Транспортирование горной массы в условиях ЗАО "Сибирский Антрацит"

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Ведущими производственными процессами открытых горных работ являются подготовка горных пород к выемке, выемочно-погрузочные работы, перемещение горной массы, отвалообразование вскрышных пород, складирование добытого полезного ископаемого. Уголь является основным видом энергетического топлива, а также технологическим сырьём для коксования и использования в металлургическом производстве, химической промышленности для получения жидкого и газообразного топлива. По запасам каменного угля Россия занимает одно из первых мест в мире. Этим способом в настоящее время добывается примерно 2/3 общего объёма твердого минерального сырья, потребляемого народным хозяйством страны. Характерной особенностью минерального сырья, в том числе и каменного угля, является ограниченность невозобновляемость его запасов. Поэтому особое значение приобретает проблема создания ресурсосберегающих технологий, обеспечивающих более полное извлечение полезных ископаемых из недр, рациональное и комплексное использование их, максимально возможное извлечение всех ценных компонентов на всех стадиях переработки. Большую часть полезных ископаемых в настоящее время в стране добывают открытым способом, в карьерах. Открытые горные работы должны сыграть основную роль в обеспечении народного хозяйства сырьём и в обозримой перспективе. Правильный выбор технологии, способа процессов открытых горных работ и горнотранспортного оборудования, во многом определяет высокую производительность и эффективность разработки месторождения.

Цель работы - Транспортирование горной массы в условиях ЗАО «Сибирский Антрацит» на участке «Крутихинский» Колыванского месторождения.

Объект исследования - оборудование, используемое при производстве открытых горных работ.

Предмет исследования перевозка горной массы на открытых горных работах на участке «Крутихинский» Колыванского месторождения в условиях ЗАО «Сибирский Антрацит»

Структура работы состоит из введения, основной части, заключения и списка литературы. Основная часть работы разделена на две части: рассмотрению общих вопросов посвященые анализу общих сведений о районе месторождения, геологии и гидрогеологии месторождения, системе разработки. Вскрышные работы, особенность производимых буровзрывных работ, анализу транспорта на каръере и пр. и специальной части - транспортирование горной массы в условиях ЗАО «Сибирский Антрацит» на участке «Крутихинский» Колыванского месторождения.

Практическая значимость и научная проблема работы состоит в создании метода формирования оптимальных комплектов карьерной техники горного предприятия в изменяющихся природно-технологических условиях разработки месторождения на основе анализа и управления техническим состоянием каждой машины.

1. Общие сведения, о районе месторождения

Добываемые угли на разрезе «Колыванский» относятся к марке - А (антрацит). На данный момент существуют следующие основные направления использования антрацитовой продукции:

- электродная промышленность;

- термоантрациты (алюминиевая промышленность);

- производство ферросплавов;

- абразивная промышленность;

- сталеплавильное и литейное производство

- агломерация руд;

- получение фосфора, извести, сорбентов для очистки сточных вод;

- керамическое производство, производство кирпича;

- заменитель кокса (до 59% в шихте);

- химическая промышленность;

- использование отсевов антрацитов в качестве топлива в энергетических целях в специальных топках;

Основными потребителями являются:

- нужды металлургии: Новосибирский электродный завод, Челябинский электрометаллургический комбинат, АО «Кузнецкие ферросплавы», Аксусский завод ферросплавов, Никопольский завод ферросплавов, Юргинский абразивный завод, Челябинский абразивный завод, Таганрогский металлургический завод, «Уральская Сталь», Южный горно-обогатительный комбинат, Медногорский медно-серный комбинат, Новосибирский оловокомбинат, АО «Казцинк», «Казфосфат»;

- строительное производство: Дорогинский кирзавод, ЗАО «Кирпичный завод», Кузнецкий цемзавод, Искитимцемент, Уралстройщебен

- обеспечение электростанций: Черепетская ГРЭС, Новочеркасская ГРЭС.

Угли Колыванского разреза намечается использовать по указанным направлениям после обогащения. Обогащение планируется производить на действующей ОФ «Листвянская» (мощность 1500 тыс. тонн, глубина обогащения 6 мм), а также на строящейся в настоящее время обогатительной фабрике мощностью 1500 тыс. тонн и глубиной обогащения 0,2 мм. Часть угля - 500 тыс. тонн в год - будет отгружаться потребителям в рядовом виде.

Разрез «Колыванский», являющийся структурным подразделением ЗАО «Сибирский антрацит», осуществляет свою деятельность по добыче на Северном геологическом участке Колыванского месторождения антрацита. Площадь разреза в указанных границах составляет 342 га при протяжённости с севера на юг - 1,9 км , запада на восток - 1,8 км. Планируемый к развитию разрез «Колыванский» расположен на Северном (поле действующего разреза «Колыванский») и Крутихинском геологических участках Колыванского месторождения, входящего в состав Горловского антрацитового бассейна. Поверхность поля разреза представляет собой волнистую равнину, изрезанную эрозийной деятельностью рек Крутиха и Малый Елбаш. Последняя в настоящее время отведена за пределы разреза. Речка Крутиха пересекает геологический участок с запада на восток, делит его практически на две части. Административно рассматриваемый в настоящих материалах участок относится к Искитимскому району Новосибирской области и находится в 25 км от железнодорожной станции Искитим и 35 км от станции Линево. Ближайший населённый пункт с. Усть-Чем находится в 15 км.

2. Геология и гидрогеология месторождения

Поле разреза «Колыванский» относится к месторождениям геосинклинальной группы и характеризуется весьма сложной тектоникой. В структурном отношении угленосные отложения (угольные пласты и вмещающие их породы) представляют собой ряд узких линейно вытянутых в северо-восточном направлении ассиметричных складок.

Геологоразведочными работами выявлен ряд факторов, существенно осложняющих ведение горных работ:

-на поле разреза Колыванский выделяется 20 основных синклиналей и антиклиналей, разбитых многочисленными разрывами типа взбросов и сбросов (всего более 220 нарушений);

-зоны самой интенсивной трещиноватости, а значит и самые слабые по устойчивости в бортах разреза участки, находятся в местах тектонических нарушений и замковых частей складок;

-пространственное положение водоносного горизонта в основании достаточно мощной толщи пород четвертичных отложений с плохой водоотдачей, создает дополнительные трудности в освоении месторождения, связанные с возможностью возникновения оползневых процессов.

