СФУ, технология и комплексная механизация открытых горных работ (курсовой проект)
| 24.03.2026, 11:46 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
СОСТАВ И ОФОРМЛЕНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА Курсовой проект выполняют по индивидуальному заданию, выдаваемому руководителем (табл.1.1). В отдельных случаях объектом курсового проекта может служить конкретное предприятие. Курсовой проект состоит из расчетно-пояснительной записки и графической части, предоставленной на одном листе. Расчетно-пояснительная записка должна включать обоснование проектных решений, необходимые расчеты, а также поясняющие рисунки и чертежи, выполненные в масштабе. Структура пояснительной записки: Титульный лист. Задание. Оглавление. Введение. 1. Краткая характеристика месторождения и размеры разреза. 2. Общий режим работ разреза. 3. Добычные работы. 4. Вскрышные работы. 5. Планирование и организация вскрышных и добычных работ. Заключение. Список используемых источников. Приложения. Текстовый материал оформляется в соответствии с требованиями разделов 6, 7 стандарта предприятия СТО 4.2–07–2012 [15]. Графическую часть курсового проекта оформляется в соответствии с требованиями раздела 9 стандарта предприятия СТО 4.2–07–2012 [17] и СТП ГАЦМиЗ 11-98 [18] на одном листе ватмана формата А1 (594´841) На листе должны быть размещены: основная надпись (штамп) (прил. 1), технологическая схема вскрышных работ в плане и профиле с основными параметрами системы разработки, параметры сетки скважин и конструкция зарядов, схема проходки траншей, основные технико-экономические показатели сравниваемых вариантов (табл. 2.14). Таблица 1.1 Исходные данные
СОДЕРЖАНИЕ РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТОВ 1. ВВЕДЕНИЕ Во введении дается краткая характеристика проблем, имеющих место при ведении открытых горных работ. Должна быть сформулирована цель курсового проекта и задачи, которые необходимо решить для ее достижения. 2. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕСТОРОЖДЕНИЯ И РАЗМЕРЫ РАЗРЕЗА Приводится описание горнотехнических условий разработки для заданного угольного месторождения. Задаваясь длиной пласта по простиранию (в пределах 2500-3000 м), исходя из заданных запасов угля, находят ширину разреза вкрест простирания. Если она превышает 1000 м, то принимают к разработке только участок месторождение с запасами, соответствующими принятым размерам карьерного поля. По заданному углу падения пласта вычисляется средняя мощность вмещающих пород на середине ширины разреза вкрест простирания залежи. При этом считают, что горные работы начинаются от выхода пласта под наносы и отработка карьерного поля ведется по падению. 3. ОБЩИЙ РЕЖИМ РАБОТ РАЗРЕЗА Обосновывается режим работы разреза. При этом целесообразно руководствоваться следующими положениями института «Гипроруда»: режим работы карьера должен быть круглогодовым; для карьеров с годовой производительностью по горной массе свыше 25 млн. т в год принимать непрерывную рабочую неделю и 3 смены в сутки; для карьеров с годовой производительностью по горной массе до 1,5 млн. т – пятидневную рабочую неделю и 2 смены в сутки; для карьеров с годовой производительностью по горной массе свыше 1,5 млн. т, но менее 25 млн. т – шестидневную рабочую неделю и 2 или 3 смены в сутки; продолжительность смены во всех случаях 8 часов. По табл. 2.1 принимается число рабочих дней разреза в течение года с учетом заданных (см. табл.1.1) климатических условий района. Таблица 2.1 Число рабочих дней в году (по данным «Гипроруды»)
При сезонном режиме вскрышных работ число рабочих дней разреза в году на добыче принимается по табл. 2.1, на вскрыше – определяется расчетным путем с учетом продолжительности вскрышного сезона. 4. ДОБЫЧНЫЕ РАБОТЫ Выбор добычного оборудования производится в соответствии с мощностью пласта полезного ископаемого и заданной производительности разреза. Ширина экскаваторной заходки определяется расчетным путем [12, 15] или находится по справочным данным [9]. Выбирается вид транспорта и рассчитывается производительность и парк оборудования [14, с. 123–131]. Находится ширина транспортной полосы и добычной рабочей площадки [13, с. 29–33]. В случае применения буровзрывных работ параметры сетки скважин устанавливаются по типовым технологическим схемам [19] или расчетным путем [14]. Используя данные табл. 2.4–2.5, вычисляется производительность и находится парк бурового оборудования [14]. Таблица 2.4 Производительность буровых станков за восьмичасовую смену, м (по данным «Гипроруды»)
Примечание. При бурении наклонных скважин табличное значение производительности умножить на коэффициент 0,9 Иллюстраций в тексте: паспорт забоя добычного экскаватора, схема расположения скважин на уступе с указанием параметров сетки скважин и скважинных зарядов; конструкция заряда; схема коммутации скважинных зарядов; схема к построению развала горных пород. Таблица 2.5 Число рабочих смен буровых станков в течение года (по данным «Гипроруды»), ед.
