第26章 经济优化(高级版)
26.1经济性模拟

Ventsim系统提供了许多工具用于分析和节省本策略。大部分开采矿井的通风总成本是显而易见的,很多情况下较大的通风成本是隐性的或者易为大家所忽略。

要综合考虑矿井通风各种成本。

• 直接运行成本(如电力消耗或维护和维修矿井通风系统),等

• 直接的基础设施投入(包括开拓和建井以及风机购买),等

• 间接成本(通风条件的优劣所致生产能力的增加或减少)

当通风成本被视为矿井生产成本整体的主要部分时,差的通风系统状况将变得更受重视并会在通风系统中进行额外更多的投入。Ventsim系统提供一些工具用来快速分析和减少通风成本。

[高级版]

要快速估算设计出通风设施的尺寸,需要在考虑设施构筑成本的同时考虑矿井通风系统整个服务周期的通风成本。

经济模拟能能帮助优化风路断面、节约整个矿井服务周期的成本。需要提醒的是,当使用估算的矿井服务年限去优选经济断面尺寸时,许多情况下,矿井实际服务年限可能随着矿产资源的发现较起初估算的服务年限大幅延长。

许多矿井由于早期通风设计时没考虑矿井扩展和服务年限延长的问题,服务年限延长后,许多都存在通风系统能力不足的问题。

Ventsim有3种不同的优化选项。

26.1.1 选项1—快速选择

这种方法建立在不同的风路尺寸基础上可变采矿成本可以帮助优化水平或竖直风路尺寸,而后再通过不同的尺寸优化风量功率消耗。

该方法基于固定或可变参数和公式基础上可变风路尺寸条件下。尽管该方法大量考虑了不同尺寸的风路,使用的假定公式必须从真实的采矿成本估算,因此不同的尺寸会有所不同。

固定参数和采矿成本必须输入到圆形垂直井筒、水平巷道、竖直正方形开口端。固定或可变成本必须代表所有考虑成本。

快速使用成本计算器 正确的估算固定和可变成本,Ventsim内含一个成本计算器,从工具计算器菜单进入,或者直接从成本设置页进入。每条风路类型要求输入2到4种风路例子。

成本将会取平均值,当点击计算按钮后最后的综合固定成本和可变成本将被选择。为了使用户对结果有使用信心,相同的固定成本及可变成本均会被按照尺寸验算。

如果确认结果接近原始成本$/m用户确认预测参数可用。如果成本显示可用,点击复制按钮将固定成本和可变成本永久性复制到模型中去。

选项2—选择风路 这种方法建立在定义一定数量不相关尺寸风路成本和参数的基础上,并会创建图表展示不同尺寸的选项。

选项3 全面优化 这种方法建立在快速选择的基础上,但为模型中的每条风路考虑了优化。优化仅考虑大于原始风路尺寸,由于推荐较小尺寸经常会忽略为了设备和人员通过的最小设计尺寸的真实性。

26.1.2 选择图表经济优化

选项2—风路选择法-允许对不同尺寸和形状的风路将风路尺寸和成本定义到多达10种。这些都在表中定义,用于计算每种尺寸的不同通风成本。

   计算每种尺寸后,图表绘制并显示3种主要的通风成本(开采、电耗和风机购置)。最低的联合成本通常就是最优的尺寸选择。

图26-1  矿井服务年限风路成本经济性模拟

扩大风路断面是有效减少摩擦阻力损失和降低矿井通风成本最简单方法。然而增加风路断面就会增加更多的开拓成本,这将更多程度取决于‘时间经济价值’也就是当前在开拓巷道成本投入中节约的一块钱要大于在未来通风成本中节省的一块钱。

另一个需要考虑的因素是风路服务风流的年限,直接影响未来通风成本中可以节约的经济数量。

经济模拟对这些内容均作了考虑,可以为一条风路或一组风路模拟多达10中不同的尺寸,报告根据总成本价值调整过的开拓成本影响和通风成本的NPV(当前网络设置成本值)。

图26-2  经济模拟数据表举例

系统依靠准确的开采成本来估算不同尺寸和形状风路的成本。正确的电耗成本需要在设置菜单中输入。

维持风流模拟 执行经济模拟并保持同等的风流能够在每个不同尺寸的巷道流过达到所需风流的最优尺寸。

       需要注意一旦选定风路的最终尺寸,除非是使用固定风量,为了达到新尺寸井筒的所需风流需要调整模型中其它位置的风机或风量。这种方法通常适合新建井筒或矿井延深井筒尺寸优化。

