Геология. Задание на дипломное проектирование
 Скачать 0.68 Mb.
|
|
Вывод: По итогу сравнения, было экономически обосновано применение дробилки фирмы Metso, данный вариант обладает меньшим объёмом приведённых затрат, а также обеспечивает большую производительность при одинаковом объёме горнопроходческих работ для строительства камеры дробления. 5. УСЛОВИЯ ВЫРАБОТОК 5.1 Определение размеров и формы поперечного сечения выработок Для крепления выработки применяется комбинированная крепь анкера ж/б анкера и торкрет - бетон. Торкретирование выработки производится по всей её длине, ж/б анкера устанавливаются на сопряжении выработки с одной, или более выработками и в зонах с геологическими нарушениями с помощью SandvikDS411. Торкретирование производится с помощью машин фирмы NormetSpraymec (торкрет-машины) и NormetMultimec 6600 (бетоновоз). Бурение шпуров под анкера и их установка полностью механизирована с помощью использования механизированного самоходного комплекса фирмы SandvikDS411. Допустимое отклонение фактического расстояния между анкерами от проектного должно сохраняться в пределах 10%. Торкрет-бетонное покрытие наносится с отставанием от груди забоя на 20-30 м, толщиной 50 мм. Крепление торкрет-бетоном осуществляется совместно с процессом обуривания забоя под взрывные скважины. Произведём расчет комбинированной крепи общей для каждого из вариантов. Определим длину штанг по формуле (5.1) [21]:  (5.1)где  – длина нарушенной зоны, м;  – длина выступающей из шпура части штанги, м. Принимаем штангу длиной в 2 м.Рассчитаем интенсивность нагрузки на набрызг-бетонную крепь по формуле (5.2) [21]:  (5.2)где  – высота столба породы над выработкой, м; ρ – плотность пород, кг/м³.При прямоугольно-сводчатой форме выработки толщину набрызг-бетонной крепи определим по формуле (5.3) [21]:  (5.3)где  – нагрузка приходящаяся на выработку, Па; [ ] – предел прочности породы на растяжение, Па. На основании рассчитанных данных примем следующие значения, применяемые на руднике: анкерная крепь: длина 2 м, сетка 1 х 1 м (ж/б анкера - установка с помощью Sandvik DS411 и модернизированных Sandvik Axera 6. набрызг-бетонная крепь: толщина набрызг-бетонная 5 см. 5.2 Расчет крепи и необходимого числа оборудования для крепления выработок Определим необходимое число машин для торкретирования выработки по формуле (5.4) [21]:  маш. (5.4)где  - суточное число смен для торкретирования выработки (2 смена), ед.;  - число рабочих дней в течение месяца, ед. (21 день);  - норма выработки Для крепления выработок блока потребуется одна машина.Стоимость одной такой машины составляет 450 000 евро, или 33 750 000 рублей при курсе 59 рублей за 1 евро. Перед торкретированием требуется провести обезопашивание горной выработки, которое производится после проведения взрывных работ и последующего проветривания горной выработки. Для проведения работ по обезопашиванию выбираем машину фирмы NormetScamec 2000 S. Данная машина отвечает всем самым современным требованиям безопасности, а также эргономики и эффективности работы. Технические данные используемого кровлеоборщика представлены в таблице 10 Таблица 10 - Техническая характеристика оборщика кровли Normet Scamec 2000 S
Исходя из технологии ведения проходческих работ, была принята к использованию механизированная установка анкерной крепи, в качестве установщика выберем машину фирмы SandvikDS411 предназначенной для механизации процесса установки анкерно-сеточной крепи. Стоимость одной такой машины составляет 500 000 евро, или 37 500 000 рублей при курсе 59 рублей за 1 евро. Определим необходимое число машин для анкерного крепления выработки по формуле (5.5) [21]:  маш. (5.5)где - суточное число смен для анкерного крепления выработки (2 смена), ед.; - число рабочих дней в течение месяца, ед. (21 день); - норма выработки комплекса по анкерному креплению выработки (согласно нормативной документации - 40 анкеров/смена), анкер / смена, ед.;  - коэффициент доступности машин для крепления выработок, исходя из рекомендаций принимаем за 0,85, ед.;  - коэффициент неравномерности, учитывающий вероятность возникновения срыва планируемой организации работ, исходя из рекомендаций принимаем за 0,85, ед [12];  - - коэффициент запаса, учитывающий вероятность временного выхода из строя технологического оборудования, исходя из рекомендаций принимаем за 1,2, ед.;  - объём анкерного крепления выработки (880 анкеров), ед..Необходимое число машин для крепления выработок одного блока - 1 ед.. Таблица 11 - Техническая характеристика механизированного комплекса для установки анкерной крепи SandvikDS411
