Введение
Горнодобывающей промышленностью называют совокупность отраслей промышленности по добыче и обогащению полезных ископаемых. Открытый способ разработки, как генеральное направление развития горнодобывающих отраслей промышленности России, сохраняется для обеспечения топливом и минеральным сырьем потребностей энергетики, черной и цветной металлургии, машиностроения и других отраслей.
В 2000 году отраслью добыто 258 млн. тн., при этом производительность труда по добыче рабочего составила 127 тн/ч, такого уровня не было за всю историю существования отрасли, в 1,5 раза снизился травматизм со смертельным исходом на 1 млн.тн. добытого угля, стабилизировалось социальная обстановка в угольных регионах. Однако дальнейшее развитие открытого способа добычи угля сдерживается имеющимся производственным потенциалом, уровнем применяемых технологий и оборудованием.
Одним из наиболее перспективных бассейнов по добычи открытым способом энергетических и коксующихся углей в России является Кузнецкий бассейн. Балансовые запасы угля Кузбасса оцениваются в 57,2 млд.тн., что составляет 28,5 % общих запасов и 58,8 % запасов каменных углей России. При этом запасы коксующихся углей составляют 30,1 млд.тн. или 70,3 % всех запасов коксующихся углей страны. Разведаны и подготовлены для промышленного освоения запасы объемом 25,4 млд.тн., в том числе 12,4 млд.тн. коксующихся углей. Достаточно крупные запасы угля позволяют строить и развивать в этом горнопромышленном регионе угольные разрезы производственной мощностью до 30 млн.тн. в год и поддерживать существующий уровень добычи угля открытым способом в ближайшие 5-8 лет, с тем, чтобы в дальнейшем формировать необходимые условия для дальнейшего направления открытой добычи угля.
Из новых угледобывающих районов в бассейне наиболее перспективным является Ерунаковский угленосный район, где сосредоточены огромные запасы коксующихся (4 млд.тн.) и энергетических (4,7 млд.тн.) углей с благоприятными горно-геологическими условиями. В настоящее время ведется освоение этого района, где будут построены шахты и разрезы нового технического уровня, конкурентоспособные в рыночной экономике, способные компенсировать добычу угля на закрываемых шахтах и создать новые долговременные бездотационные рабочие места. Максимальный уровень добычи в Кузбассе был достигнут в 1988 году. В дальнейшем наблюдалась устойчивая тенденция снижения добычи угля. Добыча угля в последнее время растет и предусматривается дальнейший ее рост
1Общая часть
1.1 Общие сведения о месторождении
Участок недр «Поле шахты Талдинская» по административному положению находится на территории Больше-Талдинской сельской администрации Прокопьевского района Кемеровской области Российской Федерации. Поле участка расположено в лесостепной ландшафтной зоне юга Западно-Сибирского региона. Участок работ дренируется притоками р. Талда. Долина реки имеет ширину порядка 50–60 м, русло с уклоном 8–14 ‰ и шириной 2–2,5 м, течение быстрое.
Климат района резко континентальный, холодная зима с абсолютным температурным минимумом минус 43,9о С, продолжается в течение пяти месяцев от ноября до апреля.
Господствующими для района являются ветра южного и юго-западного направлений с максимальной скоростью 17–24 м/сек.
Территория проектируемого участка располагается в интенсивно осваиваемом угледобывающей отраслью Ерунаковском геолого-экономическом районе Кузбасса. К северо-западу от участка расположен разрез «Камышанский», а с востока расположена действующая шахта «Талдинская Западная 1» и участок «Поле шахты Талдинская-3». Все предприятия связаны с погрузочными комплексами автомобильными дорогами, а сами технологические комплексы имеют железнодорожные подъездные пути.
1.2 Геологическая характеристика месторождения
По данным полевых и лабораторных обследований образцов грунта были выделены следующие виды грунтов и отложений:
Насыпные крупнообломочные грунты, делювиально-аллювиальные отложения в виде суглинков и аллювиальные отложения, представленные
песками гравелистыми, с суглинистым заполнителем.
Почвенно-растительный грунт распространён практически повсеместно hсл.0,2-0,4м.
Суглинок делювиально-аллювиальный от твёрдого до текучего.
Песок аллювиальный гравелистый средней плотности.
1.3 Угленосность и характеристика угольных пластов
Угленосные отложения, вскрытые на лицензионном участке «Поле шахты Талдинская», включают 6 пластов угля (66-65, 63, 60а, 60, 59, 58-57). В результате слияния угольных пластов 60а и 60, а также расщепления на несколько самостоятельных угольных залежей пласта 59 образуются новые пласты 60а-60-59в.п., 60-59в.п., 60-59, 59ср.п.+н.п., 59н.п.