5. ВСКРЫШНЫЕ РАБОТЫ Этот раздел курсового проекта является, по существу, основным, своеобразной специальной частью. В нем должны быть подобраны 2–3 конкурентно-способных варианта технологических схем, произведено их экономическое сравнения и выбран оптимальный. В качестве одного из них обязательно назначается вариант с перевалкой породы в выработанном пространство. Конкурирующими вариантами могут быть транспортно-отвальная либо комбинированная схемы. 5.1. Расчет параметров технологических схем По величине линейного коэффициента вскрыши для средней мощности наносов и вмещающих пород и заданной производительности карьера по углю вычисляется годовой объем вскрышных работ. После анализа типовых технологических схем [19] выбирают наиболее подходящую для условий индивидуального задания (см. табл. 1.1). Необходимо стремиться к выбору наиболее простых схем. Желательно сразу же ориентироваться на использование экскаваторов-драглайнов [15, прил. 6]. В типовых технологических схемах [19] и в табл. 2.6 приведены рекомендуемые модели драглайнов, можно выбрать один из них. Основная особенность выбора: драглайн должен не только соответствовать горно-геологическим условиям, в частности, высоте вскрышных уступов, но и обеспечивать заданную производительность карьера при минимальном парке вскрышного оборудования. Желательно, чтобы количество вскрышных экскаваторов соответствовало количеству добычных. Если количество ориентировочно принятых экскаваторов больше двух, то выбирают более мощный (с ковшом большей вместимости) экскаватор. Режим работы вскрышного оборудования принимают таким же, как и добычного (в технологических схемах с перевалкой пород между вскрышными, добычными и отвальными экскаваторами существует жёсткая взаимосвязь, и ширина заходок у них должна быть одинаковой). Таблица 2.6 Рациональные сочетания оборудования в бестранспортных и транспортно-отвальных технологических схемах
Годовую производительность вскрышного экскаватора вычисляют по формуле (4.1) [13], только число рабочих смен в течение года принимают [8] уже для экскаватора-драглайна. По формуле (4.2) [13] рассчитывают парк вскрышного выемочно-погрузочного оборудования, подставляя в числителе годовой объём вскрыши. В качестве ориентировочной сменной (годовой) производительности вскрышного оборудования можно принять рекомендации НИИОГР [19]. По способу производства вскрышных работ при перевалке пород в выработанное пространство можно выделить две группы технологических схем: • непосредственная перевалка пород; • кратная перевалка вскрыши. По способу подготовки пород к выемке тоже можно выделить две группы схем: без предварительного рыхления пород (в пределах 1–2 категории по трудности экскавации) и с использованием энергии взрыва для разрушения пород вскрыши. Непосредственная перевалка пород наиболее экономична. Непременным её условием является наличие на почве пласта свободной от пород площадки, служащей для размещения транспортных коммуникаций. Рациональную ширину заходки драглайна находят по табл. 4.6 [13]. Она должна быть равна или кратна добычной. В учебной литературе параметры технологических схем рекомендуют определять с использованием аналитического метода. Однако, по данным В. П. Федорко [8], его применение позволяет устанавливать лишь граничные значения параметров и не даёт промежуточных конкретных их значений. Поэтому предпочтительнее использовать графический метод отстройки схем. Он широко распространён на предприятиях и соответствует задачам планирования, определения объёмов горных работ, обоснования производственной мощности предприятия и построения планограмм работы выемочного оборудования. Основные положения данного метода сводятся к вычерчиванию положений вскрышной, добычной, отвальной заходок, определению местоположения вскрышной машины, удовлетворяющей параметрам экскаватора и условиям формирования соответствующих элементов технологической схемы [8]. Предпосылки к использованию приёмов графического анализа базируются на положении о равенстве ширины добычной, вскрышной и отвальной панелей и площадей отвальной и вскрышной заходок. В случае необходимости буровзрывных работ их параметры принимаются по [13, с. 48–55], а обеспеченность экскаватора взорванной горной массой должна составлять не менее недели. При расчете параметров технологических схем с консольными отвалообразователями и парка оборудования следует ориентироваться на [13, с. 87–111]. При комбинированных технологических схемах на передовом уступе целесообразно применять горнотранспортное оборудование, аналогичное добычному. Для расчета парка машин и механизмов предварительно определяется производительность карьера по передовому и основному вскрышным уступам, используя значения соответствующих линейных коэффициентов вскрыши. Иллюстраций в тексте: технологические схемы вскрышных работ в плане и профиле с основными параметрами системы разработки по принятым вариантам, схема расположения скважин на уступе с указанием параметров сетки скважин и скважинных зарядов; конструкция заряда; схема коммутации скважинных зарядов; схема к построению развала горных пород. 5.2. Горно-капитальные работы Структуру ГКР формируют на основе технологической схемы с учётом организации производства и числа вскрывающих выработок. В общем случае в состав ГКР входят: • система вскрывающих траншей; • породная и добычная разрезные траншеи; • разнос вскрышных уступов для создания необходимого опережения между уступами (подуступами), вскрышными и добычными экскаваторами. При проведении ГКР в условиях бестранспортных технологических схем следует ориентироваться на использование основного вскрышного оборудования. Продумывая возможные способы проведения траншей и выполнения разноса их бортов, в первую очередь необходимо учитывать следующее: вскрывающие траншеи проходят бестранспортным способом с укладкой пород на их бортах, породную разрезную траншею также без применения транспортных средств, но с укладкой породы на одном (нерабочем) борту. Поскольку породная разрезная траншея имеет большую ширину, её проходят в несколько заходок с переэкскавацией пород на нерабочем борту [13, с. 76–86]. Добычную разрезную траншею ведут с погрузкой полезного ископаемого в средства транспорта и с последующей доставкой потребителям. Разнос вскрышных уступов производят с укладкой пород в созданное выработанное пространство. В соответствий с принятой организацией вскрышных и добычных работ для каждого варианта выбирается схема вскрытия, способствующая созданию наиболее рациональной конструкции фронта работ [12, 13]. Определяются параметры система вскрывающих [13, занятие 2] и разрезных [13, занятия 6 и 8] траншей, имея в виду, что карьерное поле вскрывается в месте выхода пласта под наносы. Вычисляется общий объем горно-строителыьных (горно-капитальных) работ и определяется срок строительства карьера. Иллюстраций в тексте: схемы проходки траншей с указанием их параметров, схема к определению работ по разносу верхних горизонтов. 5.3. Технико-экономическое сравнение вариантов Технико-экономические (горно-экономические) задачи проектирования, планирования и управления горного производства, в которых может быть получен ряд решений, отвечающих всем основным условиям и ограничениям, но различающихся по экономическим результатам, принято считать оптимизационными. Их решают методом сравнения технико-экономических вариантов, выбирая наилучший из них по принятым экономическим критериям оценки. В зависимости от разновременности затрат, динамичности определяющих факторов и сроков оценки горно-экономические оптимизационные задачи условно можно разделить на статические и динамические. Выбор наиболее оптимального варианта технологической схемы ведения вскрышных работ данного проекта относятся к статическим задачам. Для статических задач приемлемы простые методы оценки, основанные на расчете простой нормы прибыли и срока окупаемости. Простая норма прибыли показывает, какая часть инвестиционных затрат может быть возмещена в течение одного интервала планирования. Поэтому предпочтение следует отдавать варианту с наибольшим значением Нп. При расчете простой нормы прибыли эксплуатационные затраты находят путем составления калькуляций или с использованием метода удельных показателей. Таблица 2.7 Расчет чистой прибыли, тыс. руб.
