Курсовая работа (т): Горные машины, применяемые для открытых горных работ на ОАО 'Востсибуголь'

Горные машины, применяемые для открытых горных работ на ОАО 'Востсибуголь'

Введение

Добыча угля в Восточной Сибири началось в конце прошлого столетия. В 1896 г. в Черемховском районе Иркутского бассейна были заложены первые четыре угольные шахты. Потребность в угле быстро росла. Добыча угля всё более широко использовалась на речных судах и на Сибирских железных дорогах.

При освоении месторождений ПИ потребовались значительные объёмы энергии тепла. Только одни шахты Черемхово не могли удовлетворить потребности в угле. Поэтому с 1917 г. началась добыча угля в Бурятии и Читинской области. В 1939 г. приступили к строительству первого угольного разреза «Хромцовский» в Иркутской области.

Особенно активное развитие добычи угля началось после Великой Отечественной Войны. В мае 1945 г. был создан комбинат «Востсибуголь», в состав которого входили все угольные предприятия Иркутской, Читинской областей и республики Бурятии.

На территории региона угольные месторождения разрабатываются предприятиями ОАО «Востсибуголь», ОАО «Читауголь», ОАО «разрез Тулунский», ОАО «Читалестопром».

Добыча угля ведётся преимущественно открытым способом (97,8 %). Максимальный уровень добычи угля в регионе был достигнут в 1988 г - 41,3 млн. тонн. Из действующих разрезов самым крупным является «Харанорский», который введён в эксплуатацию в 1971 г. годовой производственной мощностью 9,7 млн. тонн угля. Четыре других основных разреза имеют мощность от 3 до 4,5 млн. тонн угля в год.

Главными рынками сбыта продукции угольных предприятий в Восточной Сибири являются районы её производства (на 70-80 %). Уголь Восточной Сибири используется прежде всего на тепловых электростанциях, химических комбинатах и в коммунально-бытовом секторе Приангарья, Бурятии и Забайкалья. Часть угля идёт на Дальний Восток, на Урал и на экспорт - Китай, Монголию и Японию.

Страны Азиатско-тихоокеанского региона (АТР): Японию, Тайвань, Южную Корею, Гонконг, Филиппины. Ёмкость рынка угля восточного региона за период с 2000-2005 г. может увеличатся с 29,2 до 40,8 млн. тонн, в 1,5 раза увеличивается потребность в привозном угле стран АТР (с 40 до 61 млн. тонн).

Таким образом, потребность в угле в течении рассматриваемого периода увеличатся, что создаст благоприятные условия для развития угольной промышленности ОАО  «Востсибуголь».

месторождение уголь экскаватор буровой

1. Общая часть

1.1  Горногеологические и горнотехнические условия разработки месторождений

По административному положению разрез «Черемховский» входит в состав Черемховского района Иркутской области и принадлежит ОАО «Востсибуголь». Разрез находится в 58 км. от Черемхово. Его площадь характеризуется сравнительно спокойным рельефом местности с не глубокими распадками, образующие не глубокие пологие «гривни» вытянутые в северо-западном направлении. В северной части разреза эти гривни смываются.

Средняя глубина сезонного промерзания почвы составляет 1,5 м. максимально 2 м. Господствующее направление ветров «Северо-западное», со средней скоростью 5-7 м/с.

В строение и месторождение разреза «Черемховский» принимали участие нижнекембрийские, юрские отложения. Нижнекембрийские отложения обладают в глубоко эрозированных долинах и падях. В приделах разреза на дневную поверхность данные отложения не входят. Они представлены серыми, коричневато-серыми и зеленовато-серыми известняками, доломитами с прослойками кварцевых песчаников. Юрские отложения, слагающие Черемховское месторождение представлено в Заларинской и Черемховской свитами. Заларинская свита составляет нижнею часть разреза и представлено довольно крепкими отложениями конгломератами, гравийлитами, большими кварцевыми песчаниками с прослойками алевролитов и аргиллитов. Мощность свиты в пределах разреза около 30-40 м. Черемховская свита по литологическому составу и угленосности выделяется следующими горизонтами: нижним угленосным горизонтом, средним, верхним.

Нижний угленосный горизонт сложен песчано-глинистыми образованиями и содержит от 1 до 3 пластов угля. Промышленного значения эти пласты не имеют из-за их мощности. Мощность горизонта в среднем равна 12-15 м. Средний угленосный горизонт является основным продуктивным горизонтом месторождения. Его мощность колеблется от 6 до 20 м. Данный горизонт в приделах разреза сложен углистыми пластами, песчаниками, глинами и аллевролитами.

Верхний угленосный горизонт сложен аналогично среднему. Он представлен углистыми пластами, песчаниками аргиллитами. Угольные пласты имеют не рабочую мощность, по этому не полезны, средняя мощность верхнего угленосного горизонта составляет около 19 м.

Четвертичное отложение на территории месторождения имеет повсеместное развитие и залегает на верхних или нижнекембрийских отложениях. Средняя мощность четвертичного отложения равна 3 м. Литологические отклонения представлены делувиальными глинами.

В приделах площади разреза «Черемховский» распространены два пласта: «Малый» и «Главный». По мимо этих пластов вскрыты пласты «Верхней», «Промежуточной» и «Нижней», имеющие ограниченное применение из-за малой мощности.

Пласт «Малый» залегает на глубине, изменяющейся от 3 до 70,6 м. Он состоит из четырёх пачек угля мощностью от 0,1 до 1,7 м каждая. Общая мощность пласта равна 3,5 м, причём мощность угольной массы 2,7 м. Пачки угля разделены породными прослойками из глины, песчаника, алевролита, углистых пород и другое.

Пласт «Главный» является основным рабочим пластом месторождения. Этот пласт отделяется от «Малого» породным междупластием, состоящего из песчаника или алевролита, имеющих мощность 1-6 м. В основном пласт «Главный» содержит4-6 породных прослоек, что говорит о сложном строении самого пласта. Мощность отдельных пачек пласта колеблется от 0,05 до 1 м. Пробные прослойки в пласт представленный глинами, реже алевролитами, содержание их в пласте «Главный» колеблется от 2,7 до 2,9 %. Мощность отдельных пачек угля в пласте составляет от 0,05 до 2,6 м. Мощность пласта в среднем составляет 4,7 м.

Отложение Черемховской свиты приурочены групповые и пластовые воды. Уровень их в зависимости от мощности отдельных участков месторождения может находится на глубине от 3,5 до 26,9 м. Нижним водоупорным слоем горизонта являются глинистые песчаники и алевролиты нижнекембрийских отложений.

Питание водоносного горизонта происходит за счёт атмосферных осадков и таловых вод. Обводнённость отложений Черемховской свиты на месторождении разреза очень слабое. Удельный лимит скважины 0,0002 до 0,77 м/с.

По климатическому составу воды гидрокарбонатные, кальциевомагневые с минерализацией до 0,3 миллиграмм на метр и жёсткостью 0,47 до 3 миллиграмм на метр.

1.2    Анализ применяемых средств механизации

Вскрытие угольного пласта на разрезе «Черемховский» , учитывая условия залегания месторождения и разнообразия системы транспортной связи, угольных забоев с главной технологической (работой) дорогой, ведущей на обогатительную фабрику «Касьяновская» производится двумя фланговыми капитальными пологими траншеями. Руководящий уклон во въездных траншеях для автомобильного транспорта до 80%, для ж/д транспорта - до 13%.

Покрывающая угольный пласт породы относится к довольно крепким с 4-6 степенями крепости и перед экскавацией требуют предварительного рыхления с помощью взрывов. Бурение скважин на уступе проводится после смещения плодородного растительного слоя.

Скважины вертикальные и наклонные. Расположение их в плане с размерами сетки 5*5, 7*7 м. Механизированная зарядка скважин осуществляется машинами МЗ-3, забойка скважин производится вручную буровым шламом.

Применяемые взрываемые материалы: граммонит, игдонит, гран бьулотол. Способ взрывания с помощью ДШ, короткозамкнутый. Средства взрывания детонирующего шнура ДША (ДШВ), детонатор КД-8Б, огнепроводный шнур, пиротехническое реле РП-8. В качестве промежуточных детонаторов применяют тротиловые шашки Т-400 (Т-500).

.2.1 Вскрышные работы

На разрезе «Черемховский» для производства вскрыши применяются следующие экскаваторы: Уральского завода тяжёлого машиностроения УЗТМ (экскаваторы ЭШ 20/90 и ЭШ15/90), Новокраматорского завода гос. Украина НКМЗ (ЭШ 10/70, ЭШ 11/70, ЭВГ 35/65).

На вскрышных работах в частности используется экскаваторы ЭШ 20/90, ЭШ 15/90, мехлопаты, ЭВГ 35/65.

На планировочных и подготовительных работах используются экскаваторы ЭШ 10/70, ЭШ 11/70.

Экскаваторы ЭШ 20/90 самые совершенные отечественные экскаваторы, оборудованные современными средствами регулирования скоростей и усилия рабочего оборудования, а на ЭШ 20/90 применяются впервые электрический привод на переменном токе с регулированием скорости с помощью частотных преобразователей.

Эти экскаваторы хорошо зарекомендовали себя в условиях Черемховского месторождения.

Всего вскрышных экскаваторов на разрезе «Черемховский» - 10 штук.

1.2.2      Добычные работы

На разрезе «Черемховский» для производства добычи угля применяются добычные экскаваторы следующих типов: Ижёрского завода (экскаваторы ЭВГ 4И, ЭКГ 4У, ЭКГ 5УС, ЭКГ 8И, ЭКГ 8У).

Добычные экскаваторы очень подвижны и обладают высокими параметрами рабочего оборудования, что позволяет производить погрузку в транспорт с уровня стояния и производить работу складирования угля.

Мехлопат есть 12 штук. Половина всех экскаваторов отработала свой амортизационный срок и требует замены. С 1991 г. не приобретено ни одного экскаватора, в виду отсутствия финансовых средств, что в свою очередь привело к снижению добычи.

1.2.3      Вспомогательные работы

Во спомогательные работы применяемые на разрезе входят работы, которые проводятся при помощи бульдозеров (планировка, расчистка дорог и т.п.).

Бульдозеры, применяемые на разрезе: ДЗ-94С на базе трактора Т-330, ДЗ-126, ДЗ-132, ДЗ-118 на базе трактора, ДЭТ-250, ДЗ-110, ДЗ-171 на базе трактора Т-170, также имеются бульдозеры на базе Японского производства Д-711 для ремонта автомобильных работ. На разрезе используются автогрейдеры ДЗ-110, ДЗ-98В5-2 и строительные экскаваторы ЭО 4321А, ЭО 2626.

Для перевозки бульдозеров на длительное расстояние используются специальные трейлеры, грузоподъёмностью от 20 до 40 тонн, с тягачами К-700 и К-701.

1.2.4 Элементы системы разработки с составлением паспорта забоя

Высота уступа h_у зависит от типа нагрузочного оборудования и физико-механических свойств разрабатываемых пород. Рациональная высота уступа должна обеспечить минимальные затраты на вскрышные и добычные работы и безопасность горных работ.

С увеличением высоты уступа, как правило , сокращаются затраты на БВР, передвижку путей и вспомогательные работы. Кроме того, увеличение высоты уступа позволяет увеличить угол откоса рабочего борта, что делает экономические распределения вскрыши по периодам разработки.

На практике наибольшая высота черпанья для ЭКГ 4У в мягких породах равна 10 м, в скальных 15 м.

Ширина рабочей площадки устанавливается с учётом физико-механических свойств породы, рабочих параметров экскаватора и вида транспорта.

2. Специальная часть

2.1 Выбор и техноэкономическое обоснование прогрессивных решений

Определяю объём добычи в год (т).

V_доб =          (2.1.1)

где V_в - объём вскрыши в год (т/м³)

К_в - коэффициент вскрыши

V_доб = 4700000/5 = 940000 т

Определяю объём добычи в м³.

V_д =V_добг(м³)     (2.1.2)

где г - плотность полезного ископаемого = 1,4

V_д = 940000  1,4 0,93 = 1223880

.1.1 Расчёт производительности экскаваторов

Расчёт производительности вскрышного экскаватора ЭШ 25/100

Определяю теоретическую производительность (м³/ч).

Q_теор =   (2.1.3)

где V - ёмкость ковша (м³)

t_ц - время рабочего цикла (с)

Q_теор = 3600*25/50 = 1800 м³/ч

Определяю техническую производительность (м³/ч).

Q_тех =   (2.1.4)

где t_п - время непрерывной работы на одном месте (ч)

t_р - время передвижки экскаватора на новое место ра - боты (ч)

К_э - коэффициент экскавации

К_э =          (2.1.5)

где К_н - коэффициент наполнения ковша

К_р - коэффициент разрыхления горной массы

t_p = (2.1.6)

где V_р - объём горной массы, отрабатываемой с одной стоянки (м³)

V_p =   (2.1.7)

где А - ширина забоя = R_ч /2 (м)

Н - высота вскрышного уступа = 29 (м)

L - длина отрабатываемого блока с одной стоянки = R_ч /3 (м)

t_п =            (2.1.8)

где U_пер - скорость передвижения (км/ч)

t_п = 33/80 = 0,4125 ч=24,75 мин

V_p = 49,5*35*33= 571785 м³

t_p = 5717,5/900 = 63,5

К_э = 0,9*1,35 = 0,67

Q_тех =  = 1200 м³/ч

Определяю эксплуатационную производительность (м³/смен).

Q_э = , м³/см  (2.1.9)

где К_ис - коэффициент использования сменного времени экскаватора при работе во внутренний отвал = (0,8-0,9)

Т - продолжительность смены (ч) (12)

Q_э = 1200*0,8*12 = 11520 м³/смен

Определяю годовую производительность драглайна (м³/г):

Q_г =      (2.1.10)

где Т_г - число рабочих смен в год (смен)

Т_г = n,см    (2.1.11)

где N_р - количество смен в сутки = (2)

n - количество рабочих дней в году = (220)

Т_г = 2*220=440 смен

Q_г = 11520*440 = 5068800 м³/г

Расчёт производительности добычного экскаватора ЭКГ 5У

Определяю теоретическую производительность (м³/ч).

Q_теор =          (2.1.12)

где V - ёмкость ковша (м³)

t_ц - время рабочего цикла (с)

Q_теор = 3600*5/30 = 600 м³/ч

Определяю техническую производительность (м³/ч).

Q_тех =         (2.1.14)

где t_п - время непрерывной работы на одном месте (ч)

t_р - время передвижки экскаватора на новое место ра - боты (ч)

К_э - коэффициент экскавации

К_э = (2.1.15)

где К_н - коэффициент наполнения ковша

К_р - коэффициент разрыхления горной массы

t_p = (2.1.17)

где V_р - объём горной массы, отрабатываемой с одной стоянки (м³)

V_p =           (2.1.18)

где Ш - ширина забоя (м)

Н_у - высота добычного уступа = 14,7 (м)

L - длина отрабатываемого блока с одной стоянки = R_ч /3 (м)