Согласно «Классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых» поле разрезе, как и все месторождения Горловского бассейна, отнесены к месторождениям очень сложного строения - группа 3.

На поле разреза «Колыванский» основное промышленное значение имеют пласты: Новый, Главный и Двойные 1, 2, 3, 1-2, 2-3, 1-2-3. Средняя рабочая мощность по угольным пачкам пластов колеблется от 4,16 до 40,99 м, рабочая с породными прослоями - от 4,27 до 43,02 м. как правило, наибольшие мощности угольные пласты имеют в замковых частях складок. Углы падения пластов изменяются в широких пределах - от 15-30 до 70-85 градусов. Простирание пластов невыдержанное. Остальные пласты на значительных площадях утрачивают рабочее значение мощности и отнесены настоящим проектом к пластам попутной добычи. Вмещающие породы имеют осадочное происхождение, состав их неоднороден и представлен рыхлыми четвертичными отложениями(наносами) и коренными породами ( в основном - невыветрелыми). Уголь всех пластов, включенных в отработку, по ГОСТ 25543-88 относится к антрацитам. Балансовые запасы в проектных границах отработки разреза составляют 165211,0 тыс. т, в том числе, категории С1 -145232,4 тыс. т, категории С2- 19978,6 тыс. т.

В результате детальной разведки Крутихинский участок Колыванского месторождения по гидрогеологическим условиям отнесен к сложным. При гидрогеологической стратификации вскрытого геологического разреза на нем выделены следующие водоносные горизонты и зоны трещиноватости:

- водоносный горизонт современных четвертичных отложений;

- водоупорные аллювиальные образования коры выветривания;

- водоносная зона трещиноватости пород верхнего палеозоя;

Согласно материалам геологических отсчётов, водопритоки в будущий разрез будут формироваться, в основном, за счёт подземных вод трещиноватой зоны верхнепалеозойских пород, а также талых и дождевых вод. Грунтовый водоносный горизонт четвертичных отложений из-за его весьма слабой водообильности существенного влияния на водопритоки в разрез не окажет. Повышенные водопритоки можно ожидать из подрусловых отложений долины рек Крутиха и Малый Елбаш, где коэффициент фильтрации выше среднего в 2 раза. Прогнозные среднегодовые притоки в разрез на основании данных геологических материалов (коэффициент фильтрации, коэффициент водопроводимости, мощность водоносного горизонта) на год освоения проектной мощности составят порядка: на Крутихинском участке -80 м. куб/час; на Северном участке -216 м. куб/час.

3. Система разработки. Вскрышные, добычные работы. участок Крутихинский

Существующее поле разреза «Колыванский» в соответствии с Лицензиями на право пользования недрами и утвежденным проектом, выполненным ЗАО «Гипроуголь» разделено на два эксплуатационных участка:

участок №1 (базовый - геологический участок «Северный») отрабатывает запасы центральной и восточной части Северного геологического участка (Елбашинская и Центральная синклинали) и блок 2б Крутихинского геологического участка. Мощность участка по добыче угля составляет 2,5 млн. тонн угля в год. Горные работы развиваются, от места фактического проведения горных работ на Северном геологическом участке в южном направлении с переходом на блок 2б Крутихинского геологического участка;

участок №2 (базовый - геологический участок «Крутихинский») отрабатывает запасы блока 2а Крутихинского геологического участка и западную часть Северного геологического участка (Шипунихинская синклиналь). Мощность участка по добыче угля составляет 2,0 млн. тонн угля в год. Горные работы развиваются в северном направлении.

На поле разреза «Колыванский» основное промышленное значение имеют пласты: Новый, Главный, Двойной I, Двойной II, Двойной III, Двойной I-II, Двойной II-III и Двойной I-II-III. Остальные пласты имеют крайне невыдержанное простирание, на значительных площадях утрачивают рабочее значение мощности и отнесены настоящим проектом к пластам попутной добычи. Средняя рабочая мощность пластов по чистым угольным пачкам колеблется от 4,16 до 40,99 м., рабочая с породными прослоями - от 4,27 до 43,02 м. Углы падения пластов изменяется в широких пределах - от 15-30° до 70-85°.

Горно-геологические условия залегания угольных пластов предопределили применение транспортной системы разработки горизонтальными уступами. На экскавации рыхлых отложений (наносов) используются импортные гидравлические экскаваторы фирмы «Liebherr» R-984C с рабочим оборудованием типа «обратная лопата». На экскавации коренных пород вскрыши участка используется существующий парк отечественных экскаваторов ЭКГ-5А с заменой их по мере списания на более производительные экскаваторы ЭКГ-10. На участке Крутихинский коренные породы вскрыши отрабатываются гидравлическими экскаваторами R-984С с рабочим оборудованием обратная лопата. Транспортирование вскрышных пород осуществляется автосамосвалами БелАЗ-75131 г/п 130 т и БелАЗ-75306, г/п 220 т которые толко начинают вводить вэксплуатацию. Добычные работы осуществляются экскаваторами ЭКГ-5А (участок Северный) и гидравлическими экскаваторами R-984С с рабочим оборудованием обратная лопата. Транспортирование угля осуществляется автосамосвалами Scania грузоподъемностью 35-42 т.

В соответствии с принятой системой разработки, основным горнотехническим фактором, определяющим возможную мощность разреза «Колыванский» по добыче является время подготовки нового горизонта (темп углубки). Темп углубки зависит от горно-геологических условий участка, схемы вскрытия и подготовки горизонтов, типа и количества горнотранспортного оборудования, длины фронта горных работ, количества вскрышных и добычных уступов. Расчеты по определению времени подготовки нового горизонта (темпа углубки) произведены на ПЭВМ по программе «Выбор основных параметров подготовки нового горизонта - PNG». Расчеты выполнены по каждому эксплуатационному участку. Расчеты по определению времени подготовки нового горизонта (темпов углубки) выполнены для следующих условий:

Развитие (углубка) горных работ производится по пластам основной добычи. Нарезка новых горизонтов осуществляется проходкой разрезной траншеи в кровле пластов. Ширина траншеи по дну равна 25,0 м. Глубина траншеи равна высоте уступа и составляет 10,0 м.

