Проектирование работы карьера

Вид работы:

Дипломная (ВКР)
Предмет:

Геология
Язык:

Русский
,
Формат файла:
MS Word

136,38 Кб
Опубликовано:

2014-07-14

Скачать дипломную работу Читать текст online Заказать дипломную
*Помощь в написании! Посмотреть все дипломные работы

Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.

Проектирование работы карьера

Введение

карьер горный месторождение

В проекте выполнены подсчет запасов месторождения, определен контур карьера, произведён выбор и обоснование способа разработки, системы и схемы вскрытия, расчет карьерного транспорта; представлены мероприятия по охране труда.

Произведен технико-экономический анализ, в котором дано обоснование принятого вскрышного экскаватора, построен график режима горных работ.

1. Геология

.1 Общие сведения

В административном отношение месторождение находится в Бичурском районе Республики Бурятия. В хозяйственно-экономическом отношении район относится к числу сельскохозяйственных с ведущими отраслями земледелием и животноводством.

Районный центр с. Бичура находится от месторождения в 50 км к востоку и связано с ним асфальтированным шоссе с. Бичура - пристань Усть-Харлун. Пристань Усть-Харлун на реке Чикой находится в 12 км от месторождения. Через неё в начале работы разреза осуществлялась значительная часть грузооборота, а в настоящее время этот участок реки в связи с изменением русла реки считается не судоходным.

Основными потребителями продукции являются предприятия и учреждения Бичурского района и г. Улан-Удэ, главными из которых являются ТЭЦ 1, ТЭЦ 2, ТЭЦ 3; а так же Гусинозёрская ГРЭС. Спецификой последних четырёх, является постоянная суточная потребность в топливе. Годовая потребность этих предприятий в твёрдом топливе составляет порядка 170 тыс. тонн.

Окино-Ключевское месторождение приурочено к средней части Эдуйской межгорной впадины - крайней восточной оконечности протяженной Хилок-Чикойской депрессии. С севера впадина обрамлена отрогами Заганского хребта, а с юга - острогами Бичурской гривы.

Рельеф долины характеризуется сглаженными формами, относительные превышения не значительны. Переход к острогам Заганского хребта резкий, ступенеобразный, склоны хребта сильно расчленены непротяженными падями. Относительные превышения над днищем долины 300 м. Восточное замыкание Бичурской Гривы, обрамляющее впадину, значительно эрозировано, склоны мягкие, округлого очертания, полого смыкаются с днищем долины, относительное превышение не более 100 - 150 м.

Площадь месторождения находится на плоском водоразделе рек Хилок и Чикоя. В центральной части водораздел имеет невысокую гряду меридианного направления. На восток от водораздела местность вначале резко понижается, а затем становится почти ровной, с незначительным уклоном к р. Хилок. Площадь участка работ распределена на выровненной поверхности средней части днища долины.

Большая часть впадины занята пахотными землями, пониженные участки с солончаковыми почвами покрыты луговой растительностью. Золовые пески на востоке впадины закреплены сосновыми борами.

На площади впадины расположено несколько сёл: Окино-Ключи, Старые Ключи, Эдуй, Усть-Харлун.

Гидрографическая сеть района представлена крупными реками Чикой и Хилок. Река Чикой протекает с юга на север. Река Хилок в последние два десятилетия значительно обмелела и потеряла судоходное значение, так же как и Чикой. Непосредственно на площади впадины протекает небольшая речка Топка, левый приток р. Хилок. Два небольших озера впадины Тукум и Амбон горько-соленые. Примыкающие к озёрам пониженные участки местности слабо заболочены.

Источниками питьевого и технического водоснабжения в настоящее время служат подземные воды и воды рек Чикой, Хилок и Окино -Ключевская.

Электроэнергией район снабжается централизованным порядком от Восточно-Сибирской энергосистемы через местные подстанции распределения.

Основными путями транспортного сообщения являются шоссейные и грунтовые дороги.

Горная промышленность в районе развита слабо. Имеются несколько карьеров строительных материалов, находящихся в основном в долине реки Хилок, и Окино-Ключевский разрез, разрабатывающийся с 1983 г.

Климат района резко континентальный. Температурный режим характеризуется значительной изменчивостью, не только в течении года, но и суток. Особенно это заметно в летний период. Среднегодовая температура воздуха минус 9 градусов по шкале Цельсия. Средняя продолжительность теплого периода года - 183 дня. Абсолютный минимум температуры воздуха -49˚С, среднее значение из абсолютных минимумов -44˚С. Средняя температура января -20˚С. Дата перехода среднесуточной температуры через 0˚ - 15.04 и 20.10. образование снежного покрова 9.10 - 13.11, разрушение снега - 22.03. - 30.04. продолжительность безморозного периода - 85 дней. Глубина сезонного промерзания пород составляет 200 - 250 см. В районе преобладает в основном ясная погода. Осадки в течении года выпадают неравномерно. Максимум их приходится на летние месяцы (около 70% ), в том числе за июль-август выпадает 60%. Среднегодовое количество осадков 200-375 мм. Зима малоснежная. Мощность снежного покрова до 20 см, иногда снежный покров отсутствует. Район месторождения находится в зоне недостаточного увлажнения. Влажность воздуха летом 55-60 %. Максимальный размер разовых ливней не превышает 20-30 мм. Количество ливней в год - 2 - 3. весенние паводки в пределах участка отсутствуют.

Воздух в районе месторождения имеет минимальное загрязнение промышленными выбросами, чему способствуют показатели ветрового режима - скорость и направление. Основное направление ветров северо-западное (40 - 50 % без учёта штиля). В марте -апреле наблюдаются периодические сильные ветра (до 25 м/с).

Животный мир не отличается богатством. Встречаются косули, изюбры, лисицы, зайцы, белки. В степной зоне обитают грызуны: суслики, тарбаганы и тушканчики.

1.2 Геологическая характеристика месторождения

В геологическом строении Эдуйской впадины и ближайшего горного обрамления принимают участие разновозрастные стратифицированные образования. Они представлены высоко метаморфизованными породами протерозоя, эффузивными и нормальными осадочными породами юрского и мелового возраста. Широким распространением пользуются рыхлые четвертичные отложения.

Осадочными отложениями Окино - Ключевского месторождения относятся к нижнему отделу меловой системы Гусиноозёрской серии, подразделяющиеся, на следующие свиты снизу - верх:

А) Сангинская свита - представлена песчано-алевролитовым составом с редкими прослоями аргиллитов и гравелитов, особенно в низах свиты пользуются алевролиты от серого до чёрного цвета. Сложение их массивное и сложное. Горизонтальная и пологоволнистая сложности пород указывают на спокойные и устойчивые условия накопления осадков.

Песчаники представлены в основном тонко - и мелкозернистыми разностями и связаны с алевролитами постепенными взаимопереходами. Средне - и крупнозернистые, особенно последние, распространены незначительно и большей частью в верхнем горизонте свиты. По составу песчаники кварцполевошпатовые, в наиболее тонкозернистых разновидностях наблюдается присутствие слюд. Цемент глинистый, в маломощных прослоях карбонатно - глинистый.

Б) Селенгинская свита - отложения селенгинской угленосной свиты образуют небольшое поле (распространение 7,5 на 3,5 км) в центральной части впадины. В строении свиты принимает участие широкий набор пород: от мелко - и среднегалечных конгломератов до аргиллитов, среди которых залегают пласты линзы угля.

Наибольшим распространением пользуются песчаники и алевролиты. Песчаники большей частью мелкозернистые, их переходы в алевролиты, близкие по гранулометрическому составу и внешнему облику, весьма обычны. Эта малоконтрастность её строения для целей расчлесления крупнозернистые и не имеют широкого распространения.

Особое положение в строении свиты занимают пласты угля. Контрастность на фоне вмещающих пород, хорошая выдержанность, определили выбор их в качестве маркирующих горизонтов.

Четвертичные и современные отложения на месторождении имеют мощность до 70 - 80 м и распространены повсеместно. Представлены они в основном разнообразными песками монотонного строения. В структурном отношении Эдуйская впадина является частью протяжённой Хилок - Чикойской депрессии. Мезозойская Хилок - Чикойская депрессия в ходе длительного развития претерпела существенные тектонические перестройки. В частности в результате подвижек по поперечным разрывным нарушениям она разделена на ряд более мелких структур.

Вскрышные породы сложены мелко- и крупнозернистыми песчаниками, алевролитами. Подстилающие породы - слюдянистые аргиллиты. Мощность вскрышных пород составляет в среднем 34 м.

Исходя из вышеприведённых характеристик, можно сделать вывод, что все породы имеют низкую механическую прочность, большая части их неводостойкая. Высокая естественная влажность и большая плотность глинистых пород могут привести к проявлению процессов размягчений и оползания, пучения и морозного вспучивания в зимнее время.

Уголь представлен полосчатыми в различной степени окисленными разностями с низкими прочностными характеристиками. Пределы прочности при сжатии, определенные по двум пробам, равны 24,05 и 32,99 кг/см²

Залегание пластов пологопадающее от 6 до 11˚. Строение пласта на западе простое, восточнее он представлен двумя-тремя пачками. Общая мощность породных прослоек в основном составляет 1,5 - 2,0 м. Угольная пачка сложена бурыми углями. Категория по крепости угля по СНиП - II. В процессе экскавации угли не требуют взрывного рыхления.

1.3 Запасы полезного ископаемого

1.3.1 Кондиции к подсчёту запасов

При определении границ технически годного угля за основу принималось физическое состояние угля, зольность, теплотворная способность и содержание гуминовых кислот.

Опытное сжигание угля показали: уголь легко возгорается при температуре 350 - 400˚С, в начале горения интенсивно растрескивается с обильным выделением чёрного дыма, в последующем горит ровным малодымным пламенем. Зола после горения белая, серо-белая, пылеватая, практически не спекается в условиях бытовой печи. На основании имеющихся результатов анализа качества, угли месторождения являются высокозрелыми, низкозольными, бурыми марки Б3. По петрографическим разностям угли полублестящие, полуматовые, матовые. Угли месторождения являются энергетическим топливом для сжигания в топках котельных и бытовых отопительных печах, что способствует росту спроса на него.

.3.2 Качество полезного ископаемого

Влажность

Для характеристики качества углей определялись влага аналитическая (W^a) и максимальная влагоёмкость (W^max). В контуре подсчёта запасов содержание влаги изменяется в приделах от 1,2 до 3,2%, при среднем значении 2,2 %. В зоне развития окисления угля, где пористость значительно повышается, содержание аналитической влаги достигает 9,13%. Некоторое снижение наблюдается в высокозольных углях и угольной саже с максимальной степенью окисления. Каких либо закономерностей в изменении влагоемкости на площади выявлено не установлено. По показателю максимальной влагоёмкости, приравненной к влажности рабочего топлива, угли месторождения характеризуются как среднекачественные.

Зольность

По содержанию золы угли месторождения относятся к среднезольным. Содержание зольности на абсолютно сухое топливо изменяется в широких пределах. Её содержание колеблется от 7,89 до 37,6% и в среднем равна 19,96%.

В результате испытаний было установлено, что максимальную зольность имела проба, включающая породный прослоек мощностью 8 см.

Закономерности изменения зольности на площади установлено не было, но в ряде случаев наблюдалось уменьшение зольности сверху вниз в мощных однородных пачках. Повышение зольности характерно в припочвенной и прикровельнной частях пластов. Значительно повышается зольность в зоне окисления.

Выход летучих веществ на горючую массу (V^г)

Выход летучих веществ характеризует угли месторождения как бурые марки Б3. Средний выход летучих веществ на горючую массу составляет 38,86% при колебаниях от 30,37 до 46,67%. Показатель выхода этих веществ практически не зависит от зольности угля и глубины его залегания. Увеличение выхода летучих веществ до 50 - 55 % устанавливается в зоне интенсивного окисления и сопровождается значительным повышением содержания гуминовых кислот от 25 до 65%.

Теплотворная способность

График зависимости между содержанием гуминовых кислот, характеризующий степень окисления, и теплотой сгорания показывает резкое снижение теплотворной способности глубоко выветрелых разностей , с выходом гуминовых кислот более 20 - 80 %. В границах подсчёта запасов размах колебаний так же значительный - от 6498 до 7827 ккал/кг, при среднем значении 7040 ккал/кг. Низшая теплота сгорания с учётом средних качественных характеристик угля в границах подсчётной части составляет 3913 ккал/кг.

По величине теплотворной способности угли месторождения характеризуются как энергетическое топливо среднего качества. Теплотехнический коэффициент для пересчёта запасов на условное топливо равен 0,559.

Таблица 1.1 - Основные показатели качества угля

Наименование показателей	Содержание в %
	от	до	среднее
Влага аналитическая	1,2	3,2	2,2
Влага рабочего топлива	19,4	27,8	23,97
Зольность угля с учётом 100% засорения внутрипластовыми прослоями	7,89	37,6	19,96
Выход летучих веществ	30,37	46,67	38,86
Содержание гуминовых кислот: а) окисленных углей б) в не окисленных углях	35 0	80 15,5	75 4,4
Теплотворная способность горючей массы не выветрелого угля (ккал/кг)	6498	7827	7040
Объёмный вес угля			1,3

.3.3 Подсчёт запасов

Подсчёт геологических запасов выполняется методом геологических блоков.

где - объём i-го блока, м³;

- площадь i-го блока, м²;

- мощность i-го блока, м.

Все результаты расчётов сведены в таблицу 1.2.

Таблица 1.2 - Запасы ПИ.

Номер блока	Запасы
	Тыс. м³	Тыс. т
1	203,903	265,0739
2	399,45	519,285
3	405,3445	526,94785
4	428,67	557,271
5	1156,054	1502,8702
Сумма	2593,4215	3371,44795

.3.4 Промышленные запасы

Промышленные запасы определяются путём вычитания из геологических запасов потерь полезного ископаемого.

Расчёт нормативного уровня потерь производится в соответствии с «Отраслевой инструкцией по расчёту промышленных запасов для угольных месторождений».

Для определения нормативных показателей потерь при разработке наклонного пласта проводится технико-экономическая оценка 3-х вариантов.

В первом варианте предусмотрена разработка пласта без прихвата пустых пород. Коэффициент засорения (К_З) в этом случае будет равен 0, а коэффициент потерь может быть определён по формуле:

где - ширина добычной заходки, = 10,5 м;

б - угол падения пласта, б = 9°;

m - мощность пласта, m = 10 м.

По второму варианту разработка пласта ведётся без потерь угля, т.е. коэффициент потерь в этом варианте равен 0, а коэффициент засорения может быть определён по формуле:

где г_У - плотность угля, г_У = 1,3 т/м³;

г_В- плотность породы, г_В= 1,8 т/м³.

По третьему варианту разработка пласта предусматривается с равным соотношением коэффициентов потерь и засорения.

Все результаты расчётов сведены в таблицу 1.3.

По результатам вариантов разработки пласта (Таблица 1.3) установлено, что наиболее экономичным является вариант I , по которому достигается наибольшая величина прибыли на 1 т погашенных запасов, равная 281 руб. Следовательно, нормативный коэффициент потерь для рассматриваемых условий разработки наклонного пласта будет равняться 0,16, a коэффициент засорения - 0.

Определим нормативные потери полезного ископаемого:

где З_Г- геологические запасы, З_Г = 3371447,95 т;

Определяем промышленные запасы угля:

Таблица 1.3 - Результаты расчётов нормативных потерь полезного ископаемого

Показатели	Условные обозначения и формулы расчёта	Технико-экономические показатели по вариантам




		I	II	III
1. Балансовые запасы, тыс. т		1000	1000	1000
2. Зольность балансовых запасов, %		20	20	20
3. Зольность породы, засоряющей уголь, %		70	70	70

4. Коэффициент потерь		0,16	0	0,082
5. Коэффициент засорения		0	0,186	0,082
6. Количество добытого угля, тыс. т		835	1228	1000

7. Зольность добытого угля, %		20	29,3	24,12
8. Оптовая цена 1 т угля со средней расчётной нормой по золе, А = 28%, руб.		730	730	730


9. То же самое по конкретному участку месторождения с учётом зольности добытого угля, руб.		876	706	800,8



10. Себестоимость добычи 1 т угля, руб/т		540	540	540

11. Величина прибыли на 1 т добытого угля, руб.		336	166	260,8

12. То же самое на 1 т погашенных балансовых запасов, руб.		281	204	260,8

2. Основные положения проекта

.1 Углы откосов бортов карьера

Нерабочий борт карьера

Конструкция и параметры нерабочих бортов карьера должны удовлетворять требования устойчивости и размещения на них необходимых площадок. В нормах технологического проектирования для карьеров рекомендуется определять угол наклона бортов карьера, по аналогии с эксплуатируемыми месторождениями принимается равным 45°.

Рабочий борт карьера

Углы откосов рабочих бортов определяются в соответствии с параметрами элементов системы разработки (высота уступа Ну = 5 м и ширина рабочей площадки Врп = 26 м, угол откоса уступа б - 80 градусов), определяется по формуле:

.2 Границы карьера

Глубина карьера определяется почвой пласта и в среднем составит 75 м.

Длина карьера в плане в конечном контуре составит 1060 м, а ширина - 700 м.

Объём вскрышных пород в контуре карьера составит - 67981877 м³, а объём полезного ископаемого - 25178473 м³ (2832016 т).

Средний коэффициент вскрыши - 2,7 м³/т.

.3 Горно-геометрический анализ

Исходные данные:

Топографический план поверхности месторождения (лист 1);

Геологические разрезы (лист 2).

Порядок выполнения ГГА

На геологических разрезах выполняем разбивку на рабочие горизонты, высота горизонта равняется 10 м. Место расположения разрезной траншей закладывается по висячему боку залежи, на контакте с полезным ископаемым. Минимальная ширина рабочей площадки принимается для данного оборудования равной 30 метрам, минимальная ширина разрезной траншеи 25 м из условия безопасного размещения выемочно-транспортирующего оборудования (тупиковая схема подачи автосамосвалов к выемочному оборудованию).

Рассматриваем вариант отработки карьерного поля с максимальным углом рабочей зоны (ц=мах), для данных условий ведения работ ц = 11°.

Производим подсчет площадей вскрыши и полезного ископаемого по этапам. Результаты сводим в таблицу 2.1

Таблица 2.1 - Результаты ГГА

Этап	Сечение	Площадь, тыс. м²		Расстояние между сечениями, м		Объём, тыс. м³
		Вскрыша	ПИ			Вскрыша	ПИ
1	2	3	4	5	6	7	8
ГКР		4,342	0,285	20	-	86,84	6
	1				40	170,76	11,56
	2	4,196	0,293	79		336,85	46,33
	4	4,332	0,88		80	285,2	61,2
	6	2,798	0,65	115		295,837	49,68
	8	2,347	0,214		77	160,19	18,90
	9	1,814	0,277	38		68,932	10,52
					-	1404,62	203,90
1		3,948	0,685	20	-	78,96	13,7
	1				40	174,84	31,5
	2	4,794	0,89	79		357,19	97,20
	4	4,249	1,571		80	268,4	95,28
	6	2,461	0,811	115		282,49	84,06
	8	2,452	0,651		77	187,57	51,55
1	2	3	4	5	6	7	8
	9	2,42	0,688	38		91,96	26,144
					-	1441,42	399,45
2		5,003	0,616	20	-	100,06	12,32
	1				40	217,74	30,68
	2	5,884	0,918	79		448,48	95,03
	4	5,47	1,488		80	348,28	91,4
	6	3,237	0,797	115		378,52
	8	3,346	0,743		77	261,68	58,17
	9	3,451	0,768	38		131,13	29,18
					-	1885,90	405,34
3		6,227	0,614	20	-	124,54	12,28
	1				40	288,76	30,6
	2	8,211	0,916	79		603,28	99,97
	4	7,062	1,615		80	449,92	95,92
	6	4,186	0,783	115		489,55	92,11
	8	4,328	0,819		77	333,91	64,87
	9	4,345	0,866	38		165,11	32,90
					-	2455,07	428,67
4		5,595	1,362	20	-	111,9	27,24
	1				40	214,5	60,02
	2	5,13	1,639	79		399,819	215,98
	4	4,992	3,829		80	374,88	238,48
	6	4,38	2,133	115		496,915	280,37
	8	4,262	2,743		77	320,51	220,52
	9	4,063	2,985	38		154,39	113,43
					-	2072,92	1156,05
Сумма	-	-	-	449		6798,18	2517,84

Используя данные таблицы 2.1, строим график накопленных объемов по этапам отработки (рисунок 2.1). На основе графика накопленных объёмов и с учётом проектной производительностью карьера по полезному ископаемому строим график режима горных работ (рисунок 2.2). Проектная производительность карьера по полезному ископаемому 200 тыс. т. (154 тыс. м³). В первый год работы проектная производительность по полезному ископаемому принимается равной 150 тыс. т. (115 тыс. м³). Производим регулировку объёмов вскрыши и получаем окончательный график режима горных работ (рисунок 2.3).

Объемы вскрыши и полезного ископаемого по годам отработки сведены в таблицу 2.2.

Таблица 2.2 Годовые объемы вскрыши и добычи полезного ископаемого.

Года отработки месторождения	Годовые объемы, тыс. м³
	Вскрыша	Полезное ископаемое
1	695	115
2 - 8	695	154
9	465	154
10	358	154
11	303,5	154
12	269	154
13	244	154
14	225	154
15	219	154
16	219	180
Сумма	6798	2517

В период отработки месторождения выделены 8 этапов с изменением годовых объемов вскрышных пород, приходящихся на постоянную производительность карьера по полезному ископаемому.

Рисунок 2.1 График накопленных объёмов

Рисунок 2.2 График режима горных работ

Рисунок 2.3 Отрегулированный график режима горных работ

.4 Производительность карьера

.4.1 Производительность карьера по полезному ископаемому

Производительность карьера по полезному ископаемому обуславливается потребностью добываемого сырья. В данном районе эта потребность составляет около 197 тыс. т. угля в год. На основании выше изложенного, годовая производительность карьера по полезному ископаемому принимается равная 200 тыс. т/год.

Принятая производительность проверяется по горнотехническим возможностям карьерного поля:

где h - скорость понижения горных работ, h = 6 м/год;

s - горизонтальная площадь ПИ, s = 40500 м²;

г - плотность полезного ископаемого, г = 1,3 т/м³;

k_И - коэффициент извлечения, k_И = 0,84

Данное условие выполнилось, значит, карьер сможет обеспечивать принятую проектом годовую производительность.

.4.2 Производительность карьера по вскрышным породам

Производительность карьера по вскрыше связана с производительностью по полезному ископаемому, а также зависит от коэффициента вскрыши. Поэтому производительность по вскрыше м³/год можно определить по формуле:

где k_В.СРЕД.-средний коэффициент вскрыши, k_В.СРЕД = 2,7

3. Вскрытие рабочих горизонтов карьера

.1 Выбор и обоснование способа и схем вскрытия

Целью вскрытия карьерного поля является создание транспортной связи рабочих горизонтов со складом полезного ископаемого и отвалом.

Месторождение представлено пластом, средняя мощность которого составляет 11 м, а угол падения - 9°. На основе ранее изложенного и с учётом того, что система разработки транспортная (обоснование системы разработки приведено в разделе 4.1), принимаем траншейный способ вскрытия карьерного поля.

Вскрытие осуществляется путем проведения капитальных и разрезных траншей для создания доступа к полезному ископаемому с помощью системы транспортных коммуникаций.

3.2 Руководящий уклон. Форма трассы

В карьере принят автомобильный транспорт, поэтому принимаем руководящий уклон 70‰ (СНиП 2.05.07-91(1996) - «Промышленный транспорт»).

Так как длина фронта горных работ позволяет разместить трассу на одном борту карьера (на нерабочем), то принимается простая форма трассы.

.3 Параметры траншей

.3.1 Капитальные траншеи

Капитальная траншея по вскрышным породам

Проведение капитальной траншеи будет осуществлять погрузчик ТО - 11 с погрузкой горной массы в автосамосвалы БелАЗ-540, при тупиковой схеме разворота автосамосвала в траншее.

Для капитальных траншей в мягких порода угол откоса её борта не должен превышать 60°. Поэтому, угол откоса бортов траншеи принимается равным 60°.

Ширина капитальной траншеи по низу рассчитывается из условия обеспечения безопасного двуполостного движения по траншеи по следующей формуле:

где В_ПД - ширина полосы движения, В_ПД = 9,5 м.;

m - безопасное расстояние, m = 1 м.;

К - ширина водосточной канавы, К = 1,5 м.

Рассчитанную ширину траншеи по низу проверяем на соответствие параметрам разворота автосамосвала по ЕПБ.

где m - безопасное расстояние от нижней бровки откоса борта траншей до кромки автосамосвала, m=1 м;

Rа - радиус поворота автосамосвала, Rа=10 м ;

b_a - ширина автосамосвала, в=4,4 м ;а - длина автосамосвала, lа =7,1 м.

Принимаем ширину траншеи по низу равную 21,5 м, т.к. это значение удовлетворяет обоим условиям.

Глубина проведения капитальной траншеи равна высоте разрабатываемых уступов 5 м.

Длина капитальной траншеи определяется по формуле:

где i - уклон капитальной траншеи, i =0,07;

Н_ТР - глубина проведения траншеи, Н_ТР = 5 м.

Определяем объем капитальной траншеи методом вертикальных сечений:

где S_ТР - площадь поперечного сечения траншеи,

Капитальная траншея по полезному ископаемому

Проведение разрезной траншеи будет осуществлять экскаватором Э - 2503 с погрузкой полезного ископаемого в автосамосвалы БелАЗ-540, при тупиковой схеме разворота автосамосвала в траншее.

где В_ПД - ширина полосы движения, В_ПД = 9,5 м.;

m - безопасное расстояние, m = 1 м.;

К - ширина водосточной канавы, К = 1,5 м.

Рассчитанную ширину траншеи по низу проверяем на соответствие параметрам разворота автосамосвала по ЕПБ и по размещению экскаватора в траншее.

Проверка на соответствие параметрам разворота автосамосвала в траншее по ЕПБ:

где m - безопасное расстояние от нижней бровки откоса борта траншей до кромки автосамосвала, m=1 м;

Rа - радиус поворота автосамосвала, Rа=10 м ;

b_a - ширина автосамосвала, в=4,4 м ;а - длина автосамосвала, lа =7,1 м.

Проверка по размещению экскаватора в траншее:

Принимаем ширину траншеи по низу равную 21,5 м, т.к. это значение удовлетворяет всем трём условиям.

Глубина проведения капитальной траншеи равна высоте разрабатываемых уступов - 6 м.

Длина капитальной траншеи определяется по формуле:

где i - уклон капитальной траншеи, i =0,07;

Н_ТР - глубина проведения траншеи, Н_ТР = 6 м.

Определяем объем капитальной траншеи методом вертикальных сечений:

где S_ТР - площадь поперечного сечения траншеи,

.3.2 Разрезные траншеи

Разрезная траншея по вскрышным породам

Длина разрезной траншеи по вскрышным породам принимается 449 м.

Объем разрезной траншеи:

где S_ТР - площадь поперечного сечения траншеи,

Остальные параметры разрезной траншеи аналогичны параметрам капитальной траншеи, т.к. они проходятся одним выемочно-транспортным оборудованием.

Разрезная траншея по полезному ископаемому

Длина разрезной траншеи по полезному ископаемому принимается равной длине карьерного поля и равняется 449 м.

Объем разрезной траншеи:

где S_ТР - площадь поперечного сечения траншеи,

.4 Объём горно-капитальных работ

Объёмы проектных горно-капитальных горных работ должны обеспечить нормативный объём подготовленных запасов. Проектом в горно-капитальные работы включены:

капитальные траншеи на горизонты 620, 615, 610, 605,600.

разрезные траншеи на горизонтах 625, 620, 615,610, 605, 600.

разнос бортов траншеи на горизонтах 625, 620, 615,610, 605, 600.

Объём подготовленных запасов на момент сдачи разреза в эксплуатацию составляет 16700 т.

График горно-капитальных работ представлен на листе 2.

.5 Экономическая часть к разделу «Вскрытие рабочих горизонтов карьера»

Таблица 3.1 - Расчет затрат на вскрытие

Наименование работ	Объем работ, тыс. м³	Себестоимость 1 м³, руб	Сумма затрат, руб.
Выемка и погрузка горной массы	59,09	45	2 659,10
Итого			2 659,10
Накладные при хоз. строительстве - 11,4 %			303,10
Всего затрат с учетом накладных			303,10
Плановые накопления - 8 %			212,70
Всего			3 174,90

4. Система разработки

.1 Обоснование и выбор системы разработки

Так как месторождение характеризуется средними по сложности горнотехническими условиями, позволяющими вести отработку открытым способом; а карьер - не долгим сроком службы и небольшой годовой производительностью, то проектом принимается открытый способ ведения горных работ с транспортной системой разработки и внешним отвалообразованием.

.2 Схема комплексной механизации

К рассмотрению в проекте принимается следующее выемочно-транспортное оборудование:

на добычных работах - экскаватор Э - 2503 и автосамосвал БелАЗ - 540

на вскрышных работах - погрузчик ТО - 11 и автосамосвал БелАЗ - 540

Расчёт схемы комплексной механизации приведён в пунктах 4.3 и 4.4.

.3 Добычные работы

Норма выработки на погрузку полезного ископаемого экскаватором Э - 2503 в смену, при погрузке горной массы в автосамосвал БелАЗ - 540

Сменная норма выработки экскаватора Э - 2503 при погрузке горной массы в автосамосвалы БелАЗ-540 рассчитывается по формуле:

где Т_см- продолжительность смены, Т_см= 480 мин;

Т_пз - продолжительность подготовительно-заключительных операций, Т_пз= 31 мин;

Т_об- время на обслуживание рабочего места (входит в продолжительность подготовительно - заключительных операций);

Т_лн - время на личные надобности, мин;

V_а- объём горной массы в кузове автосамосвала, м³;

t_уп- норматив на установку автосамосвала под погрузку, мин;

t_ож- норматив времени на ожидание автосамосвала, мин;

t_п- норматив времени на погрузку автосамосвала, мин.

где t_оп - оперативное время на цикл погрузки, с;

n_Ц- количество циклов экскаватора на погрузку одного автосамосвала,

где Е - вместимость ковша экскаватора, м³;

К_э- коэффициент экскавации;

К_П - поправочный коэффициент,

где К₁, К₂…К_n - поправочные коэффициенты, учитывающие изменение нормы выработки в результате отклонения условий работы от принятых при нормировании.

Все необходимые данные и результаты расчётов сведены в таблицу 4.1.

Таблица 4.1 - Результаты расчётов производительности экскаватора Э - 2503

Наименование показателей	Обозначение	Ед. измерения	Значение
Продолжительность смены	Тсм	мин.	420
Продолжительность перерывов по технологическим и организационным причинам	Тпт	мин.	10
Время на подготовитель-заключительные операции	Тпз	мин.	31
Время на личные надобности	Тлн	мин.	10
Время на обслуживание рабочего места	Тоб	мин.	0
Объём горной массы в кузове автосамосвала	Vа	м3	12,5
Время установки под погрузку	tуп	мин.	0,8
Время ожидания автосамосвала	tож	мин.	7,2
Время погрузки	tп	мин.	2,4
Продолжительность цикла экскаватора	tопц	с	22
Количество циклов экскаватора для погрузки	nц	-	7
Вместимость ковша экскаватора	м3	2,5
Коэффициент экскавации	Кэ	-	0,7
Сменная производительность экскаватора	Q'см	м3/смен	1561
Коэффициент перевода продолжительности смены	К1	-	0,875
Коэффициент, учитывающий подчистку площадки бульдозером	К2	-	0,92
Коэффициент, учитывающий снижение производительности в зимнее время	К3	-	0,85
Коэффициент, учитывающий работу экскаватора с углом поворота более 140°	К4	-	0,9
Сменная производительность экскаватора с учётом поправок	Qсм	м3/смену	961

Суточная производительность экскаватора равна:

где n - количество рабочих смен в сутки.

Годовая производительность экскаватора будет определяться по формуле:

где Т_ВЫХ - число праздничных и выходных дней в году, сут.;

Т_КЛ- число дней простоя в году по природно-климатическим условиям, сут.;

Т_ТЕХН - число дней простоя, обусловленное технологическими и организационными причинами, сут.

Т_ППР - число дней простоя по планово-предупредительным ремонтам в год, сут.

где Т_СУММ - суммарная продолжительность простоя оборудования в ремонтном цикле

где t_ТЕК, t_СР, t_КАП, t_МЕС, t_ОС - продолжительность соответственно текущего, среднего, капитального, месячного ремонта и сезонного обслуживания

Т_Ц - продолжительность межремонтного цикла, лет.

где количество выходных и праздничных дней в месяце при прерывной рабочей неделе работы оборудования, сут.

N_МЕС - количество месяцев работы оборудования внутри ремонтного цикла

где Q_КАП - наработка экскаватора на капитальный ремонт, м³;

К_ПОПР - поправочный коэффициент к приведённому объёму на условия работы;

Q_МЕС - месячная производительность экскаватора, м³/мес

Определяем количество экскаваторов для выполнения годовых объемов. Расчет ведем по плановому объёму полезного ископаемого.

где К_р - коэффициент резерва;

Q_ПИ - годовая производительность карьера по полезному ископаемому.

Все необходимые данные и результаты расчётов сведены в таблицу 4.2.

Таблица 4.2 - Результаты расчётов производительности экскаватора Э - 2503

Наименование показателей	Обозначение	Ед. измерения	Значение
1	2	3	4
Сменная производительность экскаватора с учётом поправок	Qсм	м³/смену	961
Количество рабочих смен в течение суток	n	-	1
Суточная производительность экскаватора	Qсут	м3/сут	961
Продолжительность месячного ремонта	tмес	сут.	2
Месячная производительность экскаватора	Qмес	м3/мес.	27874
Число праздничных и выходных дней в году	Твых	сут.	0
Продол-ть простоев по природно-климатическим причинам	Ткл	сут.	18
Продол-ть простоев по технологическим и организационным причинам	Ттехн	сут.	10
Простои по плановопредупредительным ремонтам	Тппр	сут.	32
Продолжительность текущего ремонта	tтек	сут.	12
Продолжительность среднего ремонта	tсред	сут.	25
Продолжительность капитального ремонта	tкап	сут.	40
Сезонное обслуживание	toc	сут.	2
Количество месяцев работы оборудования внутри ремонтного цикла	Nмес	мес.	177
Продолжительность межремонтного цикла	Тц	лет	14,6
Годовой фонд времени работы экскаватора	Тг	сут.	305
Наработка на капитальный ремонт	Qкап	м³	4200000
Суммарная продолжительность простоя оборудования в ремонтном цикле	Тсумм	сут.	468
Годовая производительность экскаватора	Qгод	м3/год	293093
Годовая производительность экскаватора	Qгод	т/год	225456
Плановая производительность карьера по ПИ	Qпи	т/год	200000
Коэффициент резерва	Кр	-	1,15
Необходимое количество экскаваторов	Nэ	Ед.	1

Норма выработки на транспортирование полезного ископаемого автосамосвалом БелАЗ-540 в смену, при погрузке горной массы экскаватором Э - 2503

Сменная норма выработки автосамосвала БелАЗ - 540 на транспортировке полезного ископаемого будет определяться по формуле:

где Т_СМ - продолжительность смены, принятая для нормирования, мин.;

Т_ПЗ - продолжительность подготовительно-заключительных операций, мин.;

Т_ТП - продолжительность перерывов в работе по технологическим и организационным причинам, мин.;

Т_ЛН - перерывы в работе на личные надобности водителя, мин.;- объём горной массы в кузове автосамосвала, м3;

t_Р- время рейса автосамосвала, мин;

где L - расстояние транспортирования, км;

V - средняя скорость движения автосамосвала, км/ч;

t_УП- норматив на установку автосамосвала под погрузку, мин;

t_ОЖ- норматив времени на ожидание автосамосвала, мин;

t_РАЗ- норматив времени на разгрузку автосамосвала, мин;

t_УР- норматив времени на установку автосамосвала для разгрузки, мин

t_П- норматив времени на погрузку автосамосвала, мин.

где t_оп - оперативное время на цикл погрузки, с;

n_Ц- количество циклов экскаватора на погрузку одного автосамосвала,

где Е - вместимость ковша экскаватора, м³;

К_э- коэффициент экскавации;

К_П - поправочный коэффициент,

где К₁, К₂…К_n - поправочные коэффициенты, учитывающих изменение нормы выработки в результате отклонения условий работы от принятых при нормировании.

Все необходимые данные и результаты расчётов сведены в таблицу 4.3.

Таблица 4.3 - Результаты расчётов производительности автосамосвала БелАЗ - 540

Наименование показателей	Обозначение	Ед. измерения	Значение
Продолжительность смены	Тсм	мин.	420
Время на подготовитель-заключительные операции	Тпз	мин.	37
Время на личные надобности	Тлн	мин.	10
Объём горной массы в кузове автосамосвала	Vа	м3	12,5
Время рейса	Тр	мин.	8,2
Дальность транспортирования	L	км	1
Средняя скорость движения	Vдв	км/час	35
Время погрузки	tп	мин.	2,4
Время разгрузки	tраз	мин.	0,8
Время установки под погрузку	tуп	мин.	0,8
Время установки под разгрузку	tур	мин.	0,5
Время на взвешивание	tвзв	мин.	0
Время ожидания погрузки	tожп	мин.	0,2
Продолжительность цикла экскаватора	tопц	с	22
Количество циклов экскаватора для погрузки	nц	-	7
Вместимость ковша экскаватора	Е	м3	2,5
Коэффициент экскавации	Кэ	-	0,7
Сменная производительность автосамосвала	Н'в	м3/смен	663
Коэффициент использования автосамосвала	К1	-	0,92
Коэффициент, учитывающий подчистку площадки бульдозером	К2	-	0,9
Коэффициент работы в зимнее время	К3	-	0,81
Коэффициент перевода продолжительности смены	К4	-	0,875
Взрывные работы	К5	-	1
Сменная производительность автосамосвала с учётом поправок	Нв	м3/смену	389
Сменная производительность автосамосвала с учётом поправок	Нв	т/смену	299

Определяем необходимое число автосамосвалов. Расчёт ведём из условия обеспечения автосамосвалами сменного грузопотока

где Н_В - сменная производительность автосамосвала, м³/смен;

К_Р - коэффициент резерва;

Р - необходимый сменный грузопоток, м³/смен.

где Т_г - годовой фонд времени работы экскаватора, сут;

n - количество рабочих смен в сутки.

Все необходимые данные и результаты расчётов сведены в таблицу 4.4.

Таблица 4.4 - Результаты расчётов производительности автосамосвала БелАЗ - 540

Наименование показателей	Обозначение	Ед. измерения	Значение
Сменная производительность автосамосвала с учётом поправок	Нв	м3/смену	389
Сменная производительность автосамосвала с учётом поправок	Нв	т/смену	299
Количество рабочих смен в сутки	n	-	1
Плановая производительность карьера по ПИ	Qпи	т/год	200000
Необходимый сменный грузопоток	Р	м3/смен	853
Коэффициент резерва	Кр	-	1,15
Необходимое число автосамосвалов	Na	Ед.	3

4.4 Вскрышные работы

Норма выработки на разработку и погрузку пород вскрыши погрузчика ТО - 11 в смену, при погрузке горной массы в автосамосвалы БелАЗ - 540

Сменная норма выработки (м³/см) на разработку и погрузку горных пород в автосамосвалы определяется по формуле:

где Т_см - продолжительность смены, Т_см= 480 мин.;

Т_пз - норматив времени на подготовительно-заключительные операции на смену, мин;

Т_лн - норматив времени на личные надобности на смену, мин;

Т_в - норматив вспомогательного времени на 100 м³ горной массы в плотном состоянии, мин;

Т_о - норматив основного времени на 100 м³ горной массы в плотном состоянии, мин;

где Va - объём горной массы в кузове автосамосвала, м3;

Т_па - продолжительность погрузки автосамосвала, мин;

где t_ц - продолжительность цикла погрузки, мин;_ц - количество циклов, выполняемых погрузчиком для загрузки одного самосвала;

где Е - объем породы в ковше погрузчика, м³;

К_р - коэффициент разрыхления горных пород;

К_н - коэффициент наполнения ковша.

Все необходимые данные и результаты расчётов сведены в таблицу 4.5.

где n - количество рабочих смен в сутки.

Годовая производительность экскаватора будет определяться по формуле:

где Т_ВЫХ - число праздничных и выходных дней в году, сут.;

Т_КЛ- число дней простоя в году по природно-климатическим условиям, сут.;

Т_ТЕХН - число дней простоя, обусловленное технологическими и организационными причинами, сут.

Т_ППР - число дней простоя по планово-предупредительным ремонтам в год, сут.

Таблица 4.5 - Результаты расчётов производительности погрузчика ТО - 11

Наименование показателей		Обозначение	Ед. измерения			Значение
1		2	3			4
Продолжительность смены		Тсм	мин.			480
Время на подготовитель-заключительные операции		Тпз	мин.			51
Время на личные надобности		Тлн	мин.			10
Норматив основного времени на 100 м3 горной массы в плотном состоянии		То	мин.			68,1
Норматив вспомогательного времени на 100 м3 горной массы в плотном состоянии		Тв	мин.			4,24
Продолжительность погрузки автосамосвала		Тпа	мин.			8,5
Объём породы в кузове автосамосвала		Vа	м³			12,5
Продолжительность цикла погрузки		tц	мин.			0,89
Количество циклов, выполняемых для загрузки одного самосвала		nц	-			10
Коэффициент разрыхления пород		Кр	-			1,3
Коэффициент наполнения ковша		Кн	-			0,85
Объём породы в ковше погрузчика	Е			м3	2
Сменная норма выработки погрузчика при погрузке самосвалов	Н'в			м³/смену	596
Коэффициент перевода продолжительности смены	Кп			-	1,0
Сменная производительность погрузчика с учётом поправок	Нв			м³/смену	581,6

Т_СУМ - суммарная продолжительность простоя оборудования в ремонтном цикле

где Т₁, Т₂, Т₃, К - продолжительность ремонта соответственно 1-го текущего, 2-го текущего, 3-го текущего и капитального, час.;

Т_РЦ - общая продолжительность ремонтного цикла, лет;

где Т_М - продолжительность и месячного ремонта, сут;

Т_ВПМ - количество выходных и праздничных дней в месяце, сут;

N_МЕС - количество месяцев работы погрузчика внутри ремонтного цикла:

где V_к - приведённый объём наработки на капитальный ремонт, м³;

Определяем количество экскаваторов для выполнения годовых объемов. Расчет ведем по плановому объёму вскрышных работ.

где К_р - коэффициент резерва;

Q_ВСК.Г- годовая производительность карьера по полезному ископаемому.

Все необходимые данные и результаты расчётов сведены в таблицу 4.6.

Таблица 4.6 - Результаты расчётов производительности погрузчика ТО - 11

Наименование показателей	Обозначение	Ед. измерения	Значение
Сменная производительность погрузчика с учётом поправок	Нв	м3/смену	581,6
Количество рабочих смен в течении суток	n	-	2
Суточная производительность погрузчика	Qсут	м3/сут	1163
Продолжительность месячного ремонта	Тмес	сут.	1
Месячная производительность экскаватора, м3/мес	Qмес	м3/мес.	34896
Число праздничных и выходных дней в году	Твых	сут.	0
Продол-ть простоев по природно-климатическим причинам	Ткл	сут.	18
Продол-ть простоев по технологическим и организац. причинам	Ттех	сут.	10
Простои по плановопредупредительным ремонтам	Тппр	сут.	6
Суммарная продолжительность простоя оборудования в ремонтном цикле	Тсум	сут.	26,5
Продолжительность капитального ремонта	К	сут.	12
Продолжительность текущего ремонта 1	Т1	сут.	0,5
Продолжительность текущего ремонта 2	Т2	сут.	1,5
Продолжительность текущего ремонта 3	Т3	сут.	2
Продолжительность ремонтного цикла	Трц	лет	5
Количество месяцев работы оборудования внутри ремонтного цикла	Nмес	мес.	57
Наработка на капитальный ремонт	Va	м3	2000000
Годовой фонд времени работы погрузчика	Тг	сут.	319
Годовая производительность погрузчика	Qгод	м3/год	371375
Годовая производительность карьера по вскрыше	Qвск.г	м3/год	506000
Коэффициент резерва	Кр	-	1,15
Количество погрузчиков	Nп	ед.	2

Норма выработки на транспортирование пород вскрыши автосамосвалом БелАЗ-540 в смену, при погрузке горной массы погрузчиком ТО - 11

Сменная норма выработки автосамосвала БелАЗ - 540 на транспортировке пород вскрыши будет определяться по формуле:

где Т_СМ - продолжительность смены, принятая для нормирования, мин.;

Т_ПЗ - продолжительность подготовительно-заключительных операций, мин.;

Т_ТП - продолжительность перерывов в работе по технологическим и организационным причинам, мин.;

Т_ЛН - перерывы в работе на личные надобности водителя, мин.;- объём горной массы в кузове автосамосвала, м3;

t_Р- время рейса автосамосвала, мин;

где L - расстояние транспортирования, км;

V - средняя скорость движения автосамосвала, км/ч;

t_УП- норматив на установку автосамосвала под погрузку, мин;

t_ОЖ- норматив времени на ожидание автосамосвала, мин;

t_РАЗ- норматив времени на разгрузку автосамосвала, мин;

t_УР- норматив времени на установку автосамосвала для разгрузки, мин

t_П- норматив времени на погрузку автосамосвала, мин.

где t_оп - оперативное время на цикл погрузки, с;

n_Ц- количество циклов экскаватора на погрузку одного автосамосвала,

где Е - вместимость ковша экскаватора, м³;

К_э- коэффициент экскавации;

К_П - поправочный коэффициент,

Все необходимые данные и результаты расчётов сведены в таблицу 4.7.

Таблица 4.7 - Данные и результаты расчётов производительности автосамосвала БелАЗ - 540

Наименование показателей	Обозначение	Ед. измерения	Значение
1	2	3	4
Продолжительность смены	Тсм	мин.	480
Время на подготовитель-заключительные операции	Тпз	мин.	37
Время на личные надобности	Тлн	мин.	10
Объём горной массы в кузове автосамосвала	Vа	м3	12,5
Время рейса	Тр	мин.	18,0
Дальность транспортирования	L	км	2
Средняя скорость движения	Vдв	км/час	35
Время погрузки	tп	мин.	1,8
Время разгрузки	tраз	мин.	0,8
Время установки под погрузку	tуп	мин.	0,8
Время установки под разгрузку	tур	мин.	0,5
Время на взвешивание	tвзв	мин.	0
Время ожидания погрузки	tожп	мин.	0,2
Продолжительность цикла погрузчика	tопц	с	53,4
Количество циклов погрузчика для погрузки	nц	-	10
Вместимость ковша погрузчика	Е	м³	2
Коэффициент экскавации	Кэ	-	0,6
Сменная производительность автосамосвала	Н'в	м³/смен	301
Коэффициент использования автосамосвала	К1	-	0,9
Коэффициент, учитывающий подчистку площадки бульдозером	К2	-	1
Коэффициент работы в зимнее время	К3	-	0,81
Коэффициент перевода продолжительности смены	К4	-	1
Сменная производительность автосамосвала с учётом поправок	Нв	м³/смену	219

где Н_В - сменная производительность автосамосвала, м³/смен;

К_Р - коэффициент резерва;

Р - необходимый сменный грузопоток, м³/смен.

где Т_г - годовой фонд времени работы погрузчика, сут;

n - количество рабочих смен в сутки.

Все необходимые данные и результаты расчётов сведены в таблицу 4.8.

Таблица 4.8 - Результаты расчётов производительности автосамосвала БелАЗ - 540

Наименование показателей	Обозначение	Ед. измерения	Значение
Сменная производительность автосамосвала с учётом поправок	Нв	м3/смену	219
Количество рабочих смен в сутки	n	-	2
Плановая производительность карьера по вскрыше	Qвск.г	м3/год	695000
Необходимый сменный грузопоток	Р	м3/смен	1088
Коэффициент резерва	Кр	-	1,15
Необходимое число автосамосвалов для транспортировки вскрышной породы и полезного ископаемого	Ед.	6

.5 Элементы системы разработки

. Высота уступа: по требованиям безопасности ведения работ высота уступа не должна превышать максимальной высоты черпания погрузчика. Н_Ч._MAX = 5,5 м. Принимаем высоту - 5 м.

Н_У = 5 м

. Ширина заходки погрузчика: ширина заходки погрузчика принимается равной ширине заходки добычного экскаватора:

А_П= (1,5ч1,7)R_чу.Э=1,6∙6,5=10,5 м.

. Ширина рабочей площадки: ширина рабочей площадки будет определяться по формуле

Ш_рп=А+3С+Т+П+Z

где С - безопасное расстояние, С = 1 м;

Т - транспортная полоса, Т = 5 м;

П - полоса для размещения вспомогательного оборудования, П = 6 м.- призма возможного обрушения, Z = 1,5 м.

Ш_рп=А+3С+Т+П+Z=10,5+3∙1+5+6+1,5=26 м.

. Минимальная длина блока: минимальная длина блока принимается равной длине карьерного поля и равняется 449 м.

. Фактическая длина блока:

где N_Э - количество вскрышных экскаваторов, n_РЭ = 2;

L_КП - длина карьерного роля, L_КП = 449 м;

n_РГ - количество рабочих горизонтов, n_РГ = 4.

. Скорость понижения горных работ:

где Ну - высота уступа, Ну = 5 м;

Т - время подготовки горизонта.

где Vрт - объем разрезной траншеи, м3

о - объём по расширению разрезной траншеи, м3

. Скорость подвигания фронта горных работ:

.6 Обоснование выбора автосамосвала. Специальный вопрос

Обоснование выбора автосамосвала производится по наименьшим приведенным затратам на 1 т перевозимой породы. В качестве конкурирующих вариантов принято следующее оборудование:

вариант - карьерный автосамосвал БелАЗ-540

вариант - карьерный автосамосвал HD325-6 (Komatsu)

вариант - карьерный автосамосвал TA 230 Litronic (Liebherr)

Самосвалы по всем вариантам имеют близкие технические характеристики, так г/п у БелАЗ-540 равна 27 т; для HD325-6 (Komatsu) 30 т и для TA 230 Litronic (Liebherr) 30 т.

Таблица 4.9 - Капитальные затраты по трем вариантам

Вид оборудования	Кол-во	Цена 1 единицы, тыс. руб.	Дополнительные затраты, тыс. руб.				Балансовая стоимость, тыс. руб.	Общая стоимость, тыс. руб.
			з.ч.	т.у.	д.	м.
1 вариант
БелАЗ-540	9	7 120,0	142	85	178	712	8 237,8	74 140,6
Итого								74 140,6
2 вариант
HD325-6 (Komatsu)	7	12 210,0	244	147	305	1 221	14 127,0	98 888,8
Итого								98 888,8
3 вариант
TA 230 Litronic (Liebherr)	8	28 560,0	571	343	714	2 856	33 043,9	264 351,4
Итого								264 351,4

Таблица 4.10 - Амортизационные отчисления

Наименование оборудования	Кол-во	Балансовая стоимость, тыс. руб.	Норма амортизации, %	Сумма отчислений, тыс. руб.
1 вариант
БелАЗ-540	9	7 120,0	20	12 816,0
Итого				12 816,0
2 вариант
HD325-6 (Komatsu)	7	12 210,0	18	15 384,6
Итого				15 384,6
3 вариант
TA 230 Litronic (Liebherr)	8	28 560,0	12	27 417,6
Итого				27 417,6

Таблица 4.11 - Расчет заработной платы

Водитель автосамосвала	З/п в мес., тыс. руб.	Штат в сутки, чел	Явочный, чел	Премия, 50 %	Ночные, бригадирск, 20 %	Дополн з/п, 12 %	Сумма, тыс. руб.
1 вариант
БелАЗ-540	42	18	22	21	8,4	5	16502,4
Итого							16502,4
Неучтенная з/п - 3 %							495,07
Всего							16997,47
2 вариант
HD325-6 (Komatsu)	42	14	17	21	8,4	5	12835,2
Итого							12835,2
Неучтенная з/п - 3 %							385,06
Всего							13220,26
3 вариант
TA 230 Litronic (Liebherr)	42	16	19	21	8,4	5	14668,8
Итого							14668,8
Неучтенная з/п - 3 %							440,06
Всего							15108,9

Таблица 4.12 - Расчет затрат на вспомогательные материалы

Наименование оборудования	Вид материалов	Ед. изм на 1000 м³	Удельная норма расхода на 1000 м³	Цена за ед., руб.	Годовой объем, тыс. м³	Сумма затрат, тыс. руб.
1 вариант
БелАЗ-540	ДТ	кг	70	35	293,09	6462,6
	автошины	шт	0,02	20000	293,09	1055,1
	масло	кг	18	60	293,09	2848,8
	Итого					10366,5
	Неучтенные материалы - 10 %					1036,7
	Всего					11403,2
2 вариант
HD325-6 (Komatsu)	ДТ	кг	85	35	293,09	6103,6
	автошины	шт	0,02	26000	293,09	1066,8
	масло	кг	21	60	293,09	2585,1
	Итого					9755,5
	Неучтенные материалы - 10 %					975,55
	Всего					10731,05
3 вариант
TA 230 Litronic (Liebherr)	ДТ	кг	85	35	293,09	6975,5
	автошины	шт	0,02	26000	293,09	1219,3
	масло	кг	24	60	293,09	3376,4
	Итого					11571,2
	Неучтенные материалы - 10 %					1157,12
	Всего					12728,3

Таблица 4.13 - Расчет эксплуатационных затрат

Статья затрат	Сумма затрат, тыс. руб.	Удельный расход на 1 т добычи, руб./т
1	2	3
1 вариант
Амортизация	12816,00	21,43
Материалы	11403,20	19,07
З/п	16997,47	28,42
Итого	41216,67	68,92
Прочие 5 %	2060,83	3,45
Всего	43277,51	72,37
2 вариант
Амортизация	15384,60	25,73
Материалы	10731,05	17,94
З/п	13220,26	22,11
Итого	39335,91	65,78
Прочие 5 %	1966,80	3,29
Всего	41302,70	69,07
3 вариант
Амортизация	27417,60	45,85
Материалы	12728,32	21,28
З/п	15108,86	25,27
Итого	55254,78	92,40
Прочие 5 %	2762,74	4,62
Всего	58017,52	97,02

Таблица 4.14 - Расчет приведенных затрат на 1 т годовой добычи

Вариант отработки	Эксплуатационные затраты, тыс. руб.	Капитальные затраты, тыс. руб.	Приведенные затраты, тыс. руб.	Затраты на 1 т годовой добычи, руб.
1	43 277,51	74 140,60	55140	92,21
2	41302,70	98888,8	57124,91	95,53
3	58017,52	264351,4	100313,75	167,75

По результатам обоснования выбора автосамосвала по наименьшим приведенным затратам определен вариант с наименьшим показателем. Таким является вариант № 1 с применением автосамосвала БелАЗ-540.

.7 Экономическая часть к разделу «Система разработки»

Расчёт капитальных затрат на приобретение оборудования

В капитальные затраты входят затраты на приобретение оборудования, запасные части, доставку и монтаж. Все расчёты сведены в таблицу 4.15

Таблица 4.15 - Капитальные затраты

Вид оборудования	Кол-во	Цена 1 единицы, тыс. руб.	Дополнительные затраты, тыс. руб.				Общая стоимость, тыс. руб.
			з.ч.	т.у.	д.	м.
Э-2503	1	27 300,0	546	328	683	2 730	31 586,1	31 586,1
ТО-11	2	8 400,0	168	101	210	840	9 718,8	19 437,6
БелАЗ-540	9	7 120,0	142	85	178	712	8 237,8	74 140,6
Бульдозер	2	3 300,0	66	40	83	330	3 818,1	7 636,2
"Вахтовка"	1	2 800,0	56	34	70	280	3 239,6	3 239,6
Бортовой грузовик	1	2 200,0	44	26	55	220	2 545,4	2 545,4
Легковой автомобиль	1	800,0	16	10	20	80	925,6	925,6
Кран 10 т	1	3 400,0	68	41	85	340	3 933,8	3 933,8
Итого								143 444,9
Неучтенное оборудование - 10 %								14 344,5
Всего								157 789,4

Расчёт эксплуатационных затрат

В эксплуатационные затраты входят:

расчёт затрат на электроэнергию;

амортизация;

заработная плата;

затраты на вспомогательные материалы.

Сводный расчет эксплуатационных затрат представлен далее.

Расчёт амортизации основных фондов

Величина амортизационных отчислений определяется из процента от балансовой стоимости оборудования.

Таблица 4.16 - Расчет амортизационных отчислений

Наименование оборудования	Кол-во	Балансовая стоимость, тыс. руб.	Норма амортизации, %	Сумма отчислений, тыс. руб.
Э-2503	1	27 300,0	15	4 095,0
БелАЗ-540	9	7 120,0	20	12 816,0
ТО-11	2	8 400,0	14	2 352,0
Бульдозер	2	3 300,0	20	1 320,0
"Вахтовка"	1	2 800,0	15	420,0
Бортовой грузовик	1	2 200,0	15	330,0
Легковой автомобиль	1	800,0	20	160,0
Кран 10 т	1	3 400,0	20	680,0
Итого				22 173,0

Расчёт затрат на заработную платуДля определения затрат находится явочная и списочная численность рабочих. Учитывая режим работы карьера устанавливается режим работы и отдыха рабочих.

Таблица 4.17 - Расчет заработной платы рабочего состава

Профессия	З/п в мес., тыс. руб.	Штат в сутки, чел	Явочный, чел	Премия, 50 %	Ночные, бригадирские, 20 %	Дополнительная з/п, 12 %	Сумма, тыс. руб.
Начальник участка	45	2	2	23	9,0	5,4	1977,6
Горный мастер	35	2	2	18	7,0	4,2	1540,8
Геолог	35	1	1	18	7,0	4,2	770,4
Маркшейдер	35	1	1	18	7,0	4,2	770,4
Механик	28	1	1	14	5,6	3,4	612
Фельдшер	25	1	1	13	5,0	3	552
Машинист экскаватора	32	2	2	16	6,4	3,8	1396,8
Помощник машиниста экскаватора	25	2	2	13	5,0	3	1104
Машинист бульдозера	30	3	4	15	6,0	3,6	1965,6
Водитель автосамосвала БелАЗ	42	18	22	21	8,4	5	16502,4
Водитель "вахтовки" Урал	40	2	2	20	8,0	4,8	1747,2
Водитель бортового грузовика	40	1	1	20	8,0	4,8	873,6
Водитель легкового автомобиля	38	1	1	19	7,6	4,6	830,4
Оператор крана	38	1	1	19	7,6	4,6	830,4
Вспомогательный персонал	30	8	10	15	6,0	3,6	5241,6
Итого							36715,2
Неучтенная з/п - 3 %							1101,5
Всего							37816,7

Расчёт затрат на вспомогательные материалы

Затраты на вспомогательные материалы включают в себя затраты, на материалы, которые используются техническим процессом. Результаты расчётов заносятся в таблицу 4.18.

Таблица 4.18 - Расчёт затрат на материалы

Наименование оборудования	Вид материалов	Ед. изм на 1000 м³	Удельная норма расхода на 1000 м³	Цена за ед., руб.	Годовой объем, тыс. м³	Сумма затрат, тыс. руб.
1	2	3	4	5	6	7
Э-2503	зубья	шт	0,035	3150	293,09	32,3
	масло	кг	18	60	293,09	316,5
	металл	кг	2	42	293,09	24,6
	Итого					373,4
	Неучтенные материалы - 10 %					37,3
	Всего					410,7
БелАЗ-540	ДТ	кг	70	35	553,09	5420,3
	автошины	шт	0,02	20000	553,09	884,9
	масло	кг	18	60	553,09	2389,3
	Итого					8694,5
	Неучтенные материалы - 10 %					869,5
	Всего					9564,0
ТО-11	ДТ	кг	40	260	364
	автошины	шт	0,02	14000	260	72,8
	масло	кг	18	60	260	280,8
	Итого					717,6
	Неучтенные материалы - 10 %					71,76
	Всего					789,36
Бульдозер	ДТ	кг	20	35	138,4	96,9
	масло	кг	0,15	60	138,4	1,2
	металл	кг	1,2	50	138,4	8,3
	Итого					106,4
	Неучтенные материалы - 10 %					10,64
	Всего					117,0
"Вахтовка"	ДТ	кг	0,5	35	553,09	9,7
	автошины	шт	0,005	4000	553,09	11,1
	масло	кг	0,05	60	553,09	1,7
	Итого					22,5
	Неучтенные материалы - 10 %					2,25
	Всего					24,75
Бортовой грузовик	ДТ	кг	0,6	35	553,09	11,6
	автошины	шт	0,006	4000	553,09	13,3
	масло	кг	0,06	60	553,09	2
	Итого					26,9
	Неучтенные материалы - 10 %					2,69
	Всего					29,59
Легковой автомобиль	ДТ	кг	0,2	35	553,09	3,9
	автошины	шт	0,003	4000	553,09	6,6
	масло	кг	0,04	60	553,09	1,3
	Итого					11,8
	Неучтенные материалы - 10 %					1,18
	Всего					12,98
Кран 10 т	ДТ	кг	0,6	35	553,09	11,6
	автошины	шт	0,005	4000	553,09	11,1
	масло	кг	0,06	60	553,09	2
	трос	м	0,2	1200	553,09	132,7
	крюки	шт	0,01	1300	553,09	7,2
	скоба	шт	0,02	450	553,09	5
	Итого					169,6
	Неучтенные материалы - 10 %					16,96
	Всего					186,56
Итого						11135,0

Таблица 4.19 - Эксплуатационные затраты

Наименование затрат	Сумма затрат, тыс. руб.	Удельный расход на 1 т добычи, руб./т
Амортизация	22173,00	37,08
Материалы	11134,98	18,62
З/п	37816,70	63,24
Электроэнергия	668,10	1,12
Итого	71792,78	120,05
Прочие 5 %	3589,64	6,00
Всего	75382,42	126,05

Таблица 4.20 - Приведенные затраты на 1 т годовой добычи

Эксплуатационные затраты, тыс. руб.	Капитальные затраты, тыс. руб.	Приведенные затраты, тыс. руб.	Затраты на 1 т годовой добычи, руб.
75 382,42	157 789,39	100628,72	168,28

5. Подготовка пород к выемке

В целом месторождение характеризуется средними по сложности горнотехническими условиями. Породы и уголь имеют низкую механическую прочность и разработку их можно проводить прямой экскавацией без применения предварительного рыхления взрыванием.

6. Карьерный транспорт

Транспортирование вскрышной породы на отвал и угля на склад будет осуществляться карьерными автосамосвалами БелАЗ-540, грузоподъемностью 27 т. и объемом породы данной категории в кузове 12,5 м³.

Расчет норм выработок на транспортирование угля и вскрышных пород приведен в разделе 4.3 и 4.4.

Ширины карьерной автодороги с двухсторонним движением автосамосвалов определяется по следующей формуле:

где В_ПД - ширина полосы движения, В_ПД = 9,5 м.;

m - безопасное расстояние, m = 1 м.;

К - ширина водосточной канавы, К = 1,5 м.

7. Отвалообразование

Вскрышные породы складируются во внешний отвал, расположенный на северном борту карьера. Отвал отсыпается на прочное основание. Основание имеет уклон 2 град. Откосы отвала имеют угол естественного откоса пород - 37є. Для данной категории пород устойчивая высота яруса составляет 17 м. В проекте высота яруса отвала принимается равной 15 м.

Отвальный фронт по длине разделён на три равных участка длиной 120 м каждый: участок разгрузки, участок планировочных работ и резервный участок.

Площадка разгрузки имеет поперечный уклон по всему фронту не менее 3°, направленный от бровки откоса в глубину отвала. Вся остальная площадь рабочей зоны отвала имеет поперечный уклон от площадки разгрузки к въезду на отвал менее 1°. Разгрузка производится автосамосвалами по всему фронту участка разгрузки. При планировании разгрузочной площадки по всей протяженности бровки отвала бульдозером создается предохранительный вал. Высота вала принимается в соответствии с требованиями «ЕПБ при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом» п.314 по расчету, с учетом требований СНиП 2.05.07-91* п. 5.105 и составляет 1.0 м (откосы вала имеют уклон 1:1.5). Запрещается использовать предохранительный вал в качестве упора или препятствия для остановки автосамосвалов.

Для производства планировочных работ на отвале проектом принимается бульдозер ДЗ - 126А.

Определение количества бульдозеров

Необходимое количество бульдозеров для выполнения планировочных работ на отвале будет определяться по формуле:

где V_В - годовой объём вскрыши, V_В = 506000 м³;

К_Р - коэффициент резерва, К_Р = 1,2;

К_П - коэффициент перевалки, К_П = 0,5;

Q_Г - годовая производительность бульдозера:

где n - количество рабочих смен в сутки, n = 2;

Т_Г - годовой фонд времени работы бульдозера, сут;

Q_СМ - сменная производительность бульдозера, м³/смен.

Определяем производительность бульдозера на планировачно-отвальных работах.

где k_ИБ- коэффициент использования машины во время смены, k_в = 0,7;

k_р - коэффициент разрыхления породы, k_р = 1,3;

Т_СМ - продолжительность смены, Т_СМ = 12 ч;

V - объем призмы волочения, м³:

где В_О - ширина бульдозерного отвала, В_О = 4,3 м;

h_О - высота бульдозерного отвала, h_О = 1,5 м;

б - передний угол откоса породы призмы волочения, б = 45°:

Т_ц - время цикла, с

где L_H- расстояние набора породы бульдозером, 5 м

L_ПП- расстояние, на которое перемещается порода, 20 м

v - скорость движения при наборе породы, перемещение и порожнего возращения, соответственно равна м/с

t_В- время на переключение скоростей и опускание отвала, t_В= 10 с.

Определяем годовой фонд рабочего времени бульдозера:

где Т_ВЫХ - число праздничных и выходных дней в году, Т_ВЫХ = 0 сут.;

Т_КЛ- число дней простоя в году по природно-климатическим условиям, Т_КЛ = 18сут.;

Т_ТЕХН - число дней простоя, обусловленное технологическими и организационными причинами, Т_ТЕХН = 10 сут.

Т_ППР - число дней простоя по планово-предупредительным ремонтам в год, сут.

где Т_СУММ - суммарная продолжительность простоя оборудования в ремонтном цикле

где t_ТЕК, t_СР, t_КАП, t_МЕС, t_ОС - продолжительность текущего, среднего, капитального, месячного ремонта и сезонного обслуживания, соответственно равны 8, 17, 30, 2, 2 сут.;

Т_Ц - продолжительность межремонтного цикла, лет.

где количество выходных и праздничных дней в месяце при прерывной рабочей неделе работы оборудования, сут.

N_МЕС - количество месяцев работы оборудования внутри ремонтного цикла

где Q_КАП - наработка экскаватора на капитальный ремонт, Q_КАП = 2,2 млн м³;

К_ПОПР - поправочный коэффