с нижним черпанием по всей ширине заходки, с размещением горной массы в выработанное пространство. Трассу для передвижения по взорванной массе экскаватор планирует сам, в редких случаях используется бульдозер Д-250. Породы междупластья разрабатываются по транспортной схеме, погрузку осуществляет экскаватор ЭКГ-5А в автосамосвалы БелАЗ-7540, и транспортируются во внешние отвалы.
Добыча угля производится экскаватором ЭКГ-5А с отгрузкой на автотранспорт потребителя грузоподъемностью от 2,5 до 20 тонн. В летние месяцы около 100 тыс. т., уголь вывозится на причал для отправки потребителям водным транспортом.
Бурение скважин по породе производится станками шарошечного бурения 2СБШ-200 и СБШ-250 с диаметром долот 195 мм, по углю и междупластью – станками СВБ-2М и СБР-160, рассчитанными на бурение скважин диаметром 160 мм.
Вскрышные работы ведутся одним уступом по бестранспортной системе драглайном ЭШ 10/70. Вскрышные работы по междупластью ведутся экскаватором ЭКГ-5А с погрузкой на автотранспорт. Добыча угля ведется так же на автотранспорт экскаватором ЭКГ-5А.
Сменная производительность буровых станков принимается на основании хронометражных наблюдений и в соответствии с технологическими схемами ведения горных работ на угольных разрезах [1,2].
ОАО ХК «Якутуголь» была разработана программа энергосбережения и повышения энергоэффективности Разреза «Кангаласский» на период 2013 – 2017 г.г.
Целью программы являлось обеспечение экономии и рационального использования топливно-энергетических ресурсов (ТЭР), путем повышения энергетической эффективности объектов и оборудования разреза.
Для достижения поставленной цели были поставлены следующие основные задачи:
1. Снижение расходов энергетических ресурсов на оказание регулируемых услуг;
2. Снижение расхода электрической энергии в зданиях;
3. Разработка и совершенствование нормативно-правовых и внутренних документов в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности.
Целевыми индикаторами программы являлись:
– Снижение удельного расхода энергетических ресурсов субъектов естественных монополий на оказание регулируемых услуг;
– Сокращение удельного расхода электрической энергии в зданиях, строениях, сооружениях, находящихся в собственности субъектов естественных монополий, на 1 м2 площади указанных помещений.
На первом этапе была выполнена оценка общего потенциала энергосбережения топливно-энергетических ресурсов (ТЭР), включая электрическую и тепловую энергию, а также топливо [3, 4].
Общий потенциал энергосбережения снижения расходов энергетических ресурсов оценивается в 0,046 тыс. т у.т./год или 7,8 % от объема потребления в 2012 году. Затраты на реализацию потенциала энергосбережения на объектах Разреза «Кангаласский» составил 379,296 тыс. рублей при сроке окупаемости – 0,73 года.
Суммарный потенциал снижения расходов всех видов энергии оценивался без учета снижения или увеличения объемов потребления, связанных с производством продукции.
Суммарный потенциал снижения расходов электрической энергии составил 20,11 тыс. кВт•ч/год или около 2,6 % от общего расхода электрической энергии в 2012 году.
Основной потенциал сбережения электрической энергии аккумулирован в совершенствовании системы освещения на предприятии. Суммарные затраты на реализацию потенциала составили 86,336 тыс. рублей при сроке окупаемости мероприятий – 1,14 года.
Суммарный потенциал снижения расходов тепловой энергии оценивается в 221,4 Гкал/год или около 16,5 % от общего расхода тепловой энергии в 2012 году.
Основной потенциал сбережения тепловой энергии аккумулирован в следующих мероприятиях:
совершенствование приборного учета потребления тепловой энергии;
снижение потерь теплоносителя и тепловых потерь по изоляции теплотрасс.
Суммарные затраты на реализацию потенциала составили 236,56 тыс. рублей при сроке окупаемости мероприятий – 0,8 года.
Суммарный потенциал сбережения моторного топлива оценивался без учета снижения или увеличения объемов потребления, в 5,07 тыс. л/год или около 15 % от общего расхода моторного топлива в 2012 году.
Основной потенциал сбережения моторного топлива аккумулирован: в применения ресурсосберегающей технологии «SUPROTEC» на всем автотранспорте предприятия.