Работы по отгону вышележащего уступа и прохождению разрезной траншеи в кровле пласта на участке № 2 отгон вышележащего уступа и прохождение разрезной траншеи может осуществляться одним типом экскаватора.

Расчетная мощность рассматриваемых участков разреза по добыче угля определена с учетом полученных величин темпов углубки и данных горно-геометрического анализа поля разреза «Колыванский». При этом горно-геометрическим анализом были определены усредненные объемы промышленных запасов угля, попадающие в отработку при понижении горных работ на один горизонт. В настоящем схема вскрытия разреза определена с учетом принятого порядка отработки поля разреза (двумя эксплуатационными участками), оптимального направления транспортирования вскрышных пород с участков разреза и местоположения обогатительной фабрики, на которую транспортируется добываемый уголь. На эксплуатационном участке №2 по мере приращения фронта горных работ, по простиранию угольных пластов в северном направлении, для оптимизации грузопотоков и сокращения расстояния вывозки вскрыши, вводится в эксплуатацию центральный заезд на отвал «Елбашинский», с выходом верхнего горизонта непосредственно на поверхность, с которого посредством системы скользящих съездов вскрываются рабочие горизонты юго-восточного, южного и восточного бортов участка. По этим же скользящим съездам западного борта, с выходом на соединительную автодорогу, осуществляется вывозка угля на поверхность. Рабочие горизонты восточного борта участка вскрываются с юго-западного заезда ( породовозная автодорога на «Елбашинский» отвал) посредством внутренней полу траншеей и системы скользящих съездов с выходом на южную часть «Елбашинского» отвала. Данная схема вскрытия сохраняется на весь стабильный период эксплуатации разреза.

4. Буровзрывные работы

Настоящий раздел разработан с учетом «Единых правил безопасности при взрывных работах (ПБ13-407-01)», «Правил безопасности при разработке угольных месторождений открытым способом (ПБ05-619-03)» , «Методических указаний по обеспечению, устойчивости откосов и сейсмической безопасности зданий и сооружений при ведении взрывных работ на карьерах», «Методического руководства по выбору схем, ведения взрывных работ на угольных разрезах с учетом физико-механических свойств пород и использования средств механизации» , «Типовой инструкции по безопасному проведению массовых взрывов на земной поверхности» и других нормативных документов.

- «Методика расчета сейсмобезопасных расстояний и безопасных расстояний по действию ударной воздушной волны».

- «Методика определения расстояния возможного разлета осколков породы».

Комплекс пород верхнего палеозоя (коренные породы) представлен переслаиванием песчаников, алевролитов, аргиллитов и антрацита, собранных в серию крупных складок. Коренные породы различаются как по своему литологическому составу, так и по физико-механическим и прочностным свойствам. Наибольшим распространением пользуются мелкозернистые песчаники и алевролиты, меньшим - среднезернистые песчаники и аргиллиты. Средний коэффициент крепости по шкале проф. М.М. Протодъяконова у песчаников равен 7, у алевролитов- 6. Эффективная трщиноватость палеозойских пород находится, в основном, на глубинах до 60-80 м от их кровли. С увеличением глубины прочность и крепость вмещающих пород увеличиваются, пористость уменьшается. Объемы коренных пород вскрыши в технических границах проектируемого разреза составляют 761,1 млн., м. куб.

Перед экскавацией коренные породы и, при необходимости, уголь подлежат предварительному рыхлению буровзрывным способом.

Выбор бурового оборудования произведен в соответствии с физико-механическими свойствами вскрышных пород и угля, емкостью ковша вскрышных и добычных экскаваторов и фактическим состоянием бурового парка разреза. Проектом принят вращательный способ бурения с применением станков шарошечного бурения DM-45 фирмы «Ingersoll Rand» с диаметром бурения 216 мм. Углы наклона скважин определились углами откоса уступов и равны 75 град., как на вскрышных, так и на добычных работах.

Расчет производительности буровых станков произведен на основании «Единых норм выработки (времени) на бурение скважин на горных работах предприятий угольной промышленности».

Выполнение буровых работ предусматривается собственными силами разреза, а взрывных - на договорных условиях Федеральным Государственным Унитарным предприятием «Новосибирский завод искусственного волокна» (ФГУП НЗИВ), выполняющим в настоящее время взрывные работы на участках ЗАО «Сибирский Антрацит».

Согласно данным ЗАО «Сибантрацит» («Типовой проект производства буровзрывных работ на участках Колыванского угольного разреза») на взрывных работах ЗАО используются промышленные ВВ: граммонит 79/21, граннулит АС-8 - для сухих скважин и для скважин малообводненных; - граммонит 30/70, гранулотол и патронированный граммонит 79/21 - в обводненных скважинах. В качестве промежуточного детонатора в сухих зарядах используются патроны аммонита 6ЖВ ПНА или шашки Т-400Г, ТГ-500 в обводненных скважинах применяются только шашки Т-400Г, ТГ-500 взрывание скважинных зарядов - короткозамедленное с использованием ЭДКЗ, интервал замедления - 20 до 50 мс. Удельный расход ВВ принят согласно крепости пород и горнотехнических условий их разработки, с учетом параметров выемочного оборудования и составляет: по углю 0,15 кг/м. куб; по породе - 0,65 кг/м., куб.

5. Транспорт на карьере

На действующих участках открытых горных работ «Северный» и «Крутихинский» на перевозке вскрышных пород на отвалы используются автосамосвалы типа БелАЗ-75131 г/п 130т.

На участке «Северный» предусматривается ввод автосамосвалов типа БелАЗ-75306 г/п 220т.

На перевозках угля с действующих участков «Северный» и «Крутихинский» до промплощадки ОФ «Листвянская» и ОФ «Листвянская-2» предусматривается использовать автосамосвалы типа Sсania грузоподъемностью 35 - 42т.

Вскрышные породы вывозятся на два внешних отвала «Северный» и «Елбашинский».

Транспортная схема разреза представлена следующими коммуникациями

Существующие автодороги:

соединительная автодорога №1 протяженностью 15,5км от въездной траншеи участка «Северный» до въездной траншеи участка Горловский»;

углевозная автодорога протяженностью 22,0км от въездной траншеи участка Горловский» до приемных устройств ОФ «Листвянская» и ОФ «Листвянская-2»;

автодорога в Северной транше для вывоза угля и вскрыши с участка «Северный»;

автодорога на Северный отвал для транспортирования вскрышных пород на внешний отвал с участка «Северный»;

автодорога на Елбашинский отвал с участка «Северный» протяженностью 0,94км;

соединительная углевозная автодорога №6 протяженностью 0,64км до автодороги №1 для транспортирования угля и транспортной связи участка «Крутихинский» с объектами промплощадки;

южный заезд на отвальный ярус гор.+200м Елбашинского отвала с участка «Крутихинский»;

автодорога №6 протяженностью 0,74км на временный склад глинистых пород.

