Выбор и обоснование параметров буровзрывных работ для условий разреза "Бунгурский-Северный"

где: Р - вместимость 1 п.м. скважины, кг

Расчетная вместимость одного погонного метра скважины, а также тротиловый эквивалент применяемого ВВ приведены в таблице 3.7.

Таблица 3.7

Расчетная вместимость одного погонного метра скважины

Наименование ВВ	Тротиловый эквивалент по теплоте взрыва, Квв	Плотность ВВ в скважине, г/см3	Масса ВВ, кг на 1 п.м. скважины 160 мм	Масса ВВ, кг на 1 п.м. скважины 216 мм
Гранулит УП-1	0.9	0.95	19	35
Сибирит 1200	0.61	1.20	24	44
Эмульсолит	0.8	1.20	24	44
Аммонит 6ЖВ	1.05	1.05	21	38
Шашки ТГ-П850	1.0	1.4	28	51

Сетка расположения скважин на уступе:

Соотношение между параметрами сетки скважин (коэффициент сближения) устанавливается из выражения:

m = 0,85 + 0,25d_Е = 0,85 +0,25•1,4= 1,2;

где: d_Е - средний диаметр естественной отдаленности в массиве, м.

Расчетное расстояние между скважинами в ряду определяется из выражения:

а = mW = 1,2 • 5,5 = 6,0 м

Расчетное расстояние между рядами скважин устанавливается из соотношения:

b = = = 5,0 м

где m - коэффициент сближения зарядов для наклонных скважин принимается 0,9- 1,3. При многорядном расположении скважин расстояние между рядами принимается (0,75-1,0) W при КЗВ и 0,85W при одновременном взрывании.

Расстояние между рядами скважин (при многорядном взрывании) для всех горных пород принимается равным сопротивлению по подошве уступа с целью обеспечения наиболее равномерного распределения ВВ во взрываемом массиве.

Объем горной массы взрываемой одной скважиной:

V = a W H = 6,0 •5,5 • 15,0 = 495 м³.

Выход горной массы с 1 п. м. скважины:

V₁ = = = = 31,1 м³.

где V - Объем взрываемой горной массы одним зарядом, м³.

Ширина развала пород (в м) после взрыва рассчитывается по формуле:

n = ,

где А_БВР - ширина буровзрывной заходки, м

А_БВР = ( 1,5-1,7) R _ЧУ= 1,7 • 12,2 = 21м

n = = 3

Максимальная ширина развала:

В_р = А_БВР + В₀,

где В_р - ширина развала, м;

В₀- дальность перемещения горной массы при порядной схеме взрывания, м

В₀ = ( 1+ sin ( 0.5 - ) n K = (1+ sin ( 0.5• 3.14 - 75)•3•2•0,7=7,2 м.

В_р = 21+7,2= 28,2 м.

Определение производительности и необходимого количества буровых станков

Сменная производительность бурового станка П_.см, м, определяется по формуле:

= = 125м,

где Т_В =0,05 - продолжительность выполнения вспомогательных операций, приходящаяся на 1 м скважины, ч/м;

Т_о - время выполнения основных операций, приходящие на 1 м скважины, ч/м;

Т_О = = = 0,04

Суточная производительность бурового станка

Р _СУТ = n _СМ • Р_СМ = 2•125 = 250 м.

Годовая производительность бурового станка:

Р _ГОД = Р_СУТ N = 250 •280 = 70000 п.м/год

где п_см = 2 - число рабочих смен;

N = 280 - число рабочих дней станка в году принято по данным разреза;

Инвентарный парк по данным разреза составляет 1 буровой станок.

Расчет производительности бурового станка

Исходные данные:

- годовая производительность разреза по вскрыше V_г.м.=6325 тыс. м³;

- высота уступа Н_у=15 м;

- угол откоса уступов = 70⁰;

- на разрезе породы средней трудности взрывания, принято трехрядное расположение вертикальных скважин в квадратном порядке;

- породы относятся к классу средневзрываемых с показателем буримости П_б = 6-13;

- для погрузки горной массы использую экскаваторы ЭКГ-8И.

Коэффициент использования сменного времени k_и.б., определяется по формуле (3.12)

, (3.12)

где Т_см = 12 - продолжительность смены, ч;

Т_п.з., Т_р, Т_в.п. - соответственно продолжительность подготовительно-заключительных операций, регламентированных перерывов и внеплановых простоев в течение смены;

Величины Т_п.з. и Т_р нормируются на разрезах в зависимости от условий работы (продолжительность смены, климатические условия и др.) и в сумме составляют 0,5-1 ч.

Т_п.з. + Т_р = 1;

Величина Т_в.п. на разрезах находится в пределах 1-1,5 ч. Принимается Т_в.п.=1 ч.,

k_и.б.=0,8;

Сменная производительность бурового станка П_б.см, м, определяется по формуле:

, (3.13)

где Т_в = 0,05 - продолжительность выполнения вспомогательных операций, приходящаяся на 1 м скважины, ч/м;

Т_о = 0,1 - продолжительность выполнения основных операций, приходящаяся на 1 м скважины, ч/м.

П_б.см=64 м

Годовая производительность бурового станка П_б.г, м, определяется по формуле (3.14)

, (3.14)

где п_см = 2 - число рабочих смен;

N = 280 - число рабочих дней станка в году принято по данным разреза;

П_б.г = 35840 м;

Выход взорванной горной массы с 1 м скважины q_г.м., м³/м, определяется по формуле:

, (3.15)

где п_р=3 - число рядов скважин;

L_c=15,9 - глубина скважины, м;

q_г.м.=60 м³/м

Рабочий парк буровых станков N_c, шт, определяется по формуле (3.16):

N_c=3.

; (3.16)

Инвентарный парк по данным разреза составляет 1 буровой станок.

Вторичное дробление и взрывание мерзлоты.

Как указывалось выше, в породах месторождения распространены блоки плитчатые размерами 100Ч600 мм и более, а также встречаются блоки 1800Ч1000Ч 1000 мм и более.

Дробление негабаритных фракций, уборка нависей осуществляется с помощью накладных зарядов.

