Спец часть. Горногеологическая часть
 Скачать 129.87 Kb.
|
|
Введение Предприятие-аналог ООО Угольная компания «Разрез Степной» приступил к отработке запасов с 1993 года. Среднегодовая мощность составляла 2,0-3,0 млн.т/год угля. На сегодняшний день производственная мощность предприятия составляет 4,0 млн.т/год угля. К 2023г. предприятие планирует перейти рубеж по добыче в 5,0 млн.т/год. Сложившееся положение в развитии горных работ, наличие горно-транспортного оборудования и подъездных железнодорожных путей, привело к необходимости выполнения корректировки ранее разработанных проектных решений. Из 17 шт. самосвалов с грузоподъемностью 55 т - 8ед. самосвалов на 1 января 2018 года превысили нормативный пробег с начала эксплуатации. Требуется модернизация выемочно-транспортирующего комплекса с учетом инновационных открытий последних лет. За последние 5 лет предприятие-аналог приобрело и ввело в эксплуатацию дополнительную горно-добычную технику высокой производительности. Это 1 новый гидравлический экскаватор Hitachi EX-1900 и 1 б/у экскаватор аналогичный марки, поступивший из Кузбасса. Плюс также оттуда переданы Степному 2 ед. БелАЗ-75131. Целью проекта является подбор выемочно-транспортирующего оборудования, обеспечивающего повышение производительности труда, соответствие кузова автосамосвала транспортируемому грузу, для полного использования грузоподъемности. Горно-геологическая часть Черногорское месторождение, в юго-западной части которого находится карьерное поле разреза, расположено на левобережье р. Енисей вблизи устья р. Абакан. По административному делению входит в состав Усть-Абаканского района республики Хакасия Российской Федерации. Ближайшими населенными пунктами к карьерному полю разреза являются г. Черногорск (12 км северо-восточнее разреза) и г. Абакан (23 км на восток). С промышленными районами Сибири Черногорское месторождение имеет железнодорожную связь. Через Абакан-Ачинск угли месторождения имеют выход на Транссибирскую железнодорожную магистраль, а через Восточно-Сибирскую железную дорогу месторождение связано с Забайкальем и Дальним Востоком. Рельеф поверхности карьерного поля мелкосопочный с абсолютными отметками 310-360 м. Постоянных водотоков на площади разреза нет. Растительность представлена степными формами (травы и кустарники). Климат района резко континентальный с холодной зимой и жарким засушливым летом. Среднегодовая температура воздуха колеблется от +1,8° до -1,0°. Абсолютный минимум температур составил минус 43,8° (декабрь 1966г.), абсолютный максимум - плюс 36° (июль 1970г.). Преобладающее направление ветров юго-западное и северное. Средняя скорость 4-9 м/сек, максимальная 20-30 м/сек. (обычно юго-западные ветры). У «Степного» семь рабочих угольных пластов: Двухаршинный, Великан–1, Великан–2, Безымянный, Мощный, Гигант–1, Гигант–2. Их общая мощность — 18 метров. Пласты имеют сложное строение ввиду прослоев пустых пород. Глубина карьера — 110 метров. Уголь залегает и глубже, но добыча его экономически нецелесообразна. Крупность куска транспортируемого груза на добычном участке 0-200 мм. Плотность вскрышных пород составляет 2,4 т/м3, плотность угля 1,3 т/м3. Наибольший продольный уклон - 80‰. Наименьший радиус кривых 30м. Ширина проезжей части составляет 17 м, обочин 2,5 м. Проанализировав горно-геологические условия, проектом предусматривается открытый способ отработки. Отработка будет производится с юга на север по падению пластов разрезными траншеями. Проходка разрезной траншеи до проектного контура осуществляется на фронте 3,5км. Для транспортировки угля на ДСК-2, предусматривается строительство Северной выездной траншеи №1 на рабочий борт, которая делит все поле участка на две части. Проходка ее осуществляется с использованием экскаваторов-мехлопат и автотранспорта. Горно-геологические