Увеличение сечение с 18,8 до 21,69 влечёт 5% рост расхода бетона и 10% рост расхода анкеров. 5.3 Расчет необходимого количества бурильных машин Исходя из крепости пород (f = 9 – 12), и от площади поперечного сечения, Sпрозод = 21,69 м² принимаем к использованию бурильную машину с гидравлическими перфораторами вращательно-ударного действия - Sandvik модель DD 321-40С. В качестве перфораторов используются HLX-5 [5]. Эксплуатационная производительность данных машин, выявленная опытным путём специалистами составляет около 1600 пог. м/год [15]. Диаметр шпура 43 мм. Длина буровой стали - 4,5 м. Техническая характеристика бурильной установки SandvikDD321-40С представлена в таблице 12 Таблица 12 - Техническая характеристика бурильной установки SandvikDD321-40C
Далее рассчитаем производительность одной машины занятой на горнопроходческих работах по проведению подготовительно-нарезных выработок. Отметим, что подключение машины к водяной магистрали и к электрической сети, а также разметка шпуров осуществляется оператором бурильной машины с помощью краски. Границы забоя и направление проходки обозначаются маркшейдерами. Производительность бурения одной машины определим по формуле (5.6):  (5.6)где  - число бурильных головок на установке, шт.;  - коэффициент одновременности в работе машин доли ед.  , доли ед.;  - коэффициент надежности, , доли ед.;  - практическая скорость бурения принятая за основную при бурении по заданным породам (с f до 12)  , м/мин.;  - продолжительность вспомогательных работ  , мин/м.Рассчитаем время механизированного бурения одного забоя по формуле (5.7):  (5.7)где  - объем работ по бурению, м (произведение общего количества шпуров 54-58 ед. на их длину 4,5 м – 243 - 261 м);  - время на подготовительно-заключительные операции включая разметку шпуров (30 минут - 0,5 часа).При 11-ти часовой смене (цикла машины) число обуренных забоев будет одинаково для каждого из вариантов. Рассчитаем количество забоев обуриваемых одним проходчиком за смену по формуле (6.16) [18]:  забоя (5.8) - продолжительность смены, 11 часов  - время подготовительно заключительных операций, а также расходы времени на операции не относящиеся к процессу бурения (до 30 мин.),  - время бурения одного забоя для обоих вариантов 2,3 часа.Рассчитаем необходимое число машин для проходки выработки по формуле (6.17) [17]:  (5.9)где  - число забоев обуриваемых за смену, ед.; - суточное число смен на бурение шпуров (2 смены), ед.; - число рабочих дней в течение месяца, ед. (21 день); - коэффициент доступности бурильной машины, исходя из рекомендаций принимаем за 0,75, ед.; - коэффициент неравномерности, учитывающий вероятность возникновения срыва планируемой организации работ, исходя из рекомендаций принимаем за 0,85, ед.; - - коэффициент запаса, учитывающий вероятность временного выхода из строя технологического оборудования, исходя из рекомендаций принимаем за 1,2, ед.;  - длина заходки (4 м за цикл), м;  - длина выработки (исходя из условий - 176 м), мИсходя из расчётов, проведённых выше, для бурения шпуров принимаем к использованию 1 машину SandvikDD321-40С. Работы по бурению осуществляются двумя проходчиками, посменно в 2 смены 7 дней в неделю. Увеличение сечения с 18,8 м² до 21,69 м² существенно не повлияет на производительность бурения шпуров, а соответственно не потребует увеличения числа бурильных машин. 5.4 Составление паспорта буровзрывных работ В соответствии с горно-геологическими условиями, принимаем эмульсионное ВВ производства австралийской фирмы Orica - Subtek «Charge». В качестве средств инициирования применяются СИНВ-Ш. Примем прямой вруб с обратным инициированием шпурового заряда. С учетом технологии строительства принимаем величину подвигания забоя в результате взрыва (заходку) равную 4 м. Отсюда глубину шпуров рассчитаем по формуле (5.10) [23]:  (5.10)где  - величина заходки  , м;  - коэффициент использования шпура  , доли ед..Удельный расход ВВ на контурную отбойку определим по формуле (6.19) [22]:  (5.11)где  – крепость пород по шкале проф. М.М. Протодьяконова, 30 эмпирический коэффициент.Необходимую линейную плотность заряжания контурных шпуров рассчитаем по формуле (5.12) [23]:  (5.12)где - коэффициент крепости породы по шкале проф. М. М. Протодьяконова, ед;  - линейная плотность шпурового заряда при полном заряжании, кг/м [21]; gвв – показатель степени в уравнении адиабаты расширения продуктов детонации, ед. В таблице 13 представлены показатели степени в уравнение адиабаты. (5.13)где  - диаметр шпура, м; (принимается на 4-6 мм больше диаметра патрона ВВ).Таблица 13 - Численные значения показателя вв - объемный вес ВВ в заряде, кг/м³)[23]
Расстояние между контурными зарядами определим по формуле (5.14) [23]:  (5.14)где  - численный коэффициент, учитывающий взаимодействие соседних контурных зарядов и потери энергии на расширение продуктов детонации в объеме шпура, ед.;  - длина недозаряда контурных шпуров (определяется по таблице), м;  - длина контурных шпуров, м. Определим длину недозаряда контурных шпуров по формуле (5.15) [21]:  (5.15)В таблице 14 приводятся численные значения коэффициента Таблица 14 - Значения коэффициента
В таблице 15 приведены эмпирические зависимости плотности заряжания от крепости пород. Таблица 15 - Приведенная длина недозаряда контурных зарядов  [23]
Коэффициент сближения контурных шпуров определяем по формуле (5.16) [23]:  (5.16)где  – линейная плотность заряжания контурных шпуров, кг/м;  – максимальная плотность заряжания, при полном заполнении шпура.5.5 Выбор погрузочно-доставочных и транспортных машин Для погрузо-доставочных операций принимаем к использованию SandvikLH514 (diesel). Для транспортирования пустой горной породы при проходке горных выработок гор.+360м используется шахтный автосамосвал фирмы SandvikTH 540, техническая характеристика представлены в таблице 16 Таблица 16 - Техническая характеристика шахтного автосамосвала Sandvik TH540 [4]
Стоимость данной модели может варьироваться в пределах 700 000 – 800 000 евро, принимаем стоимость автосамосвала равной 750 000 евро, или 56 250 000 рублей при курсе 75 рублей за 1 евро [16]. Уборка отбитой горной породы осуществляется с помощью ПДМ с дизельным приводом. Погрузка осуществляется в шахтные автосамосвалы. Загрузка осуществляется с борта самосвала на сопряжениях ВТО и БДШ непосредственно на блоке (см. рис. 7)  Рисунок 7 - Наглядное представление загрузки самосвала ПДМ на сопряжении БДШ И ВТО Продолжительность загрузки ПДМ определим с помощью формулы (5.17) [19]:  (5.17)где  - продолжительность загрузки ковша с учетом времени опускания и подъема ковша до положения погрузки, 10 сек; tразг - продолжительность разгрузки (для ПДМ tразг = 0,2 ÷ 0,3 мин); tож - время ожидания у мест погрузки или разгрузки (1 ÷ 4 мин); kд - коэффициент неравномерности движения (kд» 1,1), доли ед.; tг и tп - Время движения соответственно гружёной и порожней машины, мин; kн- Коэффициент загрузки с шапкой, доли ед.;  - Коэффициент, учитывающий время транспортных манёвров при загрузке ковша, доли ед..Продолжительность движения груженой машины к автосамосвалу при максимальной длине плеча доставки можно определить (5.18) [19]:  (5.18)где  - длина трассы (принимается максимальной до самого отдалённого пункта погрузки), м;  - средняя скорость движения ПДМ.Рассчитаем продолжительность движения порожней машины от автосамосвала к забою максимальной длине плеча доставки по формуле (5.19) [19]:  (5.19)где - длина трассы, м;; - средняя скорость движения ПДМ.Определим продолжительность разгрузки ПДМ по формуле (5.20) [19]:  (5.20)где  – время подъема стрелы, сек;  - время опускания и разгрузки ковша, сек;.Определим продолжительность разгрузки маневровых и погрузочно-доставочных работ и ожидания по формуле (5.21) [19]:  (5.21)Рассчитаем сменную производительность ПДМ по формуле (5.22) [19] при условии, что на откатке горной массы задействован 1 самосвал. Среднее время ожидания автосамосвала на плече откатки до 1250 м - 11 мин. (расчёт см. в пункте 4.6).  (5.22)Где  - вместимость ковша, м³;  - коэффициент наполнения ковша ( ) доли ед.;  - среднестатистический коэффициент использования грузоподъёмности машины ( ), доли ед.;  - коэффициент разрыхления 1,8, доли ед.;  - продолжительность смены, мин.; - время на подготовительно-заключительные операции ( );  - продолжительность операций по маневрированию, мин.;  - время ожидание самосвала.