Рыхление сезонно-мерзлых грунтов осуществляется методом скважинных зарядов. Скважины диаметром 160 мм бурятся на глубину промерзания. Длина заряда должна составлять 2/3 глубины скважины, которая обычно составляет 1,5-2,0 м. Скважину недобуривают до талого грунта на 2-3 диаметра скважины, если мощность слоя мерзлоты больше 1 м, при меньшей глубине промерзания скважины бурят до талого грунта.

Меры безопасности при проведении буровых работ

Рабочее место для ведения буровых работ должно быть обеспечено:

- подготовленным фронтом работ (очищенной и спланированной рабочей площадкой);

- комплектом исправного бурового инструмента;

- паспортом (технологической картой, проектом) на бурение.

Буровой станок должен быть установлен на спланированной площадке, на безопасном расстоянии от верхней бровки уступа, определяемом расчетами или проектом, но не менее чем 2 метра, а его продольная ось при бурении первого ряда скважин должна быть перпендикулярна бровке уступа.

Запрещается подкладывать куски породы под домкраты станков. При установке буровых станков шарошечного бурения на первый от откоса ряд скважин управление станками должно осуществляться дистанционно.

Перемещение бурового станка с поднятой мачтой по уступу допускается по спланированной площадке. При перегоне бурового станка с уступа на уступ мачта должна быть опущена, буровой инструмент снят или надежно закреплен.

Маркшейдерское обеспечение БВР осуществляется в соответствии с требованиями Инструкции по производству маркшейдерских работ.

Запрещается работа на станках с неисправными ограничителями переподъема бурового снаряда, при неисправном тормозе лебедки и системы пылеподавления на станках шарошечного бурения.

Бурение скважин должно производиться в соответствии с инструкциями разработанными предприятиями, на основании типовых для каждого способа бурения.

Подъемный канат бурового станка должен рассчитываться на максимальную нагрузку и иметь пятикратный запас прочности. При выборе каната необходимо руководствоваться заводским актом - сертификатом. Не менее одного раза в неделю механик участка или другое специально назначенное лицо должны проводить наружный осмотр каната и делать запись в журнал о результатах осмотра.

3.6.3 Выемочно-погрузочные работы

Исходя из физико-механических свойств пород, годовых объемов работы и существующего парка горно-транспортного оборудования на разрезе «Камышанский» предусматриваю применение экскаваторов ЭКГ-8И выпускаемых АО «Ижорские заводы» с емкостью ковша 8 м³ .

Для переэкскавации навалов и наносов по бестранспортной системе использовать экскаваторы - драглайны ЭШ-10/70.

Технические характеристики существующих типов экскаваторов-мехлопат приведены в таблице 3.8

Таблица 3.8Техническая характеристика экскаваторов

Показатели	ЭКГ-5А	ЭКГ-8и 8и
Вместимость ковша, м3	5	8
Радиус черпания, м	11,2	11,9
Макс. радиус разгрузки, м	13,6	16,3
Макс. радиус черпания, м	15,5	18,2
Макс. высота черпания, м	11	12,5
Макс. высота разгрузки, м	7,5	9,1
Преодолеваемый подъем, град.	12	12
Масса экскаватора, т	250	370
Установленная мощность дв., кВт	320	520
Продолжит. цикла (900), с	25	26

Проведя анализ имеющихся типов экскаваторов и данных горно-геологических условий, проектом принимается экскаватор ЭКГ-8И для отработки вскрыши и полезного ископаемого пластов V и VI в связи с тем, что данный экскаватор по техническим данным и конструктивной особенности и производительности наиболее эффективен, чем ЭКГ-5А.

Расчет производительности экскаватора на вскрышные работы

Исходные данные:

- марка экскаватора ЭКГ-8И;

- объем вскрышных работ 2400000 м³;

- вскрышные породы средней крепости;

- автотранспорт при тупиковой схеме подачи;

- круглогодовой режим работы разреза в 2 смены при непрерывной рабочей неделе.

Часовая техническая производительность экскаватора ЭКГ-8И в плотной массе П_э.тех, м³, определяется по формуле

, (3.17)

где Е = 8 - вместимость ковша экскаватора, м³;

Т_ц.р. = 34,7 - рабочий цикл экскаватора (принят по данным разреза), с;

k _э = 0,8 - коэффициент экскавации;

k_з = 0,75 - коэффициент забоя, учитывающий влияние вспомогательных операций;

П_э.тех=497,98 м³.

Сменная производительность экскаватора П_{э. см}, м³, определяется по формуле (3.18)

, (3.18)

где Т_см = 12 - продолжительность смены, ч;

k_и.э = 0,30 - коэффициент использования экскаватора во времени, зависящий от типа применяемого оборудования в смежных технологических процессах, организации производства и других факторов;

П_э.см=2307,69 м³;

Годовая производительность экскаватора П_э.г, м³, определяется по формуле (3.19)

, (3.19)

где N_д=260 - число рабочих дней экскаватора в году;

п_см=2 - число рабочих смен в сутки;

П_э.г= 1200000м³

Число экскаваторов в работе N_э.р, шт., определяется по формуле (3.20)

, (3.20)

N_э.р= 2, принимаем - 2.

Расчет производительности экскаватора

на добыче угля

Исходные данные:

- марка экскаватора ЭКГ-8И;

- объем добычных работ 384000 т/год;

- уголь с f=3;

- автотранспорт при тупиковой схеме подачи;

- круглогодовой режим работы разреза в 2 смены при непрерывной рабочей неделе.

Часовая техническая производительность экскаватора ЭКГ-8И в плотной массе П_э.тех, м³, определяется по формуле [7]:

, (3.21)

где Е = 8 - вместимость ковша экскаватора, м³;

Т_ц.р. = 27,7 - расчетная производительность рабочего цикла экскаватора в забое (принята по данным разреза), с;

k_э = 0,7 - коэффициент экскавации;

k_з = 0,66 - коэффициент забоя, учитывающий влияние вспомогательных операций;

П_э.тех=102,56 т.

