Технологические решения по отработке карьера цементного сырья "Большевик"

Разработка сырья осуществляется 2-мя карьерами - мела с глиной и опоки в границах существующего горного отвода. Опережение опочного карьера по отношению к меловому составляет 50-200 м (не менее 35 м).

Общее направление развития фронта горных работ - западное, причем продвижение фронта работ на нижележащих горизонтах производится после продвижения вышележащих горизонтов с сохранением нормативной номинальной ширины рабочих площадок.

Карьер мела и глины представлен 3- мя уступами:

· Уступом по мелу с преобладающей отметкой транспортного горизонта +69.0 м. Уступ мела разбит на 5 подуступов с отметками рабочих площадок +69.0 м, +82.0 м, +95.0 м, +108.0 м и +128 м. С этих горизонтов мел экскаваторами ЭКГ 5У и ЭКГ-8И последовательно переваливается на транспортный горизонт +69 м, где двумя экскаваторами ЭКГ-8И грузится в железнодорожные составы (4 думпкара 2ВС-105 с электровозом ЕL-21).

· Уступом по нижней пачке глин вместе с залегающим над ней слоем песчаника. Разрабатывается одним уступом высотой до 15 м драглайном ЭШ 6/45 с рабочей площадкой на гор. +57 м - +64 м.

· Уступом по верхней пачке глин с рабочей площадкой, расположенной на кровле песчаника, разделяющего нижнюю и верхнюю пачки глин (отм. +53 - +56 м). Разработка данного уступа временно прекращена. Ранее он отрабатывался экскаватором ЭКГ-8И с кровли песчаника с погрузкой на автотранспорт.

Карьер опоки затронут старыми выработками, поэтому разработка опок осуществляется хаотично, бессистемно. Работы ведутся 5-6 уступами высотой от 3 до 10 м на гор. от +148 м до 177.0 м.

Таблица 2.5

Расчет параметров системы разработки

Наименование параметров	Обозначение или расчетная формула	Ед. изм.	Вскрыша и опока	Гор. +108м +128м	Гор. +95м	Гор. +82м	Гор. +69м	Гор. +39м
Вид оборудования			ЭКГ-5А	ЭКГ-5У	ЭКГ-8И	ЭКГ-8И	ЭКГ-8И	ЭШ-6/45м
Высота забоя	Н	м	0 - 10	20	13	13	13	15
Ширина зоходки по целику	А	м	13	14	7	7	7	20
Максимальная ширина	Шр=А+Пб+Пп+По+По	м	33	-	-	-	-	-
рабочей площадки	Шр=А+К+Пб+б	м	-	-	-	-	-	-
	Шр=А+М+Пб	м	-	39	25	25	-	-
	Шр=А+М+С1+С2+С3+По+Пб	м	-	-	-	-	57	-
	Шр=А+М+Пн+С1+С2+С3+Пб	м	-	-	-	-	-	-
	Шр=А+Пб+Дб/2+Х+По	м	-	-	-	-	-	52,5
Ширина бермы безопасности	Пб=Н(С·д2-С·д)	м	4,0	4,4	4,4	8,3	4,4	4,5
Угол устойчивого откоса		град.	50	50	50	50	50	35
Угол откоса рабочего уступа		град.	60	60	60	60	60	40
Неполная ширина развала	М=1,64Н-1,22Нх·cos	м	-	20,6	-	-	-	-
	М=1,54Н-1,22Нх·cos	м	-	-	13,6	13,6	13,6	-
Угол наклона скважины		град.	-	60	60	60	65	-
Ширина подпорной стенки	Х=Нр/sin30	м	-	-	-	-	-	-
Длина бульдозера ДЗ-94С		м	-	-	-	-	-	-
Ширина проезжей части БелАЗа-7526	Пп	м	10	-	-	-	-	-
Ширина обочины с нагорной стороны	По	м	1,5	-	-	-	-	-
Ширина обочины с низовой стороны с устройством обочины и лотка	По	м	4,5	-	-	-	-	-
Расстояние от оси ж/д пути до развала	С1	м	-	-	-	-	-	2,5
Половина основания ж/д пути	С2	м	-	-	-	-	-	2,1
Ширина полосы для ЛЭП с учетом охранной зоны	С3	м	-	-	-	-	20	-
Ширина полосы проезда вспомогательного транспорта	Пт	м	-	-	-	-	9,0	-
Диаметр базы экскаватора ЭШ-6/45м	Дб	м	-	-	-	-	-	7,7
Радиус вращения кузова ЭШ-6/45м	Х	м	-	-	-	-	-	9,7
Ширина основания навала глины при перевале	Пн	м	-	-	-	-	-	-
Минимальная ширина рабочей площадки (без заходки по целику)	Шр	м	20,0	25,0	15,0	15,0	55,55	22,5

Размещено на http://www.allbest.ru/

Разработка ведётся экскаватором ЭКГ-5А с погрузкой в автотранспорт и, частично, самоходным скрепером с вывозкой на внешние отвалы (работу ведет подрядная организация). Действующий внешний отвал примыкает к существующей капитальной автодороге, соединяющей опочный карьер с цехом сушки. Часть вскрышных пород уложена в старых отвалах, расположенных в оврагах в пределах существующего и испрашиваемого горных отводов и за пределами горного отвода у западной его границы. Расчет параметров системы разработки приведён в табл. 2.5.

2.4 Вскрытие рабочих горизонтов карьера

Под вскрытием (системой вскрытия) понимается совокупность долговременных горных выработок, обеспечивающих транспортный доступ с земной поверхности к рабочим горизонтам карьера и забоям с целью доставки вскрышных пород на отвалы, полезных ископаемых - к пунктам их приёма на поверхности, а с поверхности к рабочим горизонтам - материалов оборудования и людей.

Месторождение цементного сырья “Большевик” вскрыто по всей разведанной толще и эксплуатируется ОАО “Вольскцемент”. Вскрытие проведено системой внешних капитальных полутраншей. Из-за смешанного нагорно-глубинного расположения месторождения на предприятии присутствуют горизонтальные траншеи с выходом на дневную поверхность, т.к. первоначально карьер вскрывался как нагорный. На опочном карьере вскрыт каждый горизонт. Меловая толща состоит из бестранспортных уступов за исключением гор. +69, на котором расположены ж/д пути. По железной дороге ведётся доставка мела на цементный завод.

Для доставки вскрышных пород во внешний отвал и опоки в цех сушки используется сеть временных автомобильных дорог на рабочих горизонтах карьера и постоянная бетонная дорога, проложенная вдоль юго-восточной границы карьера.

Для доставки в сырьевое отделение глины и мела, залегающего ниже горизонта +69 м используют сеть временных автодорог, проложенных по гор. +56 м (кровля песчаника), соединенных с постоянной бетонной дорогой на промплощадке завода.

Мел, добываемый выше гор. +69 м, доставляют в сырьевое отделение железнодорожными составами (электровоз ЕЛ-21 и 4 думпкара 2ВС-105) по тупиковому железнодорожному пути, проложенному по горизонту +69 м.

Постоянные дороги имеют бетонное покрытие и рассчитаны на движение автосамосвалов грузоподъемностью 30 т. Пропускная способность существующих постоянных дорог удовлетворяет текущим и перспективным потребностям предприятия. Временные (забойные и отвальные) дороги сооружаются путем выравнивания и профилирования предназначенных для движения автомобилей участков рабочих площадок и отвалов с использованием местного строительного материала (опоки). Использование песка, щебня и других привозных материалов на действующем карьере не практикуется.