условия участка месторождения угля, где расположен разрез «Степной» предопределили применение комбинированной системы разработки с использованием существующего на разрезе оборудования: экскаваторов ЭШ-10/70, ЭШ-11/70, ЭШ-20/90 (бестранспортная технология) и экскаваторов ЭКГ-5А, ЭКГ-10, ЭКГ-15, ЭКГ-8И в комплексе с автосамосвалами БелАЗ-7555 и БелАЗ-75131 грузоподъемностью 55т и 130т (транспортная технология). В парке разреза имеется 17 ед. экскаваторов и 2ед. карьерных погрузчиков, в том числе 4 драглайна (далее по тексту ЭШ), 8 электрических мехлопат (прямая лопата типа ЭКГ, в том числе 3 в консервации и 1 на угольном складе), 5 гидравлических экскаваторов (далее по тексту ЭГ), 2 колесных карьерных погрузчика (далее по тексту КП). Суммарная емкость ковшей экскаваторов и КП составляет 205,6 куб м (задействовано 185,6 куб м). 55% парка экскаваторов имеет возраст более 20 лет, всего 6 ед. имеют возраст менее 5 лет. Общий износ парка экскаваторов по возрасту превышает 80%. Учитывая опыт эксплуатации на предприятии-аналоге проектом предусматривается выбор типа выемочно-погрузочного оборудования - экскаваторы карьерные гусеничные с объемом ковша от 5 до 15 м3. Выбор вида транспорта Считаю применение железнодорожного транспорта на проектируемом предприятии не целесообразным, ввиду следующих факторов: сравнительно небольшая мощность разреза (4 млн.т/год); значительные уклоны, большие капитальные затраты. Автомобильный транспорт применяется главным образом на карьерах малой и средней производственной мощности с грузооборотом до 15 млн. тонн в год, а на более крупных карьерах – в комплексе с другими видами транспорта. Достоинства автотранспорта: Гибкость, маневренность и взаимная независимость работы автосамосвалов, что упрощает схемы движения. Меньшие по сравнению с ж/д транспортом объемы наклонных траншей и горно-строительных работ (на 40 – 50 %), а, следовательно, меньшие затраты на строительство карьера и меньшие сроки ввода в эксплуатацию. Небольшие радиусу поворотов (15 – 25 м), подъемы и уклоны до 80 – 100 %). отсутствие рельсовых путей и контактной сети (при электровозной откатке) упрощает организацию работ, производительность экскаваторов возрастает на 20 – 25 % по сравнению с их производительностью при ж/д транспорте. Увеличивается возможный темп углубления горных работ и скорость продвигания забоев. Считаю применение автомобильного транспорта на проектируемом предприятии целесообразным, ввиду следующих факторов: соответствие производительности карьера; большие подъемы и уклоны - 80‰; маневренность. Поточная технология с использованием высокопроизводительных роторных экскаваторов на разработке вскрышных пород в комплексе с транспортно-отвальными мостами, консольными отвалообразователями или конвейерным транспортом является наиболее эффективной системой разработки для угольных месторождений. Данная технология применяется при разработке горизонтальных или пологих месторождений с мягкими покрывающими породами. Распространение на Черногорском каменноугольном месторождении в основном крепких абразивных пород исключают применение наиболее совершенной поточной технологии с роторными экскаваторами на вскрышных работах. Циклично-поточная технология предусматривает использование цикличного и непрерывно действующего оборудования. Она позволяет разрабатывать крепкие породы экскаваторами – мехлопатами после проведения буровзрывных работ, транспортировать автосамосвалами горную массу по короткому расстоянию до дробильной установки и далее конвейерным транспортом – в отвалы. Наиболее широкое применение данная технология нашла: при разработке руд, когда затраты энергии на их дробление в карьере для транспортировки конвейерным транспортом являются полезными и уменьшают объем дробления на обогатительной фабрике; при отработке