Сменная производительность экскаватора П_э.см, м³, определяется по формуле (3.22)

, (3.22)

где Т_см = 12 - продолжительность смены, ч;

k_и.э = 0,3 - коэффициент использования экскаватора во времени, зависящий от типа применяемого оборудования в смежных технологических процессах, организации производства и других факторов;

П_э.см = 369,23 т:

Годовая производительность экскаватора П_э.г (м³) определяется по формуле:

, (3.23)

где N_д = 260 - число рабочих дней экскаватора в году;

п_см = 2 - число рабочих смен в сутки;

П_э.г=192000 т:

Число экскаваторов в работе N_э.р, шт., определяется по формуле:

, (3.24)

N_э.р=2; принимаем 2 экскаватора.

Итог: для доработки запасов пластов V и VI потребуется 2 экскаватора ЭКГ - 8и.

Меры безопасности при работе на горном оборудовании

Основными документами для ведения горных работ на разрезе являются: утвержденный рабочий проект разработки; план развития горных работ; паспорт, рабочий проект по отдельным технологическим процессам (бурение, взрывание, экскавация и т.п.).

Паспорта должны находится на горных машинах. Срок действия паспорта устанавливается в зависимости от условий ведения горных работ. При изменении условий ведения горных работ паспорт пересматривается в течение суток.

С паспортом под роспись должны быть ознакомлены лица технического надзора, специалисты и рабочие, ведущие установленным паспортом работы и для которых требования паспорта являются обязательными к исполнению.

Высота уступа определяется проектом с учетом результатов исследований физико-механических свойств горных пород и полезного ископаемого, а также их залегания и параметров оборудования.

Углы откосов рабочих уступов определяются проектом и не должны превышать 80^°.

При разработке крепких пород с применением взрывных работ высота развала не должна более чем в 1,5 раза превышать высоту черпания экскаватора.

Ширина рабочей площадки с учетом ее назначения определяется проектом.

Горное и транспортное оборудование, транспортные коммуникации, линии электроснабжения и связи должны располагаться на рабочих площадках уступов за пределами призмы возможного обрушения, определяемой проектом.

При погашении уступов должны оставляться предохранительные бермы шириной не менее одной трети расстояния по вертикали между смежными бермами.

Лица надзора обязаны вести постоянный контроль за состоянием бортов траншей, уступов, откосов, отвалов; в случае обнаружения признаков сдвижения пород работы должны быть прекращены.

При движении экскаватора по горизонтальному участку или на подъем ведущая ось его должна находиться сзади, а при спусках с уклона - впереди. Ковш должен быть опорожнен и находиться не выше 1 м от почвы, а стрела должна быть установлена по ходу экскаватора.

Экскаватор следует располагать на уступе или отвале на твердом выровненном основании с уклоном, не превышающим допустимого техническим паспортом экскаватора.

При погрузке в автотранспорт водители автотранспортных средств обязаны подчиняться сигналам машиниста экскаватора.

Запрещается во время работы экскаватора пребывание людей в рабочей зоне экскаватора.

Подъемные, тяговые и напорные канаты подлежат осмотру в сроки, установленные на предприятии.

При работе экскаватора на грунтах, не выдерживающих давления гусениц, должны осуществляться специальные меры, обеспечивающие его устойчивое положение.

3.6.4 Перемещение карьерных грузов

Для перевозки угля и вскрыши на разрезе используют автомобильный транспорт.

Транспортировать уголь предусмотрено автотранспортом на угольный склад, где он перегружается в железнодорожные составы, состоящие из тепловоза ТЭМ-2 и 16 полувагонов и отправляется на ст. Листвяги. Вскрыша транспортируется на внешние и внутренние отвалы пород.

Технические характеристики автосамосвалов типа БелАЗ представлена в таблице 3.9.

Таблица 3.9

Технические характеристики автосамосвалов

Показатели	Углевозы
	БелАЗ-7540В	БелАЗ-7548А	БелАЗ-7548Р	БелАЗ-7548Т	БелАЗ-7555
Грузоподъемность, кг	30000	42000	42000	42000	55000
Двигатель	ЯМЗ 240М2-1	ЯМЗ 240МН-1Б	ЯМЗ 240НМ-1Б	ЯМЗ 240НМ-1Б	ЯМЗ 4Э845.10
Ном. мощн. при 2100 об/мин, кВт	265	368	368	405	537
Трансмиссия	ГМП 3+1	ГМП 5+2	ГМП 5+2	ГМП 5+2	ГМП 5+1
Радиус поворота, м	8,7	10,2	10,2	10,2	9
Шины	18,00-25	21,00-33	21,00-33	21,00-33	24,00-35
Вместимость платформы, м3:
вровень с бортами	15	21	27,5	34,5	25
с «шапкой» 2:1	18,5	26	33	40	34,2
Габариты, м:
длина	7,11	8,09	8,29	8,37	8,85
ширина	4,36	4,4	4,4	4,9	5,3
высота	4,01	4,36	4,325	4,325	4,32
Масса без груза, т	22,26	29,5	29,48	29,5	37
Макс. скорость дв. с грузом, км/ч	50	50	50	50	50
	Породовозы
	БелАЗ-75131	БелАЗ-75303	БелАЗ-7515	БелАЗ-7512	БелАЗ-75125
Грузоподъемность, кг	130000	120000	110000	120000	120000
Двигатель	Cummins KTA-50C	Cummins KTA-38C	Cummins KTA-38C	8ДМ-21АМ	Cummins KTA-38C
Ном. мощн. при 2100 об/мин, кВт	1100	882	882	956	882
Трансмиссия	эл. мех.	эл. мех.	КАТО	Electric drive	КАТО
Радиус поворота, м	13	13	13	13	13
Шины	33,00-51	33,00-51	33,00-51	33,00-51	33,00-51
Вместимость платформы, м3:
вровень с бортами	51	47	90	47/52	47/61
с «шапкой» 2:1	74	61	110	61/68	52/68
Габариты, м:
длина	11,5	11,38	11,85	11,27	11,27
ширина	6,8	6,14	6,98	6,14	6,14
высота	5,72	5,58	5,70	5,28	5,28
Масса без груза, т	100	90	90,3	90	86,7

Из таблицы выбираю для наиболее эффективного применения автосамосвалы БелАЗ-75131 для перевозки вскрыши и БелАЗ-75485 - для перевозки угля.