2.5 Технология и механизация производственных процессов вскрышных и добычных работ

2.5.1 Буровзрывные работы

Буровзрывные работы на карьере ведутся Саратовским участком ГП "Волгоградвзрывпром". Работы производятся круглый год по 5-ти дневной рабочей неделе. Взрывные работы ведутся ежедневно с 12 до 13 часов, по необходимости с 16 до 17 часов. Для производства основного взрывания используются аммиачная селитра. Вторичное взрывание (разделка негабарита) осуществляется аммонитом. Бурение негабарита производится электросверлами СЭР-19.

Таблица 2.6

Параметры буровзрывных работ

Наименование параметров	Обозначение параметров	Един. изм.	Гор.+127м, +108м и мел	Гор.+95м, +82м и мел	Гор.+69м, мергелистый мел	Гор.+39м, +54м, глина
Категория пород по СНиП			IV	IV	I	IV
Высота уступа (расчетная)	Н	м	20	13	13	13
Угол откоса рабочего уступа		град.	60	70	70	55
Диаметр скважин	d	мм	160	160	160	150
Угол наклона скважин		град.	60	65	65	60
Удельный расход ВВ (фактический)	q	кг/м3	0.25	0.25	0.32	0.17
Вместимость 1 п.м. скважины	p	кг	18.0	18.0	18.0	16.0
Объемная масса породы		т/м3	1.96	1.96	2.1	1.78
Сопротивление по подошве	Wн	м	7.0	7.0	6.5	7.5
Толщина взрываемого слоя	W	м	6.1	7.0	6.5	7.5
Расстояние между зарядами в ряду	a	м	7.0	7.0	6.5	8.0
Расстояние между рядами	в	м	7.0	7.0	6.5	7.5
Глубина перебура	Lпер	м	1.0	1.0	1.5	-0.3
Глубина скважины	L	м	24.0	14.8	15.3	14.6
Вес заряда в скважине		кг	297.0	158.0	186.0	130
Длина заряда в скважине	L3	м	16.5	8.8	10.3	8.1
Длина забойки	Lзар	м	7.5	6.0	5.0	6.5
Выход горной массы с одной скважины	L	м3	980	637	549	780
Число рядов скважин	vскв		2	1 - 2	1 - 2	1 - 3
Годовой объем взрывания		тыс.м3	526,5	509,5	129,3	152,3
Необходимое количество станко/смен		смен	198,0	182,0	60,0	86,0
Расход ВВ		т	159,5	126,4	43,9	25,4
Всего расход ВВ		т	355,2
Ширина развала при однорядном взрывании		м	20-24	15-17	15-17
Высота развала		м	13-20	8-12	8-12
Угол откоса взорванной породы		град.	35-45	35-45	35-45
Потребное количество бурстанков		шт.	2
Удельный расход ВВ по горной массе		кг/м3	0,303	0,248	0,339	0,167
Сменная производительность СВБ-2 по обуренной массе		м3	3200	3200	2040	4000

Бурение скважин осуществляется 2-мя станками СВБ-2. Скважины бурятся наклонно в один-два ряда. Сменная производительность станка составляет 60-80 м. Взрывание скважин безкапсульное, короткозамедленное, с применением детонирующего шнура и ЭДКЗ с интервалами замедления 25, 50, 100, 150, 200 мс. Количество скважин в серии на одну ступень объекта и до 22 скважин при расстоянии свыше 700 м. Параметры буровзрывных работ приведены в табл. 2.6.

2.5.2 Выемочно-погрузочные работы

Горные работы по мелу ведут на 5 уступах с отметками рабочих площадок +128 м (124-133 м), +108 м (103-109 м), +95 м (88-96 м), +82 м (78-82 м), +69 м (66-70 м). С горизонтов +128, +108, +95 и +82 м мел экскаваторами ЭКГ-5У и ЭКГ-8И последовательно переваливается на транспортный горизонт +69 м, где экскаваторами ЭКГ-8И грузится в железнодорожные составы (4 думпкара 2ВС-105 с электровозом ЕL-21) и доставляется в приемные устройства сырьевого отделения завода на расстояние до 2 км.

Фактическая высота уступов при работе экскаватора ЭКГ-5У от 16 до 25 м, при работе ЭКГ-8И - 10-16 м, ширина рабочих площадок на подуступах от 15 до 40 м. Средняя мощность толщи мела по месторождению составляет от 71 до 89 м.

На горизонте +128 и +108м задействованы экскаваторы ЭКГ-5У, на гор.+95м и +82м - экскаваторы ЭКГ-8И. Горизонт +69м является транспортным горизонтом мела. Погрузка мела в думпкары осуществляется двумя экскаваторами ЭКГ-8И.

Объем породы (в плотном теле) в ковше экскаватора (погрузчика), м3:

Q = Е·Кн/Кр,

где Е - геометрический объем ковша, м3;

Кн - коэффициент наполнения ковша (0,95);

Кр - коэффициент разрыхления породы в ковше (1,5);

Qсм =(Тсм-Тпз-Тл -Тотд) ·Q/ tц,

где Тсм - продолжительность смены, мин;

Тп.з - время на выполнение подготовительно-заключительных операций, мин;

Тл.н - время на личные надобности, мин;

Тотд - время на отдых, мин;

tц - продолжительность цикла, мин.

Результаты расчетов приведены в табл. 2.7.

Таблица 2.7

Расчет производительности экскаваторов

Показатели	Размерность	Значение
Грузимая порода (категория по трудности экскавации)		Мел (3-4)
Коэффициент разрыхления в ковше	Кр	1,5	1,5
Коэффициент наполнения ковша	Кн	0,95	0,95
Модель погрузочной машины		ЭКГ-5У	ЭКГ-8И
Вместимость ковша геометрическая	E, м3	5	8
Объем породы в ковше в плотном теле	Q, м3	3,17	5,07
Продолжительность цикла экскаватора (погрузчика)	tц, мин	0,59	0,61
Продолжительность смены, в том числе на:	Тсм, мин	480
подготовительно-заключительные операции	Тпз, мин	35
личные надобности	Тлн, мин	10
отдых	Тотд, мин	28
Расчетная сменная производительность	Qсм, м3/см	2186,7	3333,6

2.5.3 Транспортирование горной массы

Для доставки вскрышных пород во внешний отвал и опоки в цех сушки используется сеть временных автомобильных дорог на рабочих горизонтах карьера и постоянная бетонная дорога, проложенная вдоль юго-восточной границы карьера.

Для доставки в сырьевое отделение глины и мела, залегающего ниже горизонта +69 м, используют сеть временных дорог, проложенных погор. +56 м (кровля песчаника), соединенных с постоянной бетонной дорогой на промплощадке завода.

Применяемый на карьере автотранспорт - автосамосвалы БелАЗ-7526.

Мел, добываемый выше гор. +69 м, доставляют в сырьевое отделение железнодорожными составами (электровоз ЕЛ-21 и 4 думпкара 2ВС-105) по тупиковому железнодорожному пути, проложенному по горизонту +69 м.

Железнодорожный транспорт

Железнодорожным электровозным транспортом (собственность ОАО “Вольскцемент") вывозится в думпкарах 2ВС-105 мел с горизонта +69м круглогодично в 2 смены продолжительностью 12 часов при непрерывной рабочей неделе.

Выход карьерных путей на железнодорожные пути МПС отсутствует. Руководство движением и эксплуатацией подвижного состава в сменах осуществляется техническим надзором карьера.