Проектируемые автодороги:

переустройство автодороги №1 на протяжении 3,8км для движения автосамосвалов типа БелАЗ-75131-04 г/п130т в границах поля участков «Северный» и «Крутихинский»;

переустройство автодороги №6 на протяжении 0,64км для движения автосамосвалов типа БелАЗ-75131-04 г/п130т.

На действующих участках «Северный» и «Крутихинский» проектом сохраняется существующая схема транспортных коммуникаций.

Объемы перевозки вскрышных пород по участкам «Северный», «Крутихинский» за период эксплуатации 40 (2011-2051гг) и 50 (2011-2061гг) лет соответственно приведены в таблице 3.7-1.

Режим работы участков -353 дня в году, 2 смены по 12 часов.

Вскрышные породы с участка «Северный» предусматривается размещать во внешних отвалах Елбашинский и Северный.

Вскрышные породы с участка «Крутихинский» предусматривается размещать во внешнем отвале Елбашинский.

В результате технико-экономических расчетов на перевозке вскрышных пород приняты следующие типы автосамосвалов.

На перевозке наносов для всех участков:

80% объемов - автосамосвалами г/п130т типа БелАЗ-75131(емкость кузова в целике - 61,60 м3);

20% объемов - автосамосвалами г/п220т типа БелАЗ-75306(емкость кузова в целике -104,0м3).

На перевозке коренных пород для всех участков:

20% объемов - автосамосвалами г/п130т типа БелАЗ-75131(емкость кузова в целике -49,62 м3);

80% объемов - автосамосвалами г/п220т типа БелАЗ-75306(емкость кузова в целике -83,97м3).

В сводном виде необходимое количество автосамосвалов на перевозке вскрышных пород по участкам «Северный» и «Крутихинский» на расчетный 2016 год приведено в таблице 3.7-3.

6. Отвальное хозяйство

Распределение вскрышных пород по отвалам произведено в соответствии с принятым порядком отработки поля разреза и календарным планом горных работ по эксплуатационным участкам при условии максимального снижения плеча откатки автотранспорта.

Вся вскрыша отрабатывается по транспортной системе с использованием автомобильного транспорта. Размещение вскрышных пород предусматривается первоначально - на внешних отвалах, в дальнейшем по мере доработки участков до конечных границ - в собственном выработанном пространстве (Внутренний отвал).

Местоположение внешних отвалов определено с учетом решений принятых по переносу русла реки Крутиха, рельефа поверхности, принятой схемы вскрытия, минимизации расстояний перевозки вскрыши и на основании рекомендаций Шадринской геологической партии, изложенных в «Геологических материалах по результатам предварительной разведки Колыванского месторождения».

Размещение вскрышных пород разреза предусматривается как на действующем «Северном» отвале ( на дополнительно прирезаемых площадях), так и на вновь проектируемом «Елбашинском».

Отвал «Северный» расположен севернее границ разреза, на безугольной зоне, на землях ЗАО «Сибирь» и НОУ «Искитимское опытно-эксперементальное сельское хозяйство СО РАН».

Отвал «Елбашинский» расположен вдоль юго-западной границы разреза, на землях ОАО «Искитимское», п/х Православной гимназии, ФПР, НОУ, ООО «Сибирский колос» и частично других землепользоватей. Расстояние от границы разреза до отвала «Елбашинский» принято с учетом устойчивых параметров системы «борт-отвал».

Кроме того, с целью селективной отработки и дальнейшего отдельного хранения глинистых пород пригодных для производства кирпича (в объеме 5610 тыс. м., куб.), в настоящем проекте предусматривается устройство склада. Склад распологается вдоль западной границы «Елбашинского» отвала, на участке, исключающем его подтопление, засоление и загрязнение промышленными отходами. Внутренним отвалом вскрышных пород будет служить засыпка собственной остаточной карьерной выработки.

В настоящем проекте предусматривается отсыпать внешние многоярусные отвалы, высотой 70-150м.

Основанием внешних отвалов служит естественная поверхность, сложенная четвертичными отложениями, представленными в основном суглинками, частично глинами, мощностью от 3 до 70 м, с углом падения от 4 до 7 град. Основанием Внутреннего отвала служат коренные породы.

Вскрышные породы, складируемые во внешние отвалы представленны преимущественно песчаниками и алевролитами (79%) и частично глинами и суглинками (20%). Доставка вскрышных пород в отвалы предусматривается большегрузными автосамосвалами грузоподъемностью 55-130 т с разгрузкой автосамосвалов непосредственно под откос, с исключением заезда на берму безопасности .

1. Для «Северного» отвала (при максимальной высоте юго-восточного борта 130 м, угле падения основания 4-7 град и соотношении рыхлых и коренных пород в пределах 30% и 70% соответственно):

- результирующий угол отвала должен составлять не более 19 град;

- по мере развития горных работ должно обеспечиваться селективное отвалообразование, которое предполагает такой порядок отсыпки отвала, при котором прочность пород возрастает снизу вверх (отсыпку нижнего яруса производить коренными породами);

- высота нижнего яруса не должна превышать 20 м;

- высота верхних ярусов может быть увеличена до 30 м (при содержании в отсыпаемых грунтах глин и суглинков не более 20%).

2. Для «Елбашинского» отвала (при максимальной высоте 150 м, угле падения основания до 5 град.,) результирующий угол отвала должен составлять не более 18,5 град.

Проектом результирующий угол отвала принят 18 град., по условиям рекультивации. Высота первого и второго ярусов принята - 20 м, последующих 30 м. Расстояние между границей разреза и отвалом (с учетом размещения заездов и топливозаправочного пункта) находится в пределах 95-260 м, что полностью удовлетворяет условиям устойчивости.

Осложняющим фактором при формировании отвала является большой объем наносов (глин и суглинков), вывозимый на отвалы в первые 7 лет эксплуатации участка, составляющий от 66% до 32%.

Учитывая это, с целью повышения угла устойчивости, в первые годы эксплуатации, формирование нижнего яруса «Елбашинского» отвала (гор. +200 м), в особенности по тальвегу логов, производится только из полускальных пород с предварительной отсыпкой пионерной насыпи (опережающего отвала), расположенной со осно с нижней бровкой отвала с применением технологической схемы отвалообразования с изменением направления фронта отвалообразования , а рыхлые четвертичные отложения складируются на вышележащих горизонтах.

7. Электроснабжение

Общая схема электроснабжения и основные показатели по электротехнической части проекта.

Электроснабжение действующего разреза «Колыванский» ЗАО «Сибирский антрацит» осуществляется от ПС 110/35/6 кВ «Горловская», которая питается путём врезки в ЛЭП-110 кВ ПС «Легостаево»-ПС «Тальменка» по двухцепной ЛЭП-110кВ на металлических опорах с проводом АС-120 протяжённостью 13,5км. ПС 110/35/6 кВ «Горловская» оборудована одним силовым трансформатором 110/35/6 кВ мощностью 6300кВА. От ПС 110/35/6 кВ «Горловская» построена двухцепная ВЛ-35 кВ в габаритах 110 кВ до разреза «Колыванский».Для распределения нагрузок по потребителям на борту разреза имеется ПС 35/6 кВ «Колыванская», на которой установлены силовые трансформаторы 2х6300 кВА. Передача электроэнергии от ПС 35/6 кВ «Колыванская» до потребителей разреза осуществляется по двухцепной ВЛ-6 кВ с проводом АС-120 на металлических опорах протяжённостью 3,5 км. Левая цепь ВЛ-6 кВ (фидер № 3) используются для подключения потребителей существующей промплощадки и потребителей горных работ. Правая цепь ВЛ-6 кВ (фидер № 9) используются для подключения экскаватора ЭШ-11/70.

Настоящим проектом с увеличением мощности разреза «Колыванский» до 3,5 млн. тонн угля в год электрические нагрузки потребителей составят:

- 3242 кВт -на основание проектной мощности;

- 4351 кВт -на стабильный период.

По надёжности электроснабжения потребителя разреза относятся к 3 категории, за исключение нагрузки 1100 кВт котельной и противопожарной насосной, относятся к 1 категории и нагрузки 100 кВт очистных сооружений, относящихся ко 2 категории.

Схема внешнего электроснабжения разреза разработана с учётом существующей схемы электроснабжения на основании:

1. Технических условий № 112-25/15960а от 12.05.2006.и № 215-43/661 от 9.12.2002. ОАО Э и Э «Новосибирскэнерго».

2. Инструкции по проектированию электроустановок угольных шахт, разрезов, обогатительных и брикетных фабрик. Москва. 1993 г.

3. Руководящего технического материала. Расчет и построение систем электроснабжения угольных разрезов. РТМ 12.25.006-90.

Электроснабжение разреза сохраняется в соответствии с техническими условиями на напряжении 35 кВ от действующей ПС 110/35/6 кВ «Горловская». На данной подстанции для обеспечения надёжности электроснабжения в соответствии с техническими условиями необходимо выполнить реконструкцию. Реконструкция подстанции заключается в установке второго трансформатора мощностью 6300 кВа и расширением ОРУ-35 кВ на две линейные ячейки с установкой блочных модулей 35 кВ ОАО «Самарский завод «Электрощит»,аналогично существующим на подстанции.

Институтом «Сибгипрошахт» в 1995 году выполнена в полном объёме рабочая документация на реконструкцию действующей ПС 110/35/6 кВ «Горловская».

Для электроснабжения потребителей эксплуатационного участка № 2 (Крутихинский) предусматривается строительство ВЛ-6 кВ от ПС 35/6 кВ «Колыванская» до установки водоотлива № 2 с продлением её до отвала «Елбашинский». Потребители промплощадки разреза запитываются по двум одноцепным ВЛ-6 кВ от ПС 35/6 кВ «Колыванская».Двухцепная ВЛ-6 кВ, питающая участок № 1 (Северный),сохраняется.

Основные технические показатели по электротехнической части проекта в соответствии с режимом работы предприятия приведены в табл.6

Таблица 1

№№	Наименование показателей	Единица измерения	На основание проектной мощности	На стабильный период
1 2 3 4	Установленная мощность электроприёмников Установленная мощность электроприёмников, одновременно работающих Расчётный максимум нагрузки Годовой расход электроэнергии	кВт кВт кВт тыс.кВт.час	7260 6103 3242 13100	9800 8293 4351 15800

Расчёт электрических нагрузок. Схема электроснабжения.

Расчёт электрических нагрузок для установок водоотлива разреза и потребителей промплощадки произведён по коэффициенту спроса в соответствии с «Инструкцией по проектированию электроустановок угольных шахт, разрезов, обогатительных и брикетных фабрик»,1993 г. Для экскаваторов расчёт нагрузок произведён по удельным нормам расхода электроэнергии.

Электроснабжение электроосвещение горных работ, отвалов породы и автодорог.

Для электроснабжения потребителей горных работ и отвалов породы предусматриваются следующие уровни напряжения:

- 6000 В - для питания экскаваторов и передвижных трансформаторных подстанций 6/0,4 кВ и 6/0,23 кВ,

- 0,23 кВ (с изолированной нейтралью) - для питания осветительных установок наружного освещения дорог.

Расчёт электрических нагрузок экскаваторов выполнен по методу удельного расхода электроэнергии (по уравнениям энергетических характеристик), освещения - по методу коэффициента использования. Распределение электроэнергии от стационарных ВЛ-6 кВ в районе ведения горных работ и на отвалов предусматривается с помощью передвижных ВЛ-6 кВ на деревянных опорах с ж/б подножниками.

Подключение экскаваторов к передвижным ВЛ-6 кВ предусматривается через передвижные приключательные пункты по гибким кабелям марки КГЭ-ХЛ-6.

Электроснабжение низковольтных потребителей предусматривается от передвижных комплектных трансформаторных подстанций.