В проекте предусматриваю, погрузка угля в забоях экскаваторами ЭКГ-8И в автосамосвалы БелАЗ 75485 и БелАЗ 7555 и доставлять на угольный склад.

На угольных складах уголь грузится экскаваторами ЭКГ-5А в железнодорожные составы, состоящие из тепловоза ТЗМ-2 и 8-16 полувагонов, и отправляется на станцию Листвяги. На станции Листвяги формируется составы весовой нормой 2500 т брутто, далее через станцию шахты Бунгурская отправляется на станцию с. Димитрова. На с. Димитрова выполняются приемо-сдаточные операции, и формируется составы весовой нормой 5000 т брутто. Затем отправляются на внешнюю сеть ст. Новокузнецк-Сортировочный.

В настоящее время на разрезе «Бунгурский» предусмотрено транспортирование вскрышных пород автомобильным транспортом на внутренние и внешние отвалы пород.

На перевозках угля и вскрышных пород, навалов и прочих работах проектом планируется использовать автосамосвалы БелАЗ-75131 грузоподъемностью 130 т и БелАЗ-75485 грузоподъемностью 40 т.

Автомобильные дороги

Автомобильные дороги на разрезе представлены постоянными и временными.

Постоянные автодороги на поверхности представлены технологическими дорогами, обеспечивающими грузотранспортную связь добычных и вскрышных забоев участка разреза со складом угля, внешними и внутренними отвалами, промплощадкой.

Земляное полотно отсыпается из коренных пород. Водоотвод от земляного полотна осуществляется с помощью кюветов, водоотводных канав и искусственных сооружений. Покрытие автомобильных дорог устраивается из щебня толщиной 70 см [1].

Организация движения автотранспорта

Автосамосвалы распределяются в начале смены по работающим экскаваторам диспетчером автобазы.

При необходимости изменения грузопотоков диспетчер разреза по рации дает необходимые указания мастеру или начальнику смены.

Расчет парка подвижного состава автотранспорта и пропускной способности дорог

Исходные данные по вскрыше:

- вскрышные работы производятся двумя экскаваторами ЭКГ-8И;

- горизонт +280 м;

- отметка поверхности +320 м;

- уклон дороги в капитальной траншее 80%, покрытие дороги - щебеночное;

- расстояние транспортирования от забоя до начала траншеи l_з - 50м; от конца - траншеи l_c = 1500 м; плотность вскрышных пород 2 т/м³;

- техническая производительность экскаватора 498 т/ч.

1. Расстояние транспортирования по наклонным путям в капитальной траншее l, (м) определяется по формуле:

, (3.25)

где h = 40 - длина транспортирования в траншее по высоте, м;

i - продольный уклон траншеи, ⁰/₀₀;

l = 500 м.

2. Общее расстояние транспортирования L,(м) определяется по формуле: (3.26)

, (3.26)

L=1800 м,

3. Принимаем автосамосвал типа БелАЗ-75131.

4. Продолжительность движения автосамосвалов t_дв, мин, определяется по формуле:

5.

, (3.27)

где Т_гр , Т_пор -продолжительность движения автосамосвала соответственно с грузом и без груза, мин:

l_гр.i , l_пор.i - длина участков пути с одинаковыми условиями движения соответственно с грузом и без груза, км;

_гр.i , _пор.i - скорость движения автосамосвалов соответственно с грузом и без груза, км/ч;

t_дв1=9 мин.

6. Продолжительность погрузки автосамосвала t_п, мин, определяется по формуле:

, (3.28)

где q_a = 130 - грузоподъемность автосамосвала, т;

k_p = 0,65 - коэффициент разрыхления породы в ковше экскаватора;

Е = 8 - объем ковша экскаватора, м³;

k_н = 0,75 - коэффициент, учитывающий наполнение ковша;

_п = 2 - плотность перевозимого полезного ископаемого, т/м³;

t_ц = 34,7 - продолжительность рабочего цикла экскаватора, с (принимается по данным предприятия из хронометражных наблюдений);

t_n = 4,1 мин.

7. Число рабочих автосамосвалов N_p.a , определяется по формуле:

, (3.29)

где t_p = 5 - продолжительность разгрузки автосамосвала, мин;

t_м = 2 - продолжительность маневров при погрузке автосамосвала, мин;

N_p.a1 = 2,

8. Число рабочих автосамосвалов N_p.a , обслуживающих экскаватор

N_p.a = 2.

9. Инвентарный парк автосамосвалов N_ин , определяется по формуле:

10.

, (3.30)

где _г = 0,8 - коэффициент технической готовности парка;

N_ин = 3.

11. Часовая пропускная способность одной полосы движения капитальной траншеи (в грузовом направлении) N , определяется по формуле:

, (3.31)

где = 6 - скорость движения автосамосвалов, км/ч;

k_н.д = 0,55 - коэффициент неравномерности движения;

l_б = 150 - безопасное расстояние между следующими друг за другом автосамосвалами, м;

N = 22.

10.Провозная способность М, т/ч, определяется по формуле:

, (3.32)

где q_гр = 74 - масса груза, перевозимая автосамосвалом, т;

k_рез = 1,63 - коэффициент резерва;

М = 998,8 т/ч.

11.Определяем число полос движения в грузовом направлении по формуле:

, (3.33)

= 1.

12.Так как скорость движения автосамосвалов без груза больше, чем с грузом, то и в этом направлении принимаем одну полосу движения.

Мероприятия по технике безопасности

При работе автотранспорта (особенно в гололед или дождливую погоду) создается угроза столкновения встречных автосамосвалов, их соскальзывание в кюветы и падение с уступов. Поэтому дорожная служба должна поддерживать автодороги в состоянии, исключающем эту опасность.

В гололед необходимо систематическая подсыпка дорог шлаком, песком и другими материалами, исключающими скольжение. Для исключения падения автосамосвалов с уступов у верхней бровки (со стороны откоса уступа) отсыпается породный вал высотой 0,8-1,2 м.