Пласт 58 в пределах территории первоочередного освоения изучен по 36 достоверным и представительным пластопересечениям, в которых обладает преимущественно простым строением основной верхней пачки и наличием в припочвенной части пласта подходящей снизу маломощной угольной пачки. Про примыкающую угольную пачку можно сказать – «эпизодическое появление в почве пласта маломощной угольной пачки, способной замещаться углистыми породами или расщепляться на ещё более маломощные угольные пачки». Иногда эта угольная пачка (эти угольные пачки или часть этих пачек) может отстоять от основного пласта на расстоянии превышающем её (их) мощность, что служит основанием для непринятия её в подсчёт запасов. Нередко в основной самой мощной угольной пачке могут появляться один или даже несколько небольших по мощности прослоев породы, тогда пласт приобретает более сложное строение, а вместе с нижней пачкой (пачками), даже весьма сложное строение. Независимо от вышесказанного, данный угольный пласт является самым мощным, менее засорённым и наиболее перспективным для открытой отработки пластом участка. Отдельно следует отметить, что в самой северной оконечности участка, по причине местного размыва в процессе торфообразования, углефикации или в период последующих геологических процессов, данный угольный пласт довольно резко исчезает из разреза (полностью выклинивается).
Основная кровля пласта - алевролит, трещиноватый, средней устойчивости и средней крепости 3-4,
Непосредственная кровля пласта представлена алевролит- средний до грубого, трещиноватый, средней крепости 4-6, средней устойчивости
Непосредственная почва - алевроллит с прослойками угля, трещиноватый, ниже средней крепости-4.
1.4 Режим работы предприятия
Режим работы участка соответствии с «Временными нормами угольных и
сланцевых разрезов» ВНТП-2-92 следующим:
по добыче угля – круглогодовой, 353 рабочих дня в году, 3 смены в сутки продолжительностью 8 час;
на вскрышных работах – круглогодовой, 353 рабочих дня в году, 3 смены в сутки продолжительностью 8 час;
на буровых работах – круглогодовой, 353 рабочих дня в году, 3 смены в сутки продолжительностью 8 час;
взрывные работы предусматривается производить в светлое время суток в период между сменами;
на рекультивацию нарушенных земель – сезонный: 180 дней в году, 1 смена, 8 часов;
вспомогательных служб – 260 дней, 1 смена продолжительностью 8 часов.
1.5 Производственная мощность и срок службы карьера
На данный момент производственная мощность предприятия по добыче угля составляет 3000 тыс.т/г. Горные работы ведутся по транспортной, продольной, углубочной однобортовой системе разработки с предварительным рыхлением вскрышных пород и угля буровзрывным способом. Вскрышные породы размещаются во внешнем отвале, расположенном вдоль западной границы лицензионного участка «Поле шахты «Талдинская».
2 Технологическая часть
2.1 Вскрытие карьерного поля
Способ вскрытия – это комплекс вскрывающих горных выработок и сооружений на участке, характеризуемый их структурой, конструкцией, пространственным положением и динамичностью.
К подземной отработке определён пласт 58-57 ниже горизонта +200 м, к отработке открытым способом вышележащие пласты и пласт 58-57 выше горизонта+200.
Особое влияние на систему вскрытия оказывает непосредственное взаимодействие с участком подземных горных работ, который выступает за границу участка открытых горных работ в районе 6 р.л, поэтому для обеспечения безопасности работ в зоне взаимного влияния открытых и подземных работ оставляется барьерный целик мощностью 50 м.
2.2 Выбор системы разработки
Под системой открытой разработки месторождений полезных ископаемых понимается определенный порядок выполнения горно-подготовительных, вскрышных и добычных работ. В условиях данного карьера принятая система разработки должна обеспечивать безопасную, экономичную и наиболее полную выемку кондиционных запасов полезного ископаемого при соблюдении мер по охране окружающей среды.
Горно-геологические и горнотехнические условия данного месторождения предопределили следующую сестему разработки - транспортную, продольную, углубочную однобортовую систему разработки с предварительным рыхлением вскрышных пород и угля буровзрывным способом. Углубочная продольная система разработки. Характеризуется развитием горных работ, как в плане, так и по глубине. При этой системе разработки, по мере развития горных работ в плане,
осуществляется постоянное вскрытие и отработка нижележащих горизонтов карьера. Для механизации этого процесса принимаем одноковшовые экскаваторы цикличного действия и автотранспорт.
2.3 Выбор выемочно-погрузочного оборудования и расчет его производительности.
В качестве экскавационного оборудования и в соответствии с горно-геологическими условиями рассматриваемых в дипломном проекте месторождения угля предусмотрено использовать экскавационное оборудование цикличного действия.
На вскрышных работах экскаватор ЭКГ-12 с емкостью ковша 12 м3, а на добычных работах экскаватор Liebherr 984C с емкостью ковша 7 м3, техническая характеристика которых представлена в таблице 1.
Для перевалки навалов в процессе отвалообразования принимается экскаватор ЭШ -11/70 с емкостью ковша 11 м3. , техническая характеристика представлена в таблице 1.
Для производства подготовки горных пород к выемке используем бурстанок Atlas Copco DML-1200, техническая характеристика представлена в таблице 3.
Для транспортирования горной массы на отвал принимается автосамосвалами БелАЗ-75131 грузоподъемностью 130 т., а для транспортирования угля на угольный склад автосамосвалами БелАЗ-7555D грузоподъемностью 55 т., техническая характеристика представлена в таблице 2.
На отвале, строительстве автодорог, зачистке площадок в забоях и на вспомогательных работах предусматривается использовать бульдозеры принимаем бульдозер Shantui SD32., техническая характеристика представлена в таблице 4.
Таблица 1- Технические параметры экскаваторов
Наименование показателей |
Liebherr 984C |
ЭКГ-12 |
|||
Емкость ковша, м3 |
7,0 |
|
12,0 |
|
|
Максимальная высота черпания, м |
13,9 |
13,5 |
|||
Наибольшая глубина копания, м |
8,1 |
- |
|||
Наибольший радиус копания, м |
14,1 |
18,4 |
|||
Наибольший радиус копания на уровне стояния, м |
13,7 |
12,6 |
|||
Наибольший радиус выгрузки, м |
11,5 |
16,3 |
|||
|
ЭШ-11/70 |
|
|||
Емкость ковша, м3 |
11,0 |
|
|
|
|
Максимальная высота черпания, м |
- |
|
|||
Наибольший радиус копания, м |
66,5 |
|
|||
Наибольший радиус копания на уровне стояния, м |
- |
|
|||
Наибольшая глубина копания, м |
35,0 |
|
|||
Наибольшая высота выгрузки, м |
27,5 |
|
|||
Таблица 2-Технические характеристики автосамосвалов
Наименование показателей |
БелАЗ-75131 |
БелАЗ-7555 |
||
Грузоподъемность, кг |
130 000 |
|
55 000 |
|
Допустимая полная масса, кг |
243 000 |
95 250 |
||
Мощность двигателя, кВт (л.с.) |
1194 (1600) |
522 (709) |
||
Вместимость платформы, м3: геометрическая с «шапкой» (2:1) |
51,0 74,0 |
25,0(50,0) 34,0(57,9) |
||
Максимальная скорость, км/час |
50,0 |
55,0 |
||
Радиус поворота, м |
13,0 |
9,0 |
||
Таблица 3 -Технические характеристики буровых станков
Наименование показателей |
Atlas Copco DML-1200 |
|
Диаметр долота, мм |
190-216 |
|
Максимальная глубина бурения, м |
54,9 |
|
Направление бурения к вертикали, град |
0-30 |
|
Осевое усилие подачи, кН |
272 |
|
Частота вращения долота, об/мин |
0-160 |
|
Крутящий момент на вращателе, кН×м |
7,3-12,2 |
|
Масса станка, т |
49,0 |
|
Таблица 4 -Технические характеристики бульдозеров
Наименование показателей |
Shantui SD32 |
|
Вместимость отвала, м3 |
11,0 |
|
Ширина отвала, мм |
4,3 |
|
Высота отвала, мм |
1,6 |
|
Мощность двигателя, кВт |
235 |
|
Эксплуатационная масса, т |
36,5 |
|
Эксплуатационная производительность вскрышного экскаватора определяется по формуле
м3/час
(1)
где Е – емкость ковша, м3
-
коэффициент заполнения ковша 0,9;
-
коэффициент разрыхления горной массы;
,
время цикла, сек;
-
коэффициент использования оборудования
во времени, 0,7-0,8.
Для экскаватора ЭКГ-12 эксплуатационная производительность составит
м3/час
Для экскаватора Liebherr 984C эксплуатационная производительность составит
м3/час
Определяем сменную производительность вскрышного экскаватора по формуле:
,
м3/см.
(2)
где
- продолжительность смены, 8 час;
Для экскаватора ЭКГ-12 сменная производительность составит
м3/см
Для экскаватора Liebherr 984C сменная производительность составит
м3/см
Определяем суточную производительность экскаватора
,
м3/сут.
(3)
где
- количество смен, 3 см.
Для экскаватора ЭКГ-12 суточная производительность составит
м3/сут
Для экскаватора Liebherr 984C суточная производительность составит
м3/сут
Определяем месячную производительность экскаватора
,
м3/мес
(4)
где
- количество рабочих дней по вскрыше,
28 дней.
Для экскаватора ЭКГ-12 месячная производительность составит
м3/мес
Для экскаватора Liebherr 984C месячная производительность составит
м3/мес
Определяем годовую производительность экскаватора
,
м3/год.
(5)
где
- количество рабочих месяцев по вскрыше,
12 мес.
Для экскаватора ЭКГ-12 месячная производительность составит
м3/год.
Для экскаватора Liebherr 984C месячная производительность составит
м3/год.
Полученные данные сводим в таблицу 5
Таблица 5 – Производительность экскаваторов
Вид работ |
Тип оборудования |
Производительность, м3 |
||
суточная |
месячная |
годовая |
||
Вскрыша |
ЭКГ-12 |
10944 |
7354368 |
88252416 |
Добыча |
Liebherr 984C |
639 |
644112 |
7729344 |