глубоких карьеров (150 и более метров) с внешним отвалообразованием, когда расстояния транспортировки горной массы автосамосвалами достигают значительных величин (более 7-10 км). При работе Степного разреза до 2020 года в среднем глубина отработки будет изменяться от 40 до 100 м. С учетом внутреннего отвалообразования средние расстояния транспортировки вскрыши автосамосвалами не превысят 5,0 км. С учетом вышеуказанных факторов очевидно, что применение циклично-поточной технологии при отработке поля разреза «Степной» будет являться нецелесообразным. Транспортная технология по сравнению с бестранспортной системой разработки имеет более низкие технико-экономические показатели. Поэтому на участках, где возможно на отработке вскрыши применение бестранспортной технологии, проектом предусматривается ее использование. Выбора погрузочно-транспортного комплекса для заданных условий Большую часть добытого угля отвозят на обогатительную фабрику БелАЗ-7555В. Расстояние транспортирования составляет 3,6 км. Учитывая цель и задачи проектирования примем следующие варианты погрузочно-транспортных средств: ЭКГ-5А и БелАЗ-7555В; ЭКГ-8И и БелАЗ-75570;  где dср – средний размер кусков разрушенной породы в развале, см; Кр – коэффициент разрыхления в развале 1,4   Породы I класса по экскавируемости. Вычисляем действительный показатель трудности экскавируемости  где Кв и Ктр – эмпирические коэффициенты, учитывающие соответственно конкретный вид выемочного оборудования и его типоразмер Кв =1, при П,,э от 3-5 Ктр =1, табл.9.3 1  Принимаем паспортную продолжительность цикла для выбранной модели экскаватора равной 25 секунд и вычисляем паспортную производительность [1]  Рассчитываем минимальную продолжительность рабочего цикла для среднего угла поворота разгрузки 120 град. (2,09 рад.)  где tч – время черпанья; tп – время поворота; tр – время разгрузки.      по табл.9.4 1 Подбираем значения коэффициентов разрыхления породы в ковше и наполнения ковша, по табл. 3.6, 3.5.(по емкости ковша и среднем куске размером 34) [1] Кр.к=1,65 Кн.к=0,93 Определяем техническую производительность экскаватора, учитывая коэффициент влияния технологии выемки. Кт.в=0,85(табл. 9.8.) [1]  Рассчитываем эффективную производительность экскаватора  где  - коэффициент, учитывающий несоответствие между фактической трудностью экскавации пород в сложном забое;Кпот – коэффициент, учитывающий потери экскавированной породы; Ку – коэффициент управления;  4.8 Вычисляем коэффициент обеспеченности забоя порожником  где Vc – вместимость кузова автосамосвала,м3 Кнер – коэффициент неравномерности, учитывающий случайные задержки в процессе погрузки, Кнер = 0,9. tо – время обмена.  Коэффициент использования выемочной машины  где Тс –продолжительность смены,час. Тс =12, Тпз - продолжительность подготовительно-заключительных операций, час. Тпз = 0,75ч. Тол - время на отдых и личные надобности, Тол = 0,17 Твсп - вспомогательные операции, Твсп = 0,17 Тв - время на простои при взрывных работах, Тв =0,12 Определяем сменную эксплуатационную производительность экскаватора  где Ккл – коэффициент влияния климатических условий = 0,955  Годовая производительность экскаватора   4.12 Парк экскаваторов  где рэ – количество полных рабочих смен экскаватора в течении года = 580 смен табл.4.16 [2] Таблица 1. Таблица вычислений выемочно-погрузочного оборудования