Подключение низковольтных потребителей к передвижным комплектным трансформаторным подстанциям предусматривается с помощью гибких кабелей КГ-ХЛ-0,66. Прокладка гибких кабелей КГЭ-ХЛ-6 и КГ-ХЛ-0,66 предусматривается открыто по почве уступов таким образом, чтобы исключалась возможность их повреждения, примерзания, завала углем или породой, наезда на них транспортных средств и механизмов. По обводненным участкам предусматривается прокладка кабелей на деревянных подставках (“козлах”).

Наружное освещение горных работ и отвалов предусматривается светильниками ККУ03-10 и ИСУ02-5000,устанавливаемымина передвижных металлических осветительных опорах высотой 15м. освещение автодорог предусматривается светильниками РКУ03-250-004.ХЛ1 мощностью 250Вт,устанавливаемыми на ж/б вибрированных стойках на металлических кронштейнах.

Осветительные установки обеспечивают освещенность, не менее:

- 0,2 лк - территории в районе ведения горных работ;

- 5 лк (горизонтальная) и 10 лк (вертикальная)- мест работы машин в разрезе;

- 3 лк - мест разгрузки автомобилях на отвалах;

- 10 лк - районов работы бульдозеров;

- 3 лк - автодорог.

Указанная минимальная освещенность мест работы машин в разрезе и районов работы бульдозеров обеспечивается также с помощью бортовых осветительных установок этих машин бульдозеров.

Защита от атмосферных перенапряжений предусматривается разрядниками и ограничителями перенапряжений, устанавливаемыми приключательных пунктах и передвижных трансформаторных подстанциях.

Общее заземляющее устройство разреза предусматривается из:

- центрального заземлителя в зумпфе насосной станции водоотлива;

- местных заземлителей, выполняемых у приключательных пунктов, передвижных трансформаторных подстанций, передвижных прожекторных опор;

- сети заземления.

Центральные и местные заземлители предусматриваются из вертикальных заземлителей(сальной уголок 50х50 мм),горизонтальных заземлителей и заземляющих проводников (сталь круглая диаметром 10 мм).

Сеть заземления предусматривается из заземляющих проводников передвижных воздушных линий 6 кВ (провод АС - 25/4,2),заземляющих жил гибких кабелей, заземляющих проводников (сталь круглая диаметром 10 мм). Сопротивление общего заземляющего устройства должно быть не более 4 Ом.

Релейная защита электроустановок разреза выполняется согласно РД-08-62-94 «инструкция по безопасной эксплуатации электроустановок открытых горных работ».

Защита от однофазных замыканий на землю выполняется двухступенчатой:

- первая ступень, выполняемая в передвижных приключательных пунктов КРУ-ПЭ-6 на базе реле РТ-140,действует на отключение повредившегося токоприёмника без выдержки времени;

- вторая ступень выполняется на базе приключательных пунктов в местах перехода от стационарных ВЛ-6 кВ к ПВЛ-6 кВ действует на отключение линии с выдержкой времени 0,5 с.

8. Должностная инструкция горного мастера

ОБЩЕЕ ПОЛОЖЕНИЕ

Горный мастер назначается приказом генерального директора ЗАО «Сибантрацит» по представлению начальника участка. Горный мастер подчиняется непосредственно начальнику участка. На должность горного мастера назначаются лица с высшим или среднетехническим образованием.

ДОЛЖНОСТНЫЕ ОБЯЗАННОСТИ

Обеспечение выполнения сменного задания и распоряжений с соблюдением правил ТБ, инструкций и мероприятий, нарядной системы. Выдача наряда, контроль исполнение и принятие выполнения работ у рабочих смены в соответствии с заданиями. Соблюдение инструкции «О порядке расследования и учёта несчастных случаев», участие в разборке аварий, несчастных случаев, простоев. Осуществлять контроль за правильным использованием и сохранностью имеющихся на участке материалов, технических средств. Обеспечение готовности участка к работе следующей смены. Постоянный контроль за качественными характеристиками добываемого угля «недопущение брака», соблюдение геолого-технологических и принципиальных схем отработки угольных пластов, контроль их соответствия реальным работам. Постоянное выполнение мероприятий по улучшению качества добываемого угля «селективная выемка, зачистка пластов, устройство дренажа и др.».

Допуск к работе автотранспорта «исправность световых, звуковых приборов и др.», наличие у водителей удостоверений на право работы в разрезе и др. Осуществление контроля за полнотой загрузки автомашин «согласно паспорта загрузки» и разгрузкой их в установленных местах, контроль учёта рейсов. Распределение, контроль и рациональное использование работы всего вверенного автотранспорта, бульдозерной техники в смене. Контроль и обеспечение рабочих смены допускающей документации «удостоверение, группы допуска в эл. установках», инструктажа, сдачи экзаменов по программе тех. минимума и др.» Приостановка работы неисправного оборудования «экскаваторов, буровых станков и др.», а также при отсутствии средств индивидуальной и др. защиты персонала и оборудования. Знание количества работающего на участке автотранспорта, немедленное оповещение диспетчеров ГАТБ и ЗАО «Сибантрацит» о сходах с линии, и других неплановых случаях «авариях, ремонтах». Поддержка постоянной радиотелефонной связи с диспетчерами и другими участками разреза лично или через третье лицо. Недопущение нахождения на смене на территории участка посторонних лиц.

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СВЯЗИ

Получение перед началом смены утверждённого наряда на производство работ, проведение инструктажа рабочих по ТБ применительно к конкретной намеченной работе, исходя из фактического положения дел на рабочих местах, и выдачи каждому работнику письменного наряда с заполнением раздела «Б» книги нарядов.Изменение первоначально выданного наряда в случае наряда в случае нарушений ПБ на месте выполнения работ или, если выполнение запланированных работ невозможно, предварительно поставив в известность начальника участка или лицо, утвердившего наряд. Приём по окончании смены выполнения наряда, запись о фактических объёмах работ, а также о причинах невыполнения наряда и неустранённых нарушений в разделе «А» книги нарядов участка. Отражение состояния оборудования, соответствие требованиям ПБ, отвала, вскрышных и добычных забоев, откосов, уступов, пешеходных дорожек, состояние ЛЭП и др. При необходимости составить акт и т.д.

ПРАВА

Горный мастер имеет право: не допускать выполнение работ на неисправном оборудовании, лиц не имеющих допуска к работе на оборудовании и технологических работ с нарушением ЕПБ и инструкций. Участвовать в вопросах поощрения «наказания» рабочих смены, разборки случаев простоя, аварий, брак в работе.