Расчет капитальные и эксплуатационные затраты ведут методом укрупненных показателей, которые следует определять по всему комплексу горнотранспортного оборудования. Например, при изменении диаметра скважин меняется не только параметры зарядов и сетки скважин, но и средний размер куска, выход негабарита, а следовательно, производительность экскаваторов и транспортных средств. Данные фиксируются в форме табл. 2.8–2.10. Стоимость 1 м3 горно-капитальных работ принимается по табл. 2.11–2.12, а норматив накладных расходов во табл.2.13. Варианты считаются равноценными, если разница в величине простой норме прибыли и сроку окупаемости не превышает 10-15 %. В этой случае выбирают организационно более простой или технически более надежный вариант. ..... 6. Организация вскрывших и добычных работ Жёсткая взаимосвязь работы добычного, вскрышного и отвального оборудования требует чёткой взаимосвязи. В противном случае возможны длительные простои машин, а также снижение производительности комплекса и карьера в целом. Для решения этой задачи необходимо принять решения по следующим позициям: 1) Уточнить производительность и парк экскаваторов. Сопоставьте расчётный парк добычных и вскрышных экскаваторов. Идеальным считают комплекс из одного вскрышного и одного добычного экскаватора. 2) Выбрать приемлемую схему движения экскаваторов, соблюдая требования единых правил безопасности, и соответствующую схему вскрытия. Могут быть оценены 3 варианта схем [13, с. 61–63]: • с холостым перегоном экскаваторов; • схема с рабочим ходом экскаваторов в обоих направлениях; • схема с делением карьерного поля на два блока. В принципе, вскрышной экскаватор могут обслуживать несколько добычных, но при этом усложняется организация горных работ в карьере. Поэтому надо подобрать по производительности такие добычные экскаваторы, число которых в комплекте будет не больше двух на один вскрышной экскаватор. 3) Выбрать технологию отработки торцов карьера [13, с. 65–68]. 4) Построить планограмму горных работ [13, с. 68–75]. Взаимоувязку вскрышного и добычного оборудования отражают на планограммах горных работ. Для их построения по оси абсцисс откладывают пикеты фронта работ, а по оси ординат – время отработки (сутки, недели, месяцы). Предварительно вычисляют минимальное расстояние между вскрышным и добычным экскаваторами. Оно должно обеспечивать, с одной стороны, независимую работу добычного и вскрышного оборудования, а с другой – требования промышленной безопасности. Вычисляются затрата времени на отработку заходок и строится планограмма производства работ. Отработка месторождения по бестранспортной технологии может вестись при одном и нескольких экскаваторах на вскрыше. Наиболее просто организовать работу комплексов при одном вскрышном экскаваторе достаточной мощности. В любом случае фронт работ карьера должен быть поделён на блоки. Их количество зависит от числа экскаваторов, размещаемых на одном уступе и принятой схемы вскрытия. Для решения вопросов по организации вскрышных и добычных работ в технологических схемах с консольными отвалообразователями необходимо воспользоваться методикой [13, с. 99–101]. Иллюстраций в тексте: планограммы производства горных работ.
7. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Дается оценка принятых в проекте технологических решений. Приводятся основные технико-экономические показатели, выводы и рекомендации. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