Суммарные затраты на реализацию потенциала составили 56,4 тыс. рублей при сроке окупаемости мероприятий – 0,37 года.
В рамках энергетического обследования был выполнен анализ характера изменения режимов электропотребления на разрезе «Кангаласский» за период с 2013 по 2017 г.г. (см. табл. 1).
Анализ показал, что на разрезе имеется устойчивая тенденция к снижению всех показателей энергобаланса, что в большей мере обусловлено снижением объемов производства и потребления электроэнергии, что представлено на диаграмме (рисунок). Имевшийся в период с 2015 по 2016 г.г. подъем потребления электроэнергии был связан с дополнительным вводом в эксплуатацию драглайна ЭШ-10/70 на вскрышном участке.
Таблица 1
Сведения по балансу электрической энергии и его изменениях (в МВт•ч)
|
№ п/п |
Статья приход/расход |
Год |
||||
|
2013 |
2014 |
2015 |
2016 |
2017 |
||
|
1 |
Приход |
1882,48 |
1201,16 |
503,33 |
947,14 |
776,84 |
|
2 |
Расход |
|||||
|
2.1 |
Технологический расход |
950,34 |
650 |
349,01 |
823,46 |
690,56 |
|
2.2 |
Расход на собственные нужды |
905,15 |
532,69 |
144,42 |
100,3 |
46,56 |
|
2.3 |
Технологические потери всего, в том числе: |
26,99 |
18,47 |
9,9 |
23,38 |
19,61 |
|
Условно-постоянные |
6,65 |
4,55 |
2,44 |
5,76 |
4,83 |
|
|
Нагрузочные |
19,86 |
13,59 |
7,29 |
17,21 |
14,43 |
|
|
2.4 |
Нерациональные потери |
- |
- |
- |
- |
20,11 |
|
Итого суммарный расход |
1992,48 |
1201,16 |
503,33 |
948,14 |
776,84 |
|
Диаграмма технологического расхода электроэнергии
В связи с тем, что в ближайшей перспективе не планируется существенная модернизация технологических процессов производства, связанная с изменением объемов потребления ТЭР и производством продукции, технические мероприятия по энергосбережению и повышению энергетической эффективности реализуются в соответствии с принятой программой в порядке текущей эксплуатации в соответствии с плановыми показателями предприятия, приведенными в табл. 2.
Таблица 2
Технические мероприятия по энергосбережению и повышению энергетической эффективности
|
Наименование мероприятия, вид энергетического ресурса |
Годовая экономия энергетических ресурсов |
Затраты, тыс. руб. |
Средний срок окупаемости, лет |
||
|
в натуральном выражении |
в стоимостном выражении тыс. руб. (по тарифу) |
||||
|
единица измерения |
кол-во |
||||
|
Замена ламп накаливания на энергосберегающие |
МВт• ч |
2,11 |
7,92 |
2,336 |
0,29 |
|
Замена светильников типа ДРЛ на светодиодные светильники в производственных цехах |
МВт•ч |
18 |
67,5 |
84 |
1,24 |
|
Совершенствование приборного учета потребления тепловой энергии |
Гкал |
26,7 |
35,49 |
172,56 |
4,86 |
|
Восстановление изоляции теплотрасс |
Гкал |
194,7 |
258,81 |
64 |
0,25 |
|
Применение ресурсосберегающего препарата «SUPROTEC» (бензин) |
тыс. л |
0,356 |
11,39 |
6,0 |
0,53 |
|
Применение ресурсосберегающего препарата «SUPROTEC» (ДТ) |
тыс. л |
4,71 |
141,17 |
50,4 |
0,36 |
Выводы
Исходя из полученных данных, было принято решение повышения энергоэффективности с помощью следующих мероприятий:
• Замена ламп накаливания на энергосберегающие.
• Замена светильников типа ДРЛ на светодиодные светильники в производственных цехах.
• Совершенствование приборного учета потребления тепловой энергии.
• Восстановление изоляции теплотрасс.
• Применение ресурсосберегающего препарата «SUPROTEC» (бензин).
• Применение ресурсосберегающего препарата «SUPROTEC» (ДТ).
Ежегодное снижение затрат на потребляемую электроэнергию оценивается (экспертно) в 0,07 % от затрат на энергообеспечение.