ОТВЕТСТВЕННОСТЬ

За выполнения планового задния, мероприятия, распоряжения, создания безопасных условий труда, соблюдений ПБ. За допуск к работе обслуживающего персонала, техники, наличие средств защиты, документации

9. Транспортирование горной массы в условиях ЗАО Сибирского Антрацита

9.1 Современное состояние карьерного транспорта на горных предприятиях

Неоспоримой тенденцией развития мировой горной промышленности на обозримую перспективу считается стабильная ориентация на открытый способ разработки, как обеспечивающие наилучшие экономические показатели. На его долю приходится до 73% общих объемов добычи полезных ископаемых в мире .В России открытым способом добывается 91% железных руд, более 70% руд цветных металлов и 60% угля. Если учесть, что по мере роста глубины карьеров доля затрат на карьерный транспорт доходит до 55-60% в общей себестоимости добычи полезного ископаемого, то вполне очевидным представляется тезис о том, что вопросы развития и совершенствования карьерного транспорта являются одним из основных для открытых горных разработок.

Основными факторами, определяющими развитие карьерного транспорта, являются систематически ухудшающиеся горно-геологические и горно-технические условия разработки. Известно, что развитие открытого способа разработки сопровождается ростом концентрации производства, увеличением глубины и пространственных размеров карьеров, расстояния и сложности транспортирования горной массы. Определяющим при этом является показатель глубины карьеров. Отметим, что 18 карьеров СНГ уже имеют глубину более 200 м, а 5 - более 300 м.

Основной объем добычи и выемки горной массы в железорудной подотрасли в ближайшие десятилетия будет осуществляться путем освоения глубоких горизонтов. Аналогичные тенденции имеют место и в других отраслях горно-добывающей промышленности.

Существующим проектом предусмотрена разработка месторождений асбеста до глубины 680 м. На алмазодобывающем карьере в конце отработки глубина достигла 560 м. Проектная глубина других кимберлитовых карьеров составляет 600 и более метров. За рубежом глубокие карьеры представлены, в основном, предприятиями, разрабатывающими месторождения руд цветных металлов. Проектная глубина карьеров превышает 250-300 м, анекоторые карьеры будут разрабатываться до глубины 500-550 м. Не вдаваясь в анализ влияния различных факторов, показателей работы транспорта при увеличении глубины карьеров. Приведем ориентировочные цифры снижения производительности транспортных средств, при понижении горных работ на 100 м: для автосамосвалов такое снижение составляет 25-39%, для локомотивных составов - 8,5-20%.

Негативное воздействие как на открытые горные работы в целом, так и карьерный транспорт в частности оказывают последствия кризисных явлений, связанных с переходом стран СНГ к рыночной экономике. Разумеется, динамика производительности горно-транспортного оборудования формируется в зависимости от соотношения не только отрицательных, но и положительных факторов, под которыми, как правило, понимаются факторы, связанные с техническим прогрессом. Приходится констатировать, что до настоящего времени на большинстве карьеров полной компенсацией снижения технико-экономических показателей транспортирования горной массы с увеличением глубины разработки обеспечить не удается. В связи с этим транспортная проблема была и остается одной из важнейших проблем разработки глубоких карьеров.

Некоторые общие для стран особенности динамики показателей работы карьерного транспорта систем карьеров, выявившиеся в период перехода к рыночной экономике, зачастую носят временный характер или неоднозначны (т. е. случайны и не отражают каких-то общих тенденций). Вместе с тем, что среди них есть весьма показательные и устойчивые. Так, несмотря на значительное сокращение объемов производства и финансовые затруднения сохранилась тенденция повышения удельного веса применения мощного горно-транспортного оборудования на железорудных карьерах . Как следует из таблицы, средняя вместимость ковша экскаватора на карьерах восьми крупнейших ГОКов России за 12 лет возросла с 7,7 до 8,3 м3 за счет увеличения числа экскаваторов с ковшами вместимостью 10-15 м3. Грузоподъемность автосамосвала за этот же период увеличилась на 13,3% за счет повышения доли большегрузных машин в структуре парка, хотя их среднесписочное число уменьшилось.

Известно, что железнодорожный транспорт является весьма капиталоемким. При этом эксплуатационные расходы на него существенно ниже, чем на другие виды карьерного транспорта. И если инфраструктура железнодорожного транспорта на предприятии сформирована, а для увеличения глубины его ввода на нижележащие горизонты не требуется существенного увеличения парка подвижного состава и единовременных капитальных вложений, то в этих условиях другие виды транспорта по сравнению с железнодорожным неконкурентоспособны. Достаточно сказать, что себестоимость перевозок горной массы автотранспортом по сравнению с железнодорожным, например, в 1990 г. была выше в среднем в 5,2 раза. К 2000 г. это соотношение удалось снизить до 3,9 раза.

Карьерный автотранспорт

Остановимся подробнее на тенденциях развития технического прогресса и совершенствования основных видов технологического карьерного транспорта на современном этапе.

Основным видом технологического транспорта при добыче полезных ископаемых открытым способом остается автомобильный. Он используется для перевозки примерно 80% всей горной массы во всем мире, в т.ч. в США и Канаде - 85%, в Южной Америке - 85%, в Австралии - почти 100%, в Южной Африке - более 90%. В России и странах СНГ удельный вес карьерного автотранспорта с учетом всех подотраслей горно-добывающей промышленности приблизился к 75% и в ближайшей перспективе будет расти за счет расширения открытого способа добычи угля . Проведенный специалистами СПГГИ (ТУ) макро уровневый анализ развития открытых горных работ в России позволил определить перспективные ориентировочные объемы перевозок горной массы по основным под отраслям горно-добывающей промышленности. Согласно этим данным объемы перевозок автотранспортом в угольной подотрасли возрастут с 399 млн т в 2000 г. до 481 млн т в 2005 г., 577 млн т в 2010 и 636 млн т в 2015 г. При этом объемы в железорудной под отрасли и цветной металлургии останутся постоянными и составят соответственно 478 млн т и 518 млн т.

Считается, что «революционный период» в создании большегрузных самосвалов в целом закончился. При этом основные компоновочные схемы отработаны, принципиальные конструктивно-технологические решения по основным узлам практически одинаковы для моделей, выпускаемых различными фирмами.