Общая протяженность железнодорожных путей составляет 5535 м, в том числе: постоянные пути (1601 м), передвижные пути (1630 м), неиспользуемые пути (2304 м), количество стрелочных переводов 6. Длина железнодорожного пути, подлежащего ежегодному переносу, составляет на гор. +69м - 980 м, на гор. +54м - 650м. Шаг переукладки на обоих горизонтах составляет от 20 до 40 м.

Работы по переукладке железнодорожного пути наиболее трудоемки, тем более, что механизированы не все работы. В частности, механизированы работы по подготовке основания под железнодорожный путь, перемещению путевой решетки и выправки путей в плане и профиле, подачи и дозировке балластного материала на пути. Вручную выполняются работы по замене шпал, сгонке и стыковке рельсов, забивке костылей и установке болтовых соединений, очистке путевой решетки. Трудоемкость переукладки 1 км рельсо-шпальной решетки на один технологический шаг составляет 100 чел/смен, на содержание 1 км пути в год - 800 чел/см.

Минимальный радиус кривой - 150 м. Верхнее строение пути укладывается из рельсов Р-65 на деревянных пропитанных шпалах с эпюрой 1600шт/км на постоянных путях и с эпюрой 1840 шт/км на передвижных путях. Толщина щебеночного балластного слоя под шпалой - 25 см.

Продольный профиль постоянного пути на транспортной берме и на площадке показаны на рис. 2.2 и рис. 2.3.

Рисунок 2.2

Тяговые расчёты

Исходные данные для тяговых расчетов:

Расчетный руководящий уклон пути i =30‰.

Вагоны-думпкары 2ВС-105, количество осей - 6; собственная масса Мв = 48,5 т; масса перевозимого мела Мг = 77 т.

Тип локомотива: электровоз EL-21. сцепная масса Мл=160 т; количество осей - 6. Груженые поезда двигаются вниз по уклону; порожние - вверх по уклону.



Рисунок 2.3

Масса прицепной части поезда (масса состава) Мс по условию равномерного движения по руководящему уклону:

Мс = Мл·(1000·ш-wo -i)/(wo+i),

где ш - расчетный коэффициент сцепления при движении поезда; ш =0.22;

wo - основное сопротивление движению, Н/кН. На постоянных путях в грузовом направлении wo =2.5, на временных балластированных wo = 4; при движении вагонами вперед увеличивается на 20-25%;

Мс = 160· (1000·0,22·0,97-5-30)/(5+30) = 815 т.

Масса прицепной части поезда (масса состава) Мс по условию трогания с места на руководящем уклоне:

Мс = Мл·(1000·штр·Кс-w-i-110·а)/(w+i +110·а),

где штр - расчетный коэффициент сцепления при трогании, штр=0.28-0.3;

а = 0,03-0,05 - ускорение при трогании, м/с2.

Мс = 160·(1000·0,29·0,97-5-30 -110·0,03)\(5+30+110·0,03) = 954 т.

Возможное число груженых думпкаров:

Nгр = 815/(48,5+77) = 6;

порожних думпкаров:

Nп =815/48,5=16

В настоящий момент в составе используют 4 думпкара, т.к. при таком количестве вагонов обеспечивается непрерывная работа завода.

Расчет производительности экскаваторов ЭКГ-8И при работе с ж/д транспортом

Объем породы (в плотном теле) в ковше экскаватора, м3:

Q = Е·Кн/Кр,

где Е - геометрический объем ковша, м3;

Кн - коэффициент наполнения ковша;

Кр - коэффициент разрыхления породы в ковше.

Масса породы в ковше, т:

Мк = Q·г,

где г-объемная масса породы, т/м3.

Количество ковшей, загружаемых в кузов вагона по его вместимости:

nвм = Vк/(Q·Кр),

где Vк - объем кузова думпкара с шапкой, м3.

Количество ковшей, загружаемых в кузов вагона по их грузоподъемности:

nгр = G/Мк ,

где G - грузоподъемность думпкара, т.

Расчетное количество ковшей nр принимается как меньшее из nвм и nгр с округлением в меньшую сторону до 0,5.

Объем породы, загружаемой в кузов думпкара, м3:

V = nр·Q.

Число циклов экскавации для загрузки думпкара nц принимается равным nр с округлением в большую сторону до целого числа.

Время загрузки думпкара, мин:

Тп = nц·tц,

где tц - продолжительность цикла, мин.

Расчетная сменная производительность при погрузке в железнодорожный транспорт:

Нжд = (Тсм-Тпз-Тлн)·V·N/(Тп·N + То),

где Тсм - продолжительность смены, мин;

Тп.з- время на выполнение подготовительно-заключительных операций, мин;

Тл.н- время на личные надобности, мин;

Тотд- время на отдых, мин;

N - число вагонов в составе.

То - время на обмен составов, принятое равным при кольцевом движении составов 5 мин, при тупиковом движении - 15 мин, в том числе на задержки и замедления по 2 минуты и на движение при среднем расстоянии до обменного пункта 1250 м и скорости движения 15 км/час (250 м/мин) 1250·2/250 = 10 мин.

Результаты расчета производительности экскаваторов при работе с ж/д транспортом представлены в табл. 2.8, а расчет потребного количества электровозов и думпкаров - в табл. 2.9.

Таблица 2.8

Расчет производительности экскаваторов при работе с ж/д транспортом

Показатели	Обозначение, размерность	Значение
Грузимая порода (категория по трудности экскавации)		Мел (3)
Коэффициент разрыхления в ковше	Кр	1,5
Коэффициент наполнения ковша	Кн	0,95
Модель транспортного средства		2ВС-105 (4 вагона)
Грузоподъемность	G, т	105
Вместимость кузова с шапкой	Vk, м3	57,5
Модель погрузочной машины		ЭКГ-8И
Вместимость ковша геометрическая	E, м3	8
Объем породы в ковше в плотном теле	Q, м3	5
Масса породы в ковше	Мк, т	9,8
Количество загружаемых в вагон ковшей:
по его вместимости	nвм	7,56
по его грузоподъемности	nгр	10,7
принятое в расчете	nр	7,5
Объем загружаемой в кузов породы	V, м3	37.5
Масса загружаемой в кузов породы	M, т	73.5
Объем породы, перевозимый за рейс	W, м3	150
Число циклов для загрузки вагона	nц	8
Продолжительность цикла экскаватора	tц, мин	0.61
Время погрузки вагона	Тп. мин	4,88
Время погрузки состава	Тпс, мин	19.52
Время обмена составов	То, мин	5
Продолжительность смены, в том числе на:	Тсм, мин	480
подготовительно-заключительные операции	Тпз, мин	25
личные надобности	Тлн, мин	10
Расчетная сменная производительность	Нжд, м3/см	2722
Расчетная сменная производительность	Нжд, т/см	5337

Таблица 2.9

Расчет потребного количества электровозов и думпкаров

Наименование показателей	Расчетная формула или обозначение	Един.изм.	Перевозка мела
Максимальная сменная производительность карьера	Qсм	тонн	2150
Коэффициент неравномерности выдачи горной массы из карьера	К		1,1
Расчетная сменная производительность	Q=Qсм ·К	тонн	2365
Продолжительность рабочей смены	Тсм	мин.	720
Число вагонов в составе	n	шт.	4
Расстояние транспортировки		км	2
Скорость движения	V	км/час	15
Время движения	Тдв	мин.	8
Время погрузки состава	Тпог	мин.	20,6
Время разгрузки состава (регламентируется производительностью приемного оборудования)	Тразг	мин.	20
Время маневров	Тман	мин.	10
Время задержки	Тз	мин.	12
Время проверки и опробования тормозов	Тт	мин.	5
Полное время оборота	Тоб	мин.	75,6
Время подготовительно-заключительных операций	Тпз	мин.	25
Время на личные надобности	Тлн	мин.	10
Время на профилактическую обработку состава	Тобр	мин.	25
Коэффициент на зимние условия	Кт		0,88
Коэффициент на БВР	Кбвр		0,97
Количество рейсов в смену	N	рейс	7
Количество груза, перевозимого составом за рейс	qp	тонн	308
Количество груза, перевозимого составом за смену	qсм=qp*N	тонн	2156
Потребное количество составов в смену	Пс=Q/qсм		1,1
Коэффициент инвентарности локомотивов	Кинв.л		1,2
Коэффициент инвентарности вагонов	Кинв.в		1,1
Требуемый инвентарный парк электровозов			2 шт.
Требуемый инвентарный парк вагонов			5 шт.

Автомобильный транспорт

Транспортировка грузов по существующим автодорогам осуществляется автосамосвалами БелАЗ-7526 грузоподъемностью 30 т.

Применяемый технологический автотранспорт БелАЗ-7526 - подрядный, собственность ГАТП. Автотранспорт задействован на перевозке опоки и глины (с гор. +39м) круглосуточно, в 3 смены продолжительностью 8 часов при непрерывной рабочей неделе. Вскрышные породы, также вывозятся автосамосвалами БелАЗ круглогодично (за исключением периодов распутицы) в одну смену, продолжительностью по 8 часов, при непрерывной рабочей неделе.

Постоянные дороги имеют бетонное покрытие и рассчитаны на движение автосамосвалов грузоподъемностью 30 т. Пропускная способность существующих постоянных дорог удовлетворяет текущим и перспективным потребностям предприятия.

Временные (забойные и отвальные) дороги сооружаются путем выравнивания и профилирования предназначенных для движения автомобилей участков рабочих площадок и отвалов с использованием местного строительного материала (опоки). Использование песка, щебня, других привозных материалов на действующем карьере не практикуется.

На карьере также предусмотрено сооружение временных забойных и отвальных дорог.

Временные забойные и отвальные автодороги профилируются бульдозером и не имеют специального покрытия. Шаг переноски временных автодорог соответствует ширине заходки.

Для вспомогательных работ: планировка рабочих площадок, ремонт и содержание автодорог, проведение дренажных выработок используют бульдозеры на базе тракторов Т-330 и Т-500.

Все внутрикарьерные автодороги не реже 2 раз в месяц очищаются и профилируются бульдозером.

Примыкание на временных автодорогах одностороннее с радиусом не менее 30 м и боковой видимостью 50 м.

Элементы поперечного сечения и продольного профиля автодорог приняты в соответствии с СНиП 2.05.07-91 и Нормами технологического проектирования и представлены в табл. 2.10.

Таблица 2.10

Элементы поперечного сечения и продольного профиля автодорог

Наименование показателя	Постоянная автодорога	Временные автодороги
		Забойная	Отвальная
Категория дорог по расчетному объему перевозок, млн.т брутто/год	IIIк	IIIк	IIIк
Срок службы, лет	15	1-2	1-2
Расчетная скорость движения, км/час	30	20	20
Число полос движения, м	2	2	1
Ширина проезжей части для а/с БелАЗ-7526 шириной 3.5 м	10.5	10.5	5.5
Наибольший продольный уклон, 0/00	70	30	30

Поперечные сечения трассы автодороги на транспортной берме и площадке показаны на рис. 2.4 и рис. 2.5.

Рисунок 2.4

Рисунок 2.5

Содержание автодорог заключается в проведении работ, обеспечивающих их сохранность и нормальную эксплуатацию автомобильного транспорта в любое время года.

Содержание автодорог включает следующие виды ремонта:

- средний ремонт, включающий восстановление изношенного дорожного покрытия, водоотвода, укрепление обочин и упорядочение путевых дорожных знаков и ограждений;

- капитальный ремонт, предусматривающий восстановление земляного полотна, изношенных элементов дороги и сооружений.

Средний и капитальный ремонты предусматривается осуществлять специализированным подразделением предприятия.

Текущий ремонт дороги осуществляется в течении всего года и заключается в исправлении мелких повреждений - засыпки образовавшихся ямок и выравнивании земляного полотна. В ремонте и содержании автомобильных и железных дорог предусмотрено использование имеющегося на предприятии оборудования: бульдозера ДЗ-109Б, , автосамосвала КамАЗ-5511, автогрейдера Д-395Б, поливомоечной машины ПМ-130 и пескоразбрасывающей машины ПР-130.

Перечень основных работ по содержанию автодорог приведен в табл. 2.11.

Таблица 2.11

Перечень основных работ по содержанию карьерных автодорог

№ п/п	Периоды выполнения работы	Основные работы на:
		земляном полотне	дорожном покрытии	обстановке пути
1.	Весенний и осенний	Отвод воды с земля ного полотна при таянии снега. Очистка кювета от снега и льда в предвесенний период.	Очистка дорог. Проведение мероприятий по борьбе с гололедом, скалывание льда и уплотнение снега.	Окраска дорожных знаков. Уход за обстановкой пути.
2.	Летний	Планировка обочин в необходимых местах. Очистка кюветных и водоотводных канав.	-	-
3.	В течение года	-	Очистка проезжей части дорог от осыпавшихся из кузова грунтов. Планировка дорог в забое и отвалах.	-

Расчет производительности экскаваторов при работе с автотранспортом

Объем породы (в плотном теле) в ковше экскаватора (погрузчика), м3:

Q = Е·Кн/Кр,

где Е - геометрический объем ковша, м3;

Кн - коэффициент наполнения ковша;

Кр - коэффициент разрыхления породы в ковше.

Масса породы в ковше, т:

Мк = Q·г,

где г -объемная масса породы, т/м3.

Количество ковшей, загружаемых в кузов автосамосвала по его вместимости:

nвм = Vк/(Q·Кр),

где Vк - объем кузова автосамосвала с шапкой, м3.

Количество ковшей , загружаемых в кузов автосамосвала по его грузоподъемности:

nгр = G/Мк,

где G - грузоподъемность автосамосвала, т.

Расчетное количество ковшей nр принимается как меньшее из nвм и nгр с округлением в меньшую сторону до 0,5.

Объем породы, загружаемой в кузов а/с, м3:

V = nр·Q.

Число циклов экскавации для загрузки автосамосвала - nц принимается равным nр с округлением в большую сторону до целого числа.

Время загрузки автосамосвала, мин:

Тп = nц·tц ,

где tц - продолжительность цикла, мин.

Расчетная сменная производительность при погрузке в автотранспорт:

Нас = (Тсм-Тпз-Тлн)·V/(Тп + Ту),

где Тсм - продолжительность смены, мин;

Тпз - время на выполнение подготовительно-заключительных операций, мин;

Тлн- время на личные надобности, мин;

Тотд- время на отдых, мин;

Ту - время установки автосамосвала под погрузку, 0,5 мин.

Расчетные показатели погрузки горной массы в средства автомобильного транспорта приведены в табл. 2.12. Расчет потребности в автотранспорте приведен в табл. 2.13.

Таблица 2.12

Расчетные показатели погрузки горной массы в автосамосвалы

Показатели	Размерность	Значение
Грузимая порода (категория по трудности экскавации)		Мел (3-4)	Глина (3)	Опока(3)	Суглинки(2)	ПРС(1)
Коэффициент разрыхления в ковше	Кр	1,5	1,35	1,35	1,25	1,15
Коэффициент наполнения ковша	Кн	0,95	0,85	0.95	1,05	1,05
Модель транспортного средства		БелАЗ-7526
Грузоподъемность	G, т	30
Вместимость кузова с шапкой	Vk, м3	23,5
Модель погрузочной машины		ЭКГ-8И	ЭШ 6/45	ЭКГ-5А	ЭКГ-5А	ЭКГ-5А
Вместимость ковша геометрическая	E, м3	8	6	5	5	5
Объем породы в ковше в плотном теле	Q, м3	5,06	3,78	3,66	3,92	4,75
Масса породы в ковше	Мк, т	8,9	6,72	5,8	6,65	5,7
Количество загружаемых в кузов ковшей:
по его вместимости	nвм	3	4,6	4,75	4,8	4,3
по его грузоподъемности	nгр	3,37	4,46	5	4,5	5,26
принятое в расчете	nр	3	4,5	4,5	4,5	4
Объем загружаемой в кузов породы	V, м3	24	17	16,8	22,5	16,6
Масса загружаемой в кузов породы	M, т	26,7	30,3	26,5	29,9	19
Число циклов для загрузки автосамосвала	nц	3	5	5	5	4
Продолжительность цикла экскаватора (погрузчика)	tц, мин	0,61	1,1	0,56	0,53	0,53
Время погрузки	Тп. мин	1,83	5,5	2,24	2,65	2,12
Время установка автосамосвала под погрузку	Ту, мин	0,5
Продолжительность смены, в том числе на:	Тсм, мин	480
подготовительно-заключительные операции	Тпз, мин	35
личные надобности	Тлн, мин	10
Расчетная сменная производительность	м3/см	4984	1232	2667	3100	2756

Таблица 2.13

Расчет потребности в автотранспорте

Наименование показателей	Расчетная формула	Един. изм.	Автотранспорт
	и обозначение		глина гор.+39м на завод	опока на сушилку	замел.опока в отвал
Грузооборот годовой	Qг	тыс.тонн	136.2	121.2	31.3
Количество рабочих дней в году	D		365	365	365
Коэффициент суточной неравномерности	Ксут		1.1	1.1	1.1
Грузооборот суточный	Qсут=Qг/D·Ксут	тонн	410	365	94
Количество смен работы карьера в сутки	n		2	2	1
Грузооборот сменный	Qсм=Qсут/n	тонн	205	183	94
Продолжительность рабочей смены	T	час	12	12	8
Тип автосамосвала			БелАЗ-7526	БелАЗ-7526	БелАЗ-7526
Грузоподъемность автосамосвала	q	тонн	30	30	30
Дальность транспортировки	Lk	км	1	3	2
Скорость движения	Vk	км/ч	16	16	16
Время движения	tk=2·Lk·60/Vk	мин.	8	23	15
Тип экскаватора (погрузчика)			ЭКГ-5А	ЭКГ-5А	ЭКГ-5А
Время погрузки	tпог	мин.	2,1	2,1	2,1
Время на маневры под погрузкой и разгрузкой и задержка в пути	tз	мин.	3	3	3
Время разгрузки	tраз	мин.	1	1	1
Полное время рейса	tр=tк+tпог+tз+tраз	мин.	14	29	21
Коэффициент использования рабочего времени в смену	Кисп		0,85	0,85	0,85
Время на подготовительно-заключительные операции	tпз	мин.	35	35	35
Время на личные надобности	tлн	мин.	10	10	10
Количество рейсов в смену	a=Кисп·(60T-(tпз+tлн))/tр		41	20	27
Объемный вес перевозимого груза	?????Кр		1,58	1,05	1,05
Объем кузова с учетом навала	Vkуз		23,5	23,5	23,5
Коэффициент использования грузоподъемности	Кгр=(1,1Vкуз·??Кр)/q		0,90	0,60	0,60
Сменная производительность единицы подвижного состава	Па =а·q·Кгр	тонн	1107	360	486
Потребное количество единиц подвижного состава в смену	Naсм=Qсм/Па	шт.	0,2	0,5	0,2
Коэффициент, учитывающий количество смен работы автосамосвала	Кр=n/n1		1	1	1
Рабочий парк	Naраб=Naсм ·Kр	шт.	0,2	0,5	0,2
Коэффициент инвентарности (технической готовности)	Kинв		0,6	0,6	0,6
Инвентарный парк	Naинв=Naраб /Kинв	шт.	0,3	0,8	0,3

2.5.4 Отвальные работы

На карьере применяется внешнее отвалообразование вскрышных пород и излишков опоки. Способ отвалообразования бульдозерный. Перевозка вскрышных пород осуществляется автосамосвалом БелАЗ-7526 от места их погрузки до места разгрузки на отвале. Высота отвалов принимается с учетом проектного рельефа рекультивируемой поверхности и составит после усадки от 6 до 13 м. Угол откоса отвала - 400. Емкость отвала определялась с учетом коэффициента остаточного разрыхления, принятого для данных условий: опока, суглинки, песчаник - 1.06.

Общий объем отвалообразования за весь срок эксплуатации карьера составит 16494160 м3, в том числе:

1. Внешняя вскрыша - 445700 м3;

2. Внутренняя вскрыша - 610100 м3;

3. Излишки опоки - 14212360 м3;

4. Песчаник - 1226000 м3.

Суглинки и ПРС объемом 1410976.6 м3, в том числе ПРС объемом 356913 м3, складируются отдельно и используются для рекультивации поверхностей отвала и площадок на нерабочих бортах карьера.

Песчаник, расположенный между глинами верхней и нижней пачки, укладывается непосредственно в выработанное пространство карьера экскаватором ЭШ 6/45 в процессе отработки глины нижней пачки. Его объем составляет 1157,2·1,06=1226 м3. Средняя высота укладываемого слоя песчаника принята равной 2,33 м, как произведение средней мощности песчаника по месторождению на коэффициент остаточного разрыхления (2,2·1,06).

При формировании отвалов учитывается биологический состав пород, размещаемых в отвале или на его поверхности для последующей рекультивации. Верхний слой внутренних отвалов формируется из плодородных земель - суглинков и почвенно-растительного слоя.

Размеры рабочей площадки принимаются из расчета свободного маневрирования автосамосвала и безопасной работы отвального бульдозера на перемещении пород под откос. Размеры первоначальной рабочей площадки внутреннего отвала принимаются равными 40Ч40 м.

Процесс отвалообразования состоит из трех операций: разгрузки автосамосвала, планировки бровки отвала и устройства автодорог бульдозером.

Формирование бульдозерных отвалов принято периферийным при укладке непригодных пород для рекультивации. При периферийном отвалообразовании автосамосвалы разгружаются вдоль отвального фронта в непосредственной близости от верхней бровки откоса отвала или под откос. Затем порода сталкивается бульдозером ДЗ-27 на базе трактора Т-170.

Для безопасности работ машины останавливают для разгрузки на расстоянии не менее 3 м от верхней бровки откоса отвала (за пределами призмы обрушения). У верхней бровки откоса отвала необходимо оставлять земляной вал высотой 1,0 м и шириной 2,4 м. Кроме того, необходимо от бровки отвала к его центру создавать уклон не менее 30.

Подъездные автодороги являются постоянными, отвальные автодороги сооружаются вдоль бульдозерного фронта работ, временные отвальные дороги профилируются бульдозером.

В разрезе внутренний отвал представлен снизу вверх слагающими породами (усредненные данные по всему карьеру):

1) опока и внутренняя вскрыша с высотой слоя до 14,7 м;

2) суглинки высотой с слоя 0,54 м;

3) почвенно-растительный слой с высотой слоя 0,18 м.

Извлекаемые в процессе работы карьера суглинки и ПРС доставляются и укладываются на спланированную поверхность подлежащих рекультивации отвалов и берм нерабочего борта карьера. При недостатке таких площадей вскрышные породы (суглинки и почвенно-растительный слой) складируются отдельно во временные отвалы и используются для рекультивации поверхности внутренних отвалов и берм нерабочего борта карьера по мере их формирования.

Плодородный слой почвы, не используемый сразу в ходе работ, складируется в бурты. Если срок хранения плодородного слоя в буртах превышает 2 года, необходимо поверхность бурта и его откосы засеять многолетними травами. Временный бурт также необходимо обустроить дренажными канавами во избежание его подтопления.

Бульдозерные работы ведутся сезонно в 1 смену продолжительностью 8 часов, при 5-дневной рабочей неделе.

Производительность бульдозера на базе трактора Т-170 на планировке верхней бровки отвала на перемещении грунта на расстояние до 20 м равна 900 м3 в смену.

Средний годовой объем отвалообразования составит:

53191·1,06 =56382 м3,

где 53191 м3 - годовой объем вскрышных работ.

Необходимое количество машино-смен в год для работы бульдозера на внутреннем отвале составит:

56282/900=63 маш-см/год,

где 900 м3/см - производительность бульдозера.

3. Специальная часть

3.1 Общие сведения

Одним из направлений совершенствования технологии горных работ является применение на карьерах комбинированных машин, способных производительно разрабатывать массивы горных пород, совмещая в одном процессе основные операции горного производства (буровзрывные работы, выемку, погрузку и дробление). Таким образом, в забоях карьера возможно получение сырья, не требующего впоследствии ни крупного, ни значительной части среднего дробления. Особенно это важно при строительстве новых или расширения производства действующих цементных заводов, когда велики капиталовложения в дробильный передел, которые сопоставимы с приобретением нового оборудования.

В этих условиях наиболее эффективно применение достаточно компактного и мобильного оборудования.

С учетом изложенного, ниже рассмотрена возможность использования на меловых уступах карьерных комбайнов фирмы Wirtgen, обладающих способностью производительно вести горные работы без применения БВР по крепким породам прочностью до 120 МПа (в отдельных случаях до 200 - 250 МПа).

Основные технические характеристики карьерного комбайна Wirtgen 2500 SM:

· Ширина фрезерования: 2500 мм;

· глубина фрезерования: 0-600 мм;

· мощность двигателя: 783 кВт/1050 л.с.;

· расход топлива при полной нагрузке: 191,5 л/ч (164,7 кг/ч);

· расход топлива при 2/3 нагрузки: 127,6 л/ч (109,7 кг/ч);

· средний расход топлива: 160 л/ч (137,5 кг/ч);

· ширина ленты приемного и погрузочного конвейера: 1400 мм;

· общая длина: 22700 мм;г

· высота: 4935 мм;

· длина погрузочного конвейера: 11300 мм;

· угол поворота погрузочного конвейера: 90є в обе стороны;

· число гусеничных тележек: 4;

· размеры гусеничных тележек: 2920 Ч 400 Ч 970 мм;

· рабочая скорость: 0-25 м/мин;

· транспортная скорость: 0-3,9 км/ч;

· собственная масса: 109 т;

· рабочая масса при полной заправке: 113 т;

· максимальный теоретически преодолеваемый подъем: 11є.

На меловом уступе создаются две горизонтальных площадки шириной 95м на всю длину фронта работ. Комбайны Wirtgen ведут послойную (толщина слоя - 0,25м) выемку мела полосами шириной 2,5 м при движении по площадке по схеме «передвигающаяся петля» со средней скоростью 10 м/мин. Мел в процессе работы комбайна грузится в автосамосвалы БелАЗ-7540 (30 т), двигающиеся параллельно комбайну. При выемке каждого очередного слоя уровень горизонтальной площадки понижается на вертикальную толщину выемочного слоя.

Работа комбайнов по предложенной схеме позволит отказаться от применения буровзрывных работ, обеспечит получение мелкокускового материала непосредственно в забое, что благоприятно скажется на работе транспортных средств и гидрофолов. Мел при доставке автосамосвалами на накопительно-усреднительный склад может без дополнительного дробления загружаться на конвейерный транспорт или в систему гидротранспорта. Не потребуется сооружать и поддерживать дополнительные автомобильные дороги, связывающие кровлю мела и опочный карьер с транспортным горизонтом +69м. Автосамосвалы будут двигаться по горизонтальной площадке забоя, наклонным съездам и далее по имеющейся грунтовой автодороге на склад. Ровная поверхность рабочих площадок создает наиболее благоприятные условия для организации стока поверхностных вод. При выемке мела тонкими слоями легко сформировать нерабочие борта карьера под любым требуемым углом.

Переход на данную технологическую схему позволит решить следующие задачи:

· Отказ от рыхления пород взрывом, что приведёт к увеличению безопасности добычных работ и существенному снижению затрат на взрывные работы.

· Исключение больших потерь времени и простоев выемочно-погрузочного оборудования, которые существуют на предприятии.

· Снижение расходов на содержание оборудования, на его эксплуатацию, затрат на электроэнергию, уменьшение штата обслуживающего персонала.

· Увеличение показателей по усреднению мела, а также улучшение качества измельчения мела. Это позволит повысить эффективность работы погрузочно-транспортных механизмов, снизить потери и улучшить качество карбонатного сырья при производстве прочных заполнителей для бетона.

· Уменьшение объёма переэкскавации вплоть до полного отсустствия, а следовательно, и затрат на него.

· Существенное упрощение технологической схемы, что приведёт к более надёжной работе карьера.

3.2 Расчет производительности карьерного комбайна Wirtgen 2500 SM

Паспортная производительность комбайна в минуту:

Qпмин = Ш·hр·Vр.х., м3/мин

где Ш - ширина заходки комбайна, 2,5м;

hр - глубина фрезерования, 0,25м;

Vр.х. - скорость рабочего хода комбайна, 10 м/мин;

Qпмин = 2,5·0,25·10 = 6,25 м3/мин.

Время погрузки в а/с БелАЗ-7540 (30 т):

t = Vа/с /Qпмин·Кр, мин,

где Vа/с - вместимость кузова автосамосвала, 18 м3,

Кр - коэффициент разрыхления породы, 1,5;

t = 18/6,25·1,5 = 1,92 мин.

Объем породы, загружаемой в а/с в плотном теле:

V = Vа/с /Кр = 18 / 1,5 = 12 м3.

Техническая производительность комбайна в час при погрузке в а/с:

Qтехчас = 60·V/(t + tобм),

где tобм - время установки автосамосвала под погрузку, 0,5 мин;

Qтехчас = 60·12/(1,92 + 0,5) = 297,5 м3/час.

Техническая производительность комбайна в смену:

Qтехсм = (Tcм - Тп.з. - Тл.н. - Твр - Траз)·Qтехчас / 60 ,

где Тсм - время смены, 480 мин;

Тп.з. - время подготовительно-заключительных операций, 30 мин;

Тл.н. - время на личные нужды, 15 мин;

Твр - время врезки;

Траз - время на разворот;

Твр = tвр·Nвр,

где tвр - время одной врезки, 0,5 мин;

Nвр - число врезок;

Nвр = Nраз = (Tcм - Тп.з. - Тл.н.) / (Lр.х./Vр.х.),

где Lр.х. - длина рабочего хода (площадки), 1200м;

Nвр = Nраз = (480 - 30 - 15) / (1200/15) = 6;

Твр = 0,5·6 = 3 мин;

Траз = tраз·Nраз,

где tраз - время на один разворот, 2 мин;

Траз = 2·6 = 12 мин.