По данным таблицы, приведенным ранее принимаем к использованию автосамосвал фирмы SandvikTH540 Определим сменную производительность автосамосвала по формуле (5.23) [19]:  (5.23)где - вместимость кузова, м³; - коэффициент наполнения кузова ( ), доли ед; - среднестатистический коэффициент использования грузоподъёмности машины ( ); - коэффициент разрыхления), доли ед; - продолжительность смены, мин; - время на подготовительно-заключительные операции (30 ÷ 40 мин);  - продолжительность рейса, мин (расчетная величина при откатке горной породы на поверхность с учетом всех маневровых работ составляет 15 мин).Определим производительность комплекса исходя из наименьшей производительности одного из элементов входящих в этот комплекс по формуле (6.51) [19]:  (5.24)Общий объем, отбиваемый за цикл, определяем по формуле (5.25) [19]:  (5.25)где  - коэффициент разрыхления - 1,8, доли ед.;  - ширина, высота выработки,  длина заходки, соответственно, м.Время уборки породы отбиваемой за цикл. Продолжительность уборки рассчитаем по формуле (5.26) [19]:  (5.26)5.6 Заряжение и взрывание при работах По окончании бурения горный мастер или мастер взрывник проверяет соответствие глубины и расположения шпуров паспорту БВР. Шпуры очищаются от буровой мелочи, из забоя удаляется буровое оборудование, инструмент и штанги. Выставляются посты, в забой доставляется ВВ, СВ и приступают к заряжанию ВВ. Зарядка механизирована с помощью зарядной самоходной машины фирмы NormetCharmec, первоначально вставляется патрон-боевик (ДМПС-1) далее через гибкий шланг в шпуры подаётся ЭВВ. После заряжания шпуров, взрывник монтирует взрывную сеть. Перед взрывом эмульсионное ВВ должно газифицироваться за время не менее чем 40-60 мин после зарядки. Взрывание осуществляется после получения разрешения от мастера смены, в конце смены, когда все работы в зоне проведения взрывных работ полностью прекращены. Увеличение сечения с 18,8 м² до 21,69 м² существенно не повлияет существенно на производительность процесса заряжания и монтажа взрывной сети. 5.7 Проветривание при работах Исходящая струя воздуха со всех подэтажей после проветривания очистных и проходческих забоев выдается по рабочим сбойкам, транспортным ортам через вентиляционные восстающие на вентиляционно-сборочные штреки, и далее по вентиляционным квершлагам, и Восточному вентиляционному стволу на поверхность. Для проветривания используются прорезиненные трубы типа ТВГШ (трубы вентиляционные гибкие шахтные сшивные) диаметром 800 мм с длиной звена 2, 5 и 10 м. На конце вентиляционного трубопровода устанавливается металлическая труба длиной 1-1,5 м. Проветривание выработки осуществляется нагнетательным способом. 5.8 Вспомогательные работы по выработкам Для освещения выработок вслед за подвиганием забоя наращивают с отставанием 10-20 м постоянную осветительную сеть. Минимальная освещенность плоскости забоя - 12 лк, а на почве - 17 лк. Такая освещенность обеспечивается светильниками мощностью 100 Вт установленными через 4-6 м, и светильниками бурильных установок, погрузочных машин. Для питания последних используется напряжение 127 В, а для стационарного освещения допускается напряжение 220 В. Наращивание водяной магистрали происходит после завершения проходки выработки трубы подвешиваются под сводов выработки на анкера заложенные в шпуры пробуренные через каждые 5 м, шпуры бурятся проходчиками по наряду. Для установки и транспортировки труб используются машины NormetMultimec 6600. 5.9 Применяемое оборудование Сводная информация, касающаяся цены, количества и мощности применяемого оборудования, приведена в таблице 21 Таблица 21 - Сводный перечень применяемого оборудования и его совокупная мощность
Далее произведём расчёт параметров цикла горнопроходческих работ и составим циклограмму работ по проведению выработки. Работы по проходке ведутся по графику цикличности. Проходческие работы ведутся в 2 смены в сутки, продолжительность смены 11 часов. Трудоемкость отдельных операций цикла определим по формуле (5.27) [9]:  (5.27)где  - объем работы по i-му процессу; - норма выработки по i-му процессу.В таблице 22 представлены основные объёмы работ, нормы выработки и их трудоемкость. Таблица 22 - Основные показатели трудоемкости работ по циклу(1), 2), 3) варианты ПДМ на уборке породы)
Рассчитаем трудоемкость работ цикла формуле (5.28) [9]:  (5.28)Принимаем число рабочих за цикл 4 человека, предположив, исходя из продолжительности бурения, погрузки и проветривания, что цикл выполняется за две смены. Продолжительность основных процессов представлена в таблице 23 Таблица 23 - Продолжительность основных процессов
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