Мировое производство карьерных автосамосвалов идет по эволюционному пути, основными чертами которого являются следующие:

· дифференциация типо размерного ряда по грузоподъемности самосвалов;

· создание бортовых систем управления безопасностью и снижением энерго затрат, а также обеспечивающих получение информации о параметрах работы узлов и систем самосвала, перевозимой горной массе и др.;

· повышение ресурса базовых конструкций;

· создание комфортных условий для водителя;

· обеспечение экологической безопасности транспортного процесса.

Некоторые специалисты считают, что одним из путей дальнейшего развития, повышения производительности и эффективности карьерного автомобильного транспорта является разработка и создание специализированного подвижного состава, удовлетворяющего условиям эксплуатации в глубоких карьерах, в частности, средствсборочного автотранспорта.

Другие полагают, что создание таких моделей на современном этапе развития открытых горных работ не вызвано объективной необходимостью и значительно снизит область их применения. Это столкновение мнений - отражение извечного спора об универсализации и специализации средств карьерного транспорта. Представляется, что решение о создании специализированных моделей, тем более об их серийном производстве должно быть взвешенным и всесторонне обоснованным.

Необходимость гибкого подхода к формированию типоразмерного ряда, разработанного БелАЗом еще в 70-х годах прошлого века, вызвана тем, что он оказался слишком дискретным.

Расширение типоразмерного ряда связано с появлением на рынке стран автосамосвалов производства зарубежных фирм с грузоподъемностью 90, 136 и 154 т. В условиях жесткой конкуренции это потребовало разработки соответствующих моделей самосвалов в ПО «БелАЗ», чтобы в большей степени удовлетворять требованиям горнодобывающих предприятий. Следует отметить, что ПО «БелАЗ» за сравнительно короткий период разработаны новые модели самосвалов БелАЗ-7547, БелАЗ-7528, БелАЗ-7555, БелАЗ-75131 и БелАЗ-75306 и их модификаций грузоподъемностью соответственно 36, 45, 55-65, 130 и 220 т, а также опытные образцы с шарнирно-сочлененной рамой грузоподъемностью 36 и 280 т. На заводе разработан план модернизации, создания и внедрения новой техники на перспективу до 2010 г. При этом осваиваемые производством модели соответствуют мировым тенденциям развития средств карьерного транспорта, в их конструкции используются достижения российских и зарубежных фирм, поставляющих надежные агрегаты, узлы и материалы.

Компоновочные схемы современных карьерных самосвалов БелАЗ и ведущих зарубежных фирм практически одинаковы, и если отличаются, то только дизайном оперения, кабины и пр. Более 70% всех карьерных самосвалов выполнены по классической схеме, когда все узлы и системы самосвалов монтируются на жесткой раме. По схеме с шарнирно-сочлененной рамой выпускаются самосвалы либо сравнительно небольшой грузоподъемности (до 40-50 т), либо очень большой - до 300-400 т.

Основной тенденцией развития карьерного автотранспорта следует считать нарастание грузоподъемности, сдерживаемое только мощностью двигателя и несущей способностью применяемых шин. О наличии потребности в автосамосвалах грузоподъемностью 500 т и более свидетельствует, например, объявленный в 2002 г. ведущей медедобывающей компанией Чили «Codelco» конкурс на разработку самосвала грузоподъемностью 560 т и более.

Основными типами трансмиссий, применяемых на карьерных автосамосвалах, являются гидромеханическая (ГМТ) и электромеханическая (ЭМТ). Типы трансмиссий имеют значительные и принципиальные различия в конструктивном исполнении, и можно говорить о традиционной и давней конкуренции между ними. При этом если на карьерных самосвалах грузоподъемностью 30-70 т варианты с применением ГМТ по существу безальтернативны, то для самосвалов большой и особо большой грузоподъемности такой однозначности в использовании ГМТ в приводе нет. Сдерживающими факторами для получения подавляющего преимущества ГМТ являются следующие: низкий ресурс до капремонта узлов трансмиссии по сравнению с ЭМТ и возрастание общих издержек за период эксплуатации самосвала с ГМТ. В то же время при глубине карьеров 500 м и более самосвалы с ГМТ получают неоспоримое преимущество. Начиная с 1994-1995 гг. отмечена тенденция к возрастанию объемов сбыта самосвалов с ГМТ грузоподъемностью 110-220 т. Применение ЭМТ с использованием электродвигателей постоянного тока при создании автосамосвалов грузоподъемностью более 250 т вообще нецелесообразно. Обеспечение дальнейшего роста грузоподъемности карьерных автосамосвалов связывают с использованием приводов на переменном токе: на базе асинхронных, синхронных и индукторных двигателей. Одним из перспективных направлений улучшения основных показателей приводного оборудования является использование вентильного двигателя с системой возбуждения, основанной на постоянных магнитах.

Совсем недавно считалось, что основным фактором, ограничивающим применение современных автосамосвалов с дизель-электрическим приводом в глубоких карьерах, является перегрев тяговых генераторов и электродвигателей мотор-колес. Благодаря значительному прогрессу в совершенствовании тягового привода карьерных самосвалов в последние годы эта проблема полностью решена. Автосамосвалы БелАЗ последних моделей могут работать без перегрева тяговых электродвигателей при высоте подъема горной массы 400 м и более.

Как правило, на современном этапе развития карьерного автотранспорта в качестве силовых установок применяются дизельные двигатели мощностью до 1120 кВт в сочетании с ГМТ - на автосамосвалах грузоподъемностью до 130-160 т, большей мощности - на самосвалах с ЭМТ, грузоподъемностью свыше 180 т..

Учитывая общие тенденции повышения производительности, можно ожидать некоторое увеличение мощности силовых установок карьерных самосвалов с целью повышения технической скорости большинства машин на подъемах до 18 км/ч.

В настоящее время автомобильный транспорт, при грузоподъемности 220 т и более, может обеспечить практически любую производительность карьера по горной массе - до 200 млн т в год и более .

Автомобильный транспорт, как транспорт рабочей зоны карьера, в наибольшей степени подвержен воздействию усложняющихся с глубиной горно-технических условий разработки. Основным ограничением применения автомобильного транспорта на глубоких карьерах по-прежнему остается высокая себестоимость перевозки горной массы. Кроме того, карьерный автомобильный транспорт является основным источником негативного антропогенного воздействия на окружающую среду при открытых горных работах.