Тогда Qтехсм = (480 - 30 - 15 - 3 - 12) · 297,5 / 60 = 2082,5 м3/см.

Эксплуатационная производительность комбайна в смену:

Qэкспсм = Qтехсм·Кисп·Ку ·Купр·Ккл, м3/см,

где Кисп - коэффициент использования среднего времени комбайна, 0,9;

Купр - коэффициент качества управления комбайном, 0,92;

Ккл - коэффициент влияния климата, 0,96;

Qэкспсм = 2082,5·0,9·0,92·0,96 = 1655,3 м3/см.

Эксплуатационная производительность комбайна в год:

Qэкспг = Qэкспсм·Nр.д.·Кг·Кт.н.·nсм, м3/год,

где Nр.д. - число рабочих дней в году, 365;

Кт.н. - коэффициент технической надежности комплекса оборудования, 0,8;

Кг - коэффициент готовности комплекса оборудования, 0,8;

Qэкспг = 1655,3·365·0,8·0,8·3 = 1 160 034 м3/год.

3.3 Расчет потребности в оборудовании Расчет потребности в комбайнах

Nк = Qгод мел·Кн.в. / (Qэкспг·Кн.т.ц.) - требуемое количество комбайнов, шт;

где Qгод мел - требуемая годовая производительность предприятия по мелу, 1556 тыс. м3/год;

Кн.т.ц. - коэффициент надежности технологической цепи, 0,97;

Кн.в. - коэффициент неравномерности выдачи горной массы из карьера, 1,1;

Nк = 1556000·1,1 / (1160034·0,97) = 1,52

Таким образом, для эффективной работы предприятия необходимо 2 комбайна Wirtgen 2500 SM.

Расчет потребности в автосамосвалах:

Сменная производительность одного а/с:

Qа.см = 60·0,8·qа·Kq·Тсм·r / Тр, т/см,

где 0,8 - коэффициент использования смены, учитывающий различные непредвиденные простои автосамосвала в течение смены;

qа - грузоподъемность автосамосвала;

Kq - коэффициент использования грузоподъемности автосамосвала;

Kq = Vа· / q·Кр,

где Va - вместимость кузова а/с, 18 м3;

- плотность породы, 1,96 т/м3;

Кq = 18·1,96 / 30·1,5 = 0,78;

Тсм - время одной смены, 8 ч;

Тр - время рейса автосамосвала;

r - коэффициент, учитывающий неравномерность перевозок, 0,8;

Tр = tпогр + tдв + tp + tм , мин,

где tпогр - время погрузки автосамосвала, 1,92 мин;

tp - время разгрузки автосамосвала, 1 мин;

tм - время маневров и прочих задержек в пути, 4 мин;

tдв - время движения автосамосвала, мин;

tдв = tгр + tпор, мин,

где tгр - время движения автосамосвала в груженом направлении, мин;

tпор - время движения автосамосвала в порожнем направлении, мин;

tдв = Lз.ср./Vгр.з. + Lн./i·Vгр.н. + Lпов./Vгр.п. + Lз.ср./Vпор.з. + Lн./ i·Vпор.н. + Lпов./Vпор.п, мин;

где Lз.ср., Lн., Lпов - расстояния транспортирования, соответственно, по забою, наклонному участку и на поверхности, км;

V гр.з., Vгр.н., Vгр.п. - скорости транспортирования в груженом направлении, соответственно, по забойной, наклонной дороге и дороге на поверхности до места разгрузки, км/ч;

V пор.з., Vпор.н., Vпор.п. - скорости транспортирования в порожнем направлении, соответственно, по забойной, наклонной дороге и дороге на поверхности от места разгрузки, км/ч;

i - величина подъема наклонного участка пути, 80 ‰;

tдв = 0,6/14 + 0,21/0,8·12 + 0,75/25 + 0,6/16 + 0,21/0,8·14 + 0,75/30 ? 0,177 ч = 10,6 мин;

Tр =1,92 + 10,6 + 1 + 4 ? 17,5 мин.

Qа.см = 60·0,8·30·0,78·8·0,8 / 17,5 = 410,8 т/см.

Сменный рабочий парк автосамосвалов:

Nа.см = Qгод мел· / Qа.см·nсм ·Nр.д.,шт,

где Qгод мел - годовой объем перевозок мела, 1556 тыс м3;

nсм - число рабочих смен в сутки;

Nр.д. - число рабочих дней в году;

Nа.см = 1556000·1,96 / 410,8·3·365 = 6,8 ? 7 шт.

Инвентарный парк автосамосвалов, шт:

Nа.инв = Nа.см /Кинв,

где Кт.г. - коэффициент технической готовности парка;

Nа.инв = 7 / 0,7 = 10 шт.

3.4 Схема работы комбайна и переход на новую технологию разработки мела

Первоначально на кровле мела бульдозером подготавливается горизонтальная площадка минимальной шириной Шмин = 45 м и минимальной длиной Lмин = 120 м для начала работы комбайна. Площадка отрабатывается на всю высоту уступа (20 м) до гор. +128 м по схеме «передвигающаяся петля», показанной на рис. 3.1.

В общем виде первые несколько проходов (на рисунке показано три прохода I-III) осуществляются по периметру блока по поточной схеме, процесс фрезерования по которой начинает прерываться только тогда, когда радиусы поворота при одновременном фрезеровании уменьшаются до минимально возможных значений, что составляет Rмин = 8 м. Ширина заходки А = 2,5 м, толщина срезаемого слоя h = 0,25 м.

Затем по коротким сторонам блока выполняется по три прохода (IV--VI и VII--IX) с каждой стороны по челноковой схеме.

После выполнения проходов I-IX на оставшейся ширине блока должно размещаться 12 проходов, отрабатываемых комбайном за шесть циклов.

В этой схеме один рабочий цикл при отработке слоя включает:

заезд комбайна из врубовой выработки в центр блока на полосу 1,

фрезерование полосы,

поворот в противоположной врубовой выработке,

заезд на полосу 2 и ее фрезерование в обратном направлении,

разворот в исходной врубовой выработке и заезд на полосу 3,

после чего циклы и последовательность отработки повторяются.

По такой схеме комбайн может вести производительную работу с исключением потерь времени на развороты, которые были бы неизбежны при челноковой схеме отработки.

Особое внимание следует обращать на организацию работ комбайна в прибортовых зонах. Особенно это важно в условиях переходного периода с одной технологии на другую. Необходимость работы комбайна вне призмы обрушения потребовало использования специальной организации работ, так как после осуществления нескольких параллельных проходов и фрезерования нескольких слоев толщиной 25 см, вдоль откоса образовывался целик шириной 1-1,5м условно в виде трапеции, дальнейшая отработка которого осуществлялась бульдозером

После того, как комбайном на кровле мела отработана минимальная первоначальная площадка, осуществляется поэтапный переход на новую технологическую схему в следующей последовательности (рис. 3.2):

1) начало перехода на новую систему разработки

I этап включает в себя отработку комбайном верхнего уступа мела с минимальной шириной рабочей площадки 45 м на всю длину фронта работ вплоть до «выравнивания» ее с гор. +128 м;

II этап - отработка площадки шириной 70 м на гор. +128 м вплоть до достижения гор. +108 м;

одновременно с работой комбайна на II этапе на кровле мела бульдозером выравнивается микрорельеф поверхности с целью создания пригодной для работы комбайна площадки шириной 95 м.

К моменту завершения II этапа перехода на двух нижних подуступах еще работают экскаваторы ЭКГ-8И, переэкскавируя остающиеся развалы породы на транспортный горизонт +69 м. Там происходит погрузка мела двумя экскаваторами ЭКГ-8И в железнодорожный транспорт по старой схеме.



Рисунок 3.1

Технологическая схема «передвигающаяся петля» с непрерывным движением комбайна на конец отработки полосы 5

2) ввод в работу второго комбайна

после отработки II этапа первый комбайн перемещается на кровлю мела, где приступает к отработке 20-ти метрового уступа с шириной рабочей площадки 95 м;

в эксплуатацию вводится второй комбайн с установкой на гор. +108 м, где после отработки первым комбайном площадка была расширена до проектной ширины - 95м;

этап III - одновременная отработка двумя комбайнами уступов высотой 20 и 13 м соответственно, с шириной площадки 95 м;

к IV этапу экскаваторы с нижних подуступов уже убраны и происходит демонтаж железнодорожных путей;

IV этап - совместная работа двух комбайнов: верхнего на уступе высотой 20 м и нижнего последовательно на двух подуступах высотой по 13 м. Ширина рабочей площадки нижнего комбайна в среднем на IV этапе составляет от 95 до 125 м.

3) полный переход на новую систему разработки

одновременно с работой комбайнов на IV этапе на кровле мела бульдозером выравнивается микрорельеф поверхности с целью создания пригодной для работы комбайна площадки шириной 95 м;

после отработки комбайнами IV этапа и, соответственно, подуступов, оставшихся после старой схемы, верхний комбайн вновь перемещается на кровлю мела с отработкой 20-ти метрового уступа с шириной шириной 95 м, а нижний одновременно с ним отрабатывает 95-ти метровую площадку на уровне гор. +108 м;

переход на новую схему разработки полностью выполнен, далее комбайны продолжат работу с горизонтов +128 м и +95 м с проектной шириной рабочей площадки 95 м.

На всех этапах погрузка осуществляется в автосамосвалы БелАЗ-7540, которые транспортируют мел по забою к южной части площадок и далее по наклонным съездам и поверхности к сырьевому отделению завода.

После перехода к предлагаемой технологии схема добычи мела в общем виде показана на рис. 3.3.

Отработка меловой толщи будет производиться двумя площадками на всю длину фронта работ (в среднем 1200 м), высота добычного уступа каждого комбайна при этом будет постоянно изменяться по мере продвижения работ и отработки слоев. Минимальная высота уступа при такой системе принимается равной 25 м, а в среднем должна составлять 35-40 м, что соответствует половине всей разрабатываемой толщи мела.



Рисунок 3.2

Порядок перехода к разработке мела комбайнами Wirtgen 2500 SM



Рисунок 3.3

Общий вид технологической схемы добычи мела комбайнами Wirtgen 2500 SM с погрузкой в автотранспорт

4. Генеральный план

4.1 Основные сведения о районе и предприятии

Месторождение цементного сырья «Большевик» находится на правом берегу р. Волги в черте города Вольска Саратовской области в 2-х км от центра города вверх по течению реки.

Месторождение «Большевик» расположено в пределах водораздела реки Верхняя Малыковка и оврагов I-й и II-ой Сутягин ключи. Северная граница месторождения проходит по правому склону оврага II-ой Сутягин ключ, вдоль шоссейной дороги Вольск-Сызрань, отступая от нее на 150-250 метров. Западная граница месторождения проходит по скважинам № 305, 336 и 327 вдоль линий электропередач, ведущих к городу Вольску. Южная граница месторождения идет вдоль верхней бровки крутого волжского склона по скв. №№ 327, 312, 320, 219, 333, 141, 342, 343, 344, 326. Восточная и юго-восточная границы месторождения проходят вдоль производственных зданий и сооружений завода ОАО «Вольскцемент», в 150-200 метрах.

Поверхность месторождения холмистая, повышающаяся с северо-востока на юг, юго-запад и запад с 100-110 м до 200-215 м абсолютной высоты за пределами месторождения. Вблизи скв. № 327 располагается господствующая над окружающей местностью и г. Вольском гора Б.Маяк, имеющая абсолютную отметку + 215 м. К юго-востоку, юго-западу от крайних скважин пологий рельеф отрогов водораздела переходит в крутой обрыв правого берега р. Волги, рассеченный рядом овражков.

Рельеф нижней части берегового склона имеет оползневой характер, характерный для Вольского района.

Энергоснабжение города осуществляется от линии электропередачи Саратов-Балаково напряжением 110 кВ. В качестве топлива на предприятиях и в быту используется природный газ, поступающий по газопроводу Саратов-Сызрань.

С областным городом Саратовым связь осуществляется по железной дороге длиной 260 км, по автомобильной дороге длиной 131 км и по реке Волга. Также большое значение имеет шоссейная дорога республиканского значения, связывающая г. Вольск с городами: Балаково, Хвалынском и Сызранью.

По характеру рельефа территория района подразделяется на две неравные части. Большая из них - северо-западная - представляет собой возвышенное плато правого берега р. Волги, с отметками до 240-260 метров абсолютной высоты. Меньшая - юго-восточная - приурочена к долине р. Терсы - это аллювиальная долина с отметками до 100-110 метров.

Общий уклон местности в пределах волжского склона направлен на юг и юго-запад. Специфическим элементом рельефа описываемой территории является Вольский оползневой район. Этот оползневой район тянется узкой полосой шириной 500-800 м вдоль берега р. Волга. Разведанное месторождение находится за пределами оползневой зоны.

Наиболее крупными правобережными притоками р. Волги являются реки Терса, В. и Н. Малыковки, имеющие постоянный водоток лишь во время паводка, а в остальное время - безводны.

Кроме указанных речек, берег р. Волги пересекают многочисленные овраги, из которых крупные - II и III Сутягины ключи.

Абсолютная отметка уреза реки Волга в половодье + 25 м.

Леса развиты на водораздельных плато и в верховьях рек. В лесах преобладают: дуб, клен, вяз, реже - береза и сосна.

Климат района континентальный. Средняя годовая температура воздуха - +5.50С. Самый холодный месяц - февраль (средняя температура - -120С), минимальная - -300С, самый теплый месяц - июль (средняя температура - +220С, максимальная - + 350С).

Первые заморозки - в начале октября, последние - в конце апреля. Морозы сопровождаются ветрами. Преобладают ветры восточные и северные. Снежный покров устанавливается в ноябре. Мощность покрова - 60-65 см. Глубина промерзания почвы - 0.7 м. Наибольшее количество осадков выпадает летом в виде ливней, что создает на продолжительное время значительный поверхностный сток. Среднегодовое количество осадков колеблется от 300 мм до 659 мм. Ледостав на р. Волга устанавливается, обычно, в декабре. Продолжительность ледостава - 85-170 дней.

4.2 Объекты генерального плана

Основными объектами генерального плана являются:

1. Цементный завод - потребитель продукции карьера.

2. Действующий карьер, примыкающий к заводу с северо-западной стороны, включающий два участка (карьера): участок мела и глины (нижняя часть месторождения) и участок опоки и вскрыши (верхняя часть месторождения).

3. Разведанные запасы мела, глин и опоки, расположенные в основном западнее действующего карьера.

4. Действующие магистральные водопроводы и линии связи, проходящие по месторождению.

5. Отвалы вскрышных пород, расположенные в границах разведанного месторождения.

6. Система постоянных и временных автомобильных дорог.

7. Линии и устройства электроснабжения потребителей карьера.

8. Система устройств по упорядочению стока и откачке поверхностных и подземных вод.

9. Склады привозных материалов, используемых в производстве.