Транспортирование угля Определяем относительный показатель трудности транспортирования угля  где W=0,08 – влажность породы n – содержание глинистых частиц в породе , В=1 - коэффициент, учитывающий продолжительность транс- портирования породы С =0,955 – коэффициент влияния низких температур   где Т –продолжительность транспортирования породы,ч  где lтр –расстояние транспортировки, э – эксплутационная скорость. Отрицательное число в скобках логарифма не имеет (0,1 – 1), В=1. Классифицируем породы по трудности транспортирования Пт=6,5 значит порода относятся к вне категорной.[1] Выбираем модель автосамосвала БелАЗ-7540.[4] Определяем количество ковшей породы, загружаемой в кузов каждого транспортного средства   где nк.г и nк.о – количество ковшей, загружаемой в транспортный сосуд; q – грузоподъемность транспортного средства, т,(паспортная); V – вместительность его кузова, м3, Кр –коэффициент разрыхления в ковше экскаватора, Кн – коэффициент наполнения ковша   Находим фактические грузоподъемность и вместимость кузова транспортного средства   для 8 ковшей   Устанавливаем коэффициенты использования грузоподъемности (Кq) и вместимости (Кv) для 8 ковшей   Принимаем 8 ковшей при погрузке. Расчетная скорость движения принятой модели автосамосвала. Vдв=30 км/ч.[4] Определяем время погрузки одного автосамосвала  где Кн.в =1,15 – коэффициент наполнения кузова самосвала, Кр.в =1,1 – коэффициент разрыхления породы в кузове, NB – количество автосамосвалов, Qэ – производительность экг(формула 4.7)  Находим среднее время движения автосамосвала в грузовом и порожняковом направлениях  где l1, l2 ... ln – протяженность участков с одинаковыми транспортными условиями, км; V1, V2 ... Vn – средние скорости движения на этих участках, км/ч. Рассчитываем время оборота автосамосвала Тоб= tп + tдв + t р + tз, где tр – время разгрузки автосамосвала, мин; tз – время задержек и маневров, мин  Вычисляем сменную эксплуатационную производительность автосамосвала  где Ки – коэффициент использования автосамосвала во времени в течении смены   Находим инвентарный парк автосамосвалов, принимая организацию движения по открытому циклу   Определяем суточный пробег автосамосвала при трехсменном режиме его работы   Вычисляем инвентарный парк автосамосвалов  где  - коэффициент технической готовности автопарка Результаты расчетов приведены в таблице Таблица 2
Экономическая часть В этой части проекта производим сравнение вариантов: I вариант ЭКГ 5А и Белаз 7555В II вариант ЭКГ 8и и Белаз 75570 Таблица 3 Капитальные затраты на приобретение оборудования тыс.руб.
Таблица 8.2 Сменная заработная плата производственных рабочих обеспечивающих работу экскаваторов.
Сменный расчетный заработок машиниста для республики Хакасия с районным коэффициентом 1,6 составляет: На обслуживание машин ЭКГ 5А числится 4 человек, общий сменный заработок составит 834,394 = 3337,56 руб. На обслуживание ЭКГ 8и числится 2 человек, общий сменный заработок составит 983,132 = 1966,26 руб.
Расходы на эл.энергию Сээ =  где Сээ – стоимость часового расхода эл.энергии, Nдв – номинальная мощность сетевого двигателя, Кn – коэффициент использования мощности двигателя, Кn = 0,49(для скальных пород), Кпот =1,1 –коэффициент, учитывающий потери эл.энергии в сети и расход ее на вспомогательные нужды, Кир =0,78 – коэффициент использования экскаватора, К =0,93 –КПД двигателя при номинальной нагрузке [3]. Nдв ЭКГ 5А = 250кВт Nдв ЭКГ 8и = 520кВт ЭКГ 5А Сээ =  Сээ/год = 131,7580122=1833548 руб/год ЭКГ 8и Сээ =  Сээ/год = 235,1580*12*1=1906890 руб/год Таблица 4 Годовые эксплуатационные затраты
Таблица 5. Расчёт амортизационных отчислений на реновацию
Таблица 6 Технико-экономические показатели по сравниваемым вариантам.
Заключение Результатом проектирования стал выбор рационального комплекса погрузочно-транспортных средств, ориентировались на приоритетный критерий эффективности – эксплуатационную производительность автосамосвала. Принят комплекс ЭКГ-8И и БелАЗ-75570, который рекомендуется приобрести взамен списанного оборудования. Его применение в условия предприятия-аналога обеспечит повышение производительности, а, следовательно, принесет прибыль. Капитальные и эксплуатационные затраты также снизятся. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||