调整风流模拟 执行经济模拟并允许模拟基于每条不同尺寸风路的阻力调整通过风路的风量(使用固定风量除外)。

       只有在了解允许风流调整会使井筒的基础经济参数也将随之调整并可能带来通风模型中其它位置额外的成本投入时,才会选用该选项。

       该功能对于在现有风机或基础设施条件下判断井筒或风路尺寸是很有效的,但不应用于新建矿井或井筒设计并且主通风机系统的优化需要一个指定风量。

       在所选风路上使用风机曲线会导致小尺寸风路风量减少,但相应提高风机风压确实可以减少通风成本。如果没有所需的通风风量就无法确定风路尺寸的最优经济点。

输入需要的各种变化

风路形状:圆形或矩形。每种 形状可以设置10种不同的参数。这时不支持更多复杂形状或固定断面。

年限:风路在矿井中运行的年限。这将直接影响风路运行成本,以及时间经济价值。

折旧%:每个年度的时间经济价值折扣百分率。随着工程服务年限货币价值将减少,意味着前期成本(大部分情况下进行矿井开拓及风机购置)节省价值大于后期(大部分成本为通风)成本节省的价值。

    其它与该因素相关的名称诸如包括折旧率,工程回收率,收益率或NPV(网络当前价值)贴现率。使用货币不考虑随时间的减少而减少的货币价值或不按照贴现考虑未来节约成本,采用0折旧率。

    然而为了评估工程,多少采矿公司都会采用5%-15%范围内不等的系数,取决于投资额及该投资在其它方面获得的工程竞争价值。

模拟:检查该编辑框包含的模拟风路尺寸。由于有些风路会扭曲分析图表的合理范围,不合理和不能有效通风的风路不能包括在其中。

固定投资:许多风路如井筒会有初始开拓方法预算投资。该选项可使上述情况纳入整个风路投资考虑中。它只会为对应风路或组风路应用一次,不会应用到每条单独风路。大部风情况下,水平开拓不会有采用对应固定投资。

各种成本:单位长度的开拓或开采成本。使用该值,Ventsim系统将在所选风路长度基础上计算开采的总成本。

经济模拟输出    开拓成本:开拓所有风路的总成本。

风机成本:构成通风系统的风机基础设施的资本投入。注意只采用所选与通风风路有关提供通风的相关风机投资部分。

选择年通风成本:所选风路每年的通风成本。注意这只是风路摩擦阻力成本,不是模型风路通风电耗成本。

选择矿井服务年限成本:所选风路整个矿井服务年限内的总成本。

模型年通风成本:整个模型一年的通风成本

模型风机成本:满足全矿井通风功率的所有风机购置的联合成本。

模型服务年限成本:所选风路开拓联合成本加整个模型风路服务年限通风成本。

事件风路风量(平均):通过每条风路的平均风量。

网络总风量(总和):通过整个矿井模型的风量。

多数情况下,只有所选风路的成本和图表将和模拟结果相关,然而有时候也需要考虑到改变其余矿井风路尺寸的影响也是很重要的。

例如创建较大尺寸的风井扩大风量,可能只会增加风流通过矿井其它风路的成本,这将会抵消某些风路所节省的通风成本。鉴于此原因,模型通风总成本作为单独的一栏和图表,如果该工程是老矿井的附属通风部分需要认真考虑。

26.1.3 全面经济模拟[高级版]

检查并报告矿井模型中处于合理尺寸和模拟风流的所有风路。

使用缺省投资设置来决策整个矿井服务年限风流通过风路的投资是一种广泛使用的功能。成本的组成部分是一个相对开拓成本,风机的资本成本和提供通风能耗的服务年限折扣成本。

模拟将只针对扩大风路后对过度限制和有潜力可挖的风路进行报告。同时小尺寸风路也可以是更经济的,Ventsim系统忽略了该选项,这些选项需要安装特定的方式(如通过胶轮车),这样就会扰乱正确报告可能的节省尺寸。

检查单独风路的节省尺寸选项,推荐使用快速选择,或使用图形进行经济优化,或者在编辑风路对话框中使用(?)按钮。

图26-3 全面优化