Продольный профиль автодорог должен быть таким, чтобы водителю создавалось необходимая обзорность. Для этого следует избегать резких переломов профиля. При сооружении серпантинов должны строго соблюдаться минимальные радиусы закруглений и сближение ветвей, чтобы обеспечить безопасность движения по ним. Дорожные знаки должны содержаться в исправном состоянии и освещаться в ночное время суток. Это обеспечивает ориентировку водителю в дорожной обстановке и создает безопасные условия движения.

3.6.5 Отвалообразование

Способы отвалообразования и средства механизации отвальных работ должны обеспечивать бесперебойное складирование породы.

Породные отвалы должны иметь достаточную вместимость, находиться на минимальном расстоянии от мест погрузки породы, располагаться на безугольных площадях, не препятствовать развитию горных работ в карьере и формироваться с учетом требований техники безопасности и экологии.

В комплекс отвальных работ входят разгрузка пород, планировка отвального уступа и формирование предохранительного вала.

Высота породних отвалов - один из наиболее значимых параметров, который характеризует их состояние и устойчивость.

Способ отвалообразования выбирают в зависимости от условий залегания рудного тела, рельефа поверхности, характеристики пород, климатических и микроклиматических особенностей района.

Организация работ

В настоящее время отсыпка вскрышных пород с участков разреза осуществляется на внешние и внутренние автоотвалы.

С участка № 1 (Суворовское поле) - на внешний отвал, расположенный на юго-востоке участка.

На участке № 1 (Суворовское поле) внешний отвал располагается на борту открытой горной выработки, на косогоре с уклоном 5^°-9^° в сторону горных работ.

Породу из забоев проектом предусматриваю доставлять на отвалы автосамосвалами БелАЗ- 75131. Выгрузка производится на разгрузочную площадку. С целью независимости работы автомобилей и бульдозеров, повышение степени безопасности и облегчения учета работ.

На всех автоотвалах принят бульдозерный способ отвалообразования. В настоящее время на отвальных работах используются бульдозеры типа ДЗ- 141ХЛ на базе Т-500 с годовой производительностью 2038000 м³.

Отвал по фронту разгрузки делится на 2-3 зоны, на которых на одной производится разгрузка, на второй - планировочные работы, а третья может быть в резерве. Планировка отвала осуществляется бульдозером, который перемещает породу под откос, планирует площадку и создает предохранительный вал.

Отвал обеспечивается освещением на передвижной опоре (в темное время суток), знаками, разрешающими разгрузку и схемой, отвала при въезде на отвал.

Формирование предохранительного вала при каждом подвигание фронта работ производится в зоне планировки за счет оставления части пород в количестве 1,0 м³ на погонный метр фронта вне призмы обрушения от подчистки полосы обратного уклона.

Формирование вала завершается рабочим ходом бульдозера вдоль вала, что обеспечивает выравнивание лицевой нижней бровки вала, а также равномерное распределение породы в теле вала.

Параметры отвала

При максимальной высоте яруса 30 м и принятых углах откоса призмы обрушения составляет 3,5 метров. Размеры отвальной бровки: ширина 2,0 м, высота 1,0 м. Длина фронта разгрузки, следовательно, и ширина каждой зоны отвала определяет приемную способность отвала.

При среднечасовом объеме доставки породы до 600 м³/час ширина зоны должна быть не менее 20 м, от 600 до 1200 м³- не менее 40 м. Площадка разгрузки автомобилей должны быть горизонтальными. Допускается уклон не более 0,01°. В стесненных условиях резервной зоны может не быть.

По фронту разгрузки обеспечивается уклон в сторону отвала не менее 3 м по ширине не менее 5 м.

Высота яруса считается разность отметок между площадкой отвала и нижней его бровкой. При количестве ярусов 2 и более между нижней бровкой вышележащего яруса и верхней бровкой нижележащего должна быть берма шириной 20 м.

Мероприятия по технике безопасности

При работе на отвале обязательным для исполнения являются следующие инструкции:

а) Инструкции для шоферов, работающих на разрезе.

б) Инструкции для бульдозеристов.

Не реже двух раз в смену горным мастером производится осмотр вала, особенно состояние верхней бровки откоса и предохранительного вала.

Запрещается нахождение посторонних людей на отвале. При появлении на отвале трещин, заколов и других признаков оползневых явлений работы на отвале прекращаются.

Запрещается производить сброс поверхностных и карьерных вод в отвалы. За состоянием, устойчивостью и параметрами отвала вести систематический маркшейдерский контроль.

4. Карьерный водоотлив

В пределах поля разреза выделяются два типа вод:

- грунтовые воды четвертичных отложений;

- подземные воды коренных пород.

В настоящее время значительная часть дневной поверхности представлена горными выработками и отвалами.

Четвертичные отложения водоразделов практически не водоносны, лишь иногда на контакте суглинков с глинами встречается водоносный горизонт типа «верховодка».

Подземные воды связаны с трещиноватыми породами, которые достигают глубины 60-80 м.

Вблизи выхода пласта под наносы - они безнапорные, при погружении - приобретают характер напорных. Образованию напора способствует синклинальное залегание пород и наличие в почве пласта водоупорных слоев.

На водоразделах и склонах благодаря довольно расчлененному рельефу продуктивные отложения находятся в зоне дренажа и являются в значительной степени осушенными.

Поскольку на действующем разрезе существует поверхностный способ осушения, который обеспечивает нормальную работу разреза и требует минимальных затрат, проектом сохранен данный способ осушения.

При поверхностном способе осушения водоносных пород производится через рабочие уступы. Подземные воды дренируются через борта разреза и стекают на горизонты уступов.

Для организации отвода воды, поступающей из бортов разреза, а также воды, поступающей в разрез в период дождей и весенних паводков, предусматривается устройство водоотводных канав. На нижних горизонтах размещают водосборники, местоположение которых по мере развития вскрышных и добычных работ меняется.

Для организации отвода воды, поступающей из бортов разреза, а так же воды, поступающей в разрез в период дождей и весенних паводков, предусматривается водоотлив.

На нижних горизонтах выработок участка Суворовский проектируются водосборники.

По мере развития горно-вскрышных работ и добычных работ положение водосборников меняется. У водосборников устанавливаются передвижные водоотливные насосные установки.

По напорным трубопроводам из стальных электросварных труб, прокладываемым по поверхности, вода подается на очистные сооружения.

После очистных сооружений очищенные карьерные воды самотеком поступают в реку Бунгурка.

Ожидаемый приток воды с участков разреза приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1

Ожидаемые притоки воды

Наименование	Ед. изм.	Показатели по участку
		Суворовский
Нормальный приток	м3/ч	100
Максимальный приток	м3/ч	150

Суммарная производительность рабочих насосов водоотливной насосной установки рассчитывается из условий обеспечения откачки максимального суточного притока в течение 20 часов. Расчетный расход определяется по формуле

Q_расч = (Q_макс •24)/20, м³/ч

Определенное расчетами, необходимое основное оборудование водоотливных насосных установок приводится в таблице 4.2.

Таблица 4.2

Основное оборудование водоотливных насосных установок.

№ участка	Qмакс м3/ч	Qоптим. м3/ч	Насосы. Тип насоса, производ-сть, м3/ч. Напор, м.	Кол-во, шт.	Тип эл-ля и его мощ-ть, кВт	Кол-во будок
				раб.	рез.
Суворовский	150	180	ЦНС 180-100 Q=180 м3/ч Н= 100м.	2	1	А2-91-4 N= 75	3

Насосы водоотливных установок вместе с вспомогательным оборудованием устанавливаются в передвижных будках размерами в плане 3•5 м. Будки с насосами размещаются непосредственно на бортах водосборников, при этом обеспечивается допустимая высота всасывания насосов.

« Обвязка» насосов трубопроводами выполняется за пределами будок.

Водоотлив на разрезе из забоев производится насосами, которые устанавливаются на понтоне, находящимся на плаву. Водоприток небольшой и составляет 100 м³/час, а весенний период около 150 м³/час [2]

Расчет водоотливной установки

Исходные данные:

- нормальный приток Q_{н. п} = 100 м³/час;

- максимальный приток Q_{м. п} = 150 м³/час;

- высота борта карьера по вертикали Н_р = 80 м;

1. Выбор насоса. Требуемая расчетная подача насоса определяется по формуле:

; (4.1)

Q_p=120 м³/час.

Геометрический напор определяется по формуле:

, (4.2)

где Н_вс = 3 - ориентировочная геометрическая высота всасывания, м;

Н_пр = 1,0 - превышение точки слива воды на поверхности над уровнем борта, м;

Н_г=84 м.

Ориентировочный напор насоса определяется по формуле:

, (4.3)

Н_ор=92,4 м.

Предусматривается установка трех насосов ЦНС 180-100, имеющих в оптимальном режиме подачу Q_опт=180 м³/час и напор Н_опт=100 м, при напоре на одно рабочее колесо Н_к=42 м. Напор одного рабочего колеса при нулевой подаче Н_{к. 0}=50 м.

Необходимое число последовательно соединенных колес насоса определяем по формуле:

(4.4)

Z_k = 2,2. Принимаем Z_к=3.

Напор насоса при нулевой подаче определяется по формуле (4.5)

, (4.5)

Н₀=150 м.

Проверка по условию устойчивой работы:,м .

2. Расчет трубопровода. Предусматривается оборудование водоотливной установки двумя напорными трубопроводами (рисунок 4.1.). Длина подводящего трубопровода l_п = 5 м, в его арматуру входит 1 приемная сетка и 1 колено. Длина напорного трубопровода l_н = 150 м; его арматура: 1 задвижка, 1 обратный клапан и 3 колена.

Рисунок 4.1. Схема подводящего и напорного трубопроводов

Оптимальный диаметр напорного трубопровода определяется по формуле:

, (4.6)

где k=1 - коэффициент, зависящий от числа напорных трубопроводов;

d_опт=0,155 м.

Принимаем трубы с наружным диаметром 159 мм. При определении требуемой толщины стенки принимаем срок службы трубопровода 10 лет, материал труб - сталь 20.

Толщина стенки определяется по формуле (4.7)

, (4.7)

где k₁=2,27;

р - давление у напорного патрубка, МПа, (p = 1,2 МПа):

; (4.8)

где ₁ и ₂ - скорость коррозионного износа наружной и внутренней поверхностей труб, соответственно 0,25 и 0,1 мм/год;

=4,584 мм.

Принимаем толщину стенки 5 мм.

Таким образом, окончательно принимаем для напорного трубопровода трубы бесшовные горячедеформированные (ГОСТ 8732-78) с внутренним диаметром d_н=149 мм и толщиной стенки 5 мм; для подводящего трубопровода принимаем трубы с наружным диаметром 194 мм и внутренним диаметром d_п=184 мм.

Скорость воды в подводящем трубопроводе определяется по формуле (4.9)

, (4.9)

_п=1,88 м/с.

Тоже в напорном трубопроводе

_н=2,47 м/с.

Коэффициент гидравлического трения в подводящем и напорном трубопроводе определяется по формуле (4.10)

; (4.10)

_п=0,035;

,

_н=0,037.

Учитывая, значения коэффициентов местных сопротивлений, суммарные потери напора определяются по формуле:

, (4.11)

где =0,6 - суммарный коэффициент местных сопротивлений;

h_п=0,64 м;

,

=12,06;

h_н=15,2 м.

Суммарные потери в трубопроводе определяются по формуле:

h=h_п+h_н , (4.12)

h = 16 м.

Напор насоса определяется по формуле:

, (4.13)

Н = 100 м.

Характеристика трубопровода строится в соответствии с формулой:

Н = Н_г+RQ², (4.14)

откуда по формуле:

, (4.15)

R = 0, 00049.

Следовательно,

Н = 84+0,00049Q².

Результаты расчетов по этому выражению приведены в таблице 4.3.

3. Рабочий режим насоса. Q = 210 м³/час; Н = 108 м; = 0,7; Н_в^доп = 6,5 м.

КПД трубопровода определяется по формуле:

, (4.16)

_т=0,77

Таблица 4.3

Результаты расчета трубопровода

	0	1/4Q	1/2Q	3/4Q	Q	5/4Q
Q, м3/час	0	45	90	135	180	225
Н, м	84	85	88	94	100	109

4. Проверка ваккууметрической высоты всасывания. Геометрическая высота всасывания ориентировочно принята 4 м.

Действительная ваккууметрическая высота всасывания:

, (4.17)

Н_в=4,64 м.

Так как по характеристике насоса в рабочем режиме Н_в^доп=6,5 м, то соблюдается условие Н_вН_в^доп.

5. КПД водоотливной установки определяется по формуле:

; (4.18)

=0,64.

6. Вместимость водосборника определяется по формуле:

V_в=4Q_{н. п} ; (4.19)

V_в= 400 м³.

5. Вспомогательные работы

Ремонт дорог и вспомогательное оборудование

Для обеспечения безопасного непрерывного движения автотранспорта с установленными скоростями и нагрузками в условиях карьера создается дорожная служба, осуществляющая работы по содержанию и ремонту автодорог.

Дорожно-ремонтные работы разделяются на содержание, текущий, средний и капитальный ремонты.

К содержанию относятся работы, выполняемые в течение всего периода эксплуатации автотранспорта по уходу за дорогой и дорожными сооружениями.

Для весенне-осеннего периода характерны работы по профилированию дорог и отводу талых, грунтовых и дождевых вод от дорожного полотна. В летний период превалируют работы по поливке дорожного покрытия и очистке его от пыли, грязи и материала, просыпающегося из кузовов автомобилей. В зимний период преобладают работы по очистке дорог от снега и борьбе с гололедицей (посыпке дорог мелким гравием, каменной мелочью, песком, шлаком).

Для содержания и ремонта постоянных технологических автодорог и для дорожно-строительных работ требуется специальное оборудование и машины. В настоящее время на текущем ремонте и содержании автодорог используются автогрейдеры ДЗ-98А, автоскреперы Д-115 на базе БелАЗ-531, автоскреперы Д-357, поливооросительная машина на базе БелАЗ.

Техническое обслуживание и ремонт

В настоящее время при постоянном увеличении мощности предприятий возникла необходимость в увеличении производительности горнодобывающих машин и оборудования, что влечет к увеличению нагрузок на машины и увеличению их коэффициента использования.

Статистика аварийности за 2010 год на «Бунгурском-Северном разрезе» показывает:

- экскаваторы: электрическая часть - 57 отказов, ремонт 564 часа; механическая часть - 100 отказов, ремонт 1731 час; наладка электрооборудования - 45 отказов, ремонт 374 часа;

- буровые станки: 2СБШ-200Н - 48 часов аварийного ремонта; 3СБШ-200-60 - 48 часов; 6СБШ-200Н - 120 часов;

Основными документами, регламентирующими взаимоотношения между ремонтными (исполнитель) и эксплуатирующими (заказчик) предприятиями, являются руководящий документ РД-12.26 001-89 «Порядок организации капитального ремонта оборудования. Оценка и контроль качества продукции ремонтного производства» и «Инструкция о порядке планирования, учета и финансирования капитального ремонта основных фондов угольной промышленности».

Допускается выполнение ремонтов специализированными предприятиями. Оборудование, переданное ремонтному предприятию, остается на балансе заказчика.

Оборудование должно передаваться в ремонт в сроки, установленные графиком ремонта и соглашением (договором). В графике указывается количество машин, их тип и стоимость ремонта с разбивкой по кварталам и месяцам. Внесение изменений в график ремонта разрешается по согласованию заинтересованных сторон.

Сметы на ремонт, монтаж и наладку оборудования разрабатываются ремонтным предприятием и согласовываются с предприятиями, эксплуатирующими оборудование, на каждый вид ремонта, при условии выполнения ремонтов ремонтными предприятиями.

Ремонты должны выполняться в соответствии с «Руководством по капитальному ремонту» данного типа оборудования, технологическим картам на ремонт, ведомостью дефектов, сметой, а ремонты оборудования большой единичной мощности - в соответствии с Проектом организации работ. Рекомендуется проводить ремонт горнотранспортного оборудования большой единичной мощности рассредоточенным методом с суммарной продолжительностью нахождения в ремонте в соответствии с установленным нормативом.

Капитальные, средние и текущие ремонты горнотранспортного оборудования производятся по ремонтной документации, техническое обслуживание - по эксплуатационной документации.

Оборудование, сдаваемое в ремонт, должно быть укомплектовано, очищено от грязи и маслопродуктов заказчиком.

Гарантийный срок работы отремонтированного оборудования (кроме быстроизнашивающихся деталей) и штрафные санкции определяются условиями соглашения (договора).

Ответственный за остановку оборудования на ремонт по графику и подготовку ремонтной площадки несет заместитель генерального директора по производству.

Ответственность за своевременную подготовку ведомостей дефектов и заявок на ремонт оборудования, контроль за качеством и сроками выполнения ремонтов возлагается на главного механика предприятия [11].

Наладка электрооборудования

Наладка производится с целью обеспечения устойчивого функционирования смонтированного или отремонтированного оборудования с техническими параметрами, соответствующими требованиям проектно-конструкторской документации.

Выполняются следующие виды работ:

- наладка при техническом обслуживании в процессе эксплуатации;

- наладка после монтажа;

- наладка оборудования после ремонтов;

- контрольная (сезонная) наладка, выполняемая при переводе главных электроприводов на зимний или летний, режим работы, осуществляемая одновременно с сезонным техническим обслуживанием по совмещенному графику.

Работы по монтажу, ремонту и наладке электрооборудования до запуска преобразовательного агрегата или прокрутки в холостом режиме всех приводов осуществляется по совмещенному графику ремонта механической части и наладки до окончания ремонта.

При испытании оборудования в забое под нагрузкой после ремонта плановой службой предприятия необходимо устанавливать норму выработки на этот период с 50-ти процентным понижением сменной производительности.

Смазочное хозяйство

Смазочное хозяйство разреза организуется в соответствии с «Положением об организации смазочно-эмульсионного хозяйства производственных объединений и шахт министерства угольной промышленности» и осуществляет:

- получение, хранение, контроль за качеством, учет расхода смазочных материалов и наличия сертификатов;

- организацию участков по расфасовке, упаковке, хранению и доставке смазочных материалов к местам назначения;

- организацию, внедрение технологии и средств сбора отработанных материалов, их хранение и регенерацию в соответствии с «Инструкцией по организации сбора, хранения и использование отработанных нефтепродуктов»;

- использование передвижных маслозаправочных станций;

- обеспечение основного оборудования картами смазки и смазочными материалами согласно схематической карте.

Потребность в смазочных материалах и моющих жидкостях определяется по действующим в отрасли нормам и инструкциям заводов-изготовителей оборудования.

Ответственный за применяемый ассортимент смазочных материалов и гидрожидкостей, за оснащение предприятий техническими средствами согласно картам смазки и сбор отработанных масел является главный механик предприятия [11].

6. Охрана окружающей среды

Настоящий проект выполнен в соответствии с техническими решениями, разработанными в технологической части проекта. В разделе приведена оценка воздействия на природную среду процессом ведения открытых горных работ.

Намечается ряд мероприятий в направлении охраны водных ресурсов и атмосферного воздуха.

На стадии поисково-оценочных работ агрохимическая и биологическая характеристика вскрышных пород разреза «Бунгурский» не изучалась.

При разработке месторождения разрезом «Бунгурский» попутно будут извлекаться, и отправляться в отвал суглинки, глины, разнозернистые алевролиты и песчаники. Согласно данным химанализов и спектральных анализов токсичные вещества, превышающие фоновые значения в породах участка не содержатся.

В соответствии с имеющимися инструктивными указаниями и методическими пособиями приводится следующая характеристика с точки зрения их пригодности для биологической рекультивации.

Почвенно-растительный (гумусовый) горизонт мощностью 0,3-0,8 м характеризуется нейтральной реакцией среды (рН = 6,2-7,2), низким содержанием серы (0,045%), высокой степенью обеспеченности гумусом ( в среднем 16,3%), азотом ( 9,4 мг / 100 г), подвижным фосфором (8,5 мг / 100 г), средней степенью обеспеченности обменным калием (14,9 мг / 100 г) при сухом остатке засоления 0,18%. Таким образом, почвенно-растительный горизонт пригоден для всех видов рекультивации без улучшения.

Вскрышные коренные породы относятся к категории пригодных для рекультивации, но требующих улучшения.

При отработке участка разреза «Бунгурский-Северный» будет нарушено 300 га земной поверхности, объектами, изымаемыми в пользование до конца отработки данного предприятия, 5 га будет нарушаться временно только на время строительства ЛЭП.

Нарушенные земли на 35% представлены пашней, 10% -лесом, 55% - кормовыми угодьями.

В соответствии с положениями действующего ГОСТа 17.51.02-85 (Охрана природы. Земли) и на основании технических условий приняты следующие направления рекультивации:

-откосы внешнего отвала - лесохозяйственное (посадка деревьев и кустарников, в междурядьях - посев многолетних трав);

- поверхность складов ПСП - под посев многолетних трав.

Объектами рекультивации по настоящему проекту являются: внешний отвал; склады ПСП.

Все объекты рекультивации будут связаны подъездными автодорогами, которые после отработки разреза остаются и не рекультивируются.

Основной задачей планировочных работ является создание посттехногенного ландшафта на нарушенной горными работами территорий. Этот ландшафт должен удовлетворять ряду требований:

- инженерно-геологическая безопасность - отсутствие процессов, которые могли бы неблагоприятно повлиять на существующие или будущие объекты хозяйственной деятельности;

- экологическая приемлемость - отсутствие выделения вредных веществ в атмосферу, гидросферу;

- потребительская ценность - возможность использования возрожденного ландшафта для удовлетворения потребностей населения.

Вертикальная планировка проектируемого внешнего отвала участка решается в процессе отвалообразования. Проектом заложены конечные контуры отвала, удовлетворяющие требованиям технического и биологического этапов рекультивации - откосы отвальных ярусов выполаживаются до углов 20.

На вертикальной планировке внешнего отвала предусматривается использовать бульдозеры Т-500, используемые на основных работах.

Работы по техническому этапу рекультивации принято проводить силами самого предприятия (разрезом «Бунгурский-Северный») оборудованием, используемом на отвальных работах.

Режим работы принят следующий: снятие, складирование плодородного слоя почвы (ПСП)- в теплое время года 2 смены по 8 часов, остальные работы - по общему режиму работы разреза.

Мощность снимаемого слоя ПСП согласно техническим условиям принята:

0,4 м - с пахотных земель; 0,3 м - с кормовых угодий; 0,2 м - с лесных массивов.

На снятии и складировании ПСП принято использовать скреперы МоАЗ- 6014 с ковшом емкостью 8,3 м³.

Откосы отвальных ярусов, по достижении ими определенных проектом конечных контуров, выполаживаются по схеме « сверху - вниз» до углов, удовлетворяющих требованиям технического и биологического этапов рекультивации.

Тип и необходимое количество оборудования, применяемого на работах технического этапа рекультивации, принято в соответствии с применяемой технологией, объемами рекультивационных работ и наличием набора оборудования у предприятия. На горнопланировочных работах принято использовать оборудование, используемое на основных работах - бульдозеры Т-500. Для проведения работ по снятию ПСП принято проводить самоходными скреперами с ковшом емкостью 8,3 м³.

В соответствии с требованиями ГОСТ 17.5.1.01-83 вторым этапом рекультивации является биологический этап.

Технология биологической рекультивации разработана для каждого участка рекультивации с учетом последующего использования рекультивируемых земель, технологии технического этапа, свойств пород, слагающих отвалы.

Выбор направления рекультивации произведен согласно требований ГОСТ 17.5.1.02-85. Охрана природы. Земли. Классификация нарушенных земель.

Проектом принимается санитарно-гигиеническое направление рекультивации. Целью санитарно-гигиенического направления рекультивации является исключение отрицательного воздействия нарушенных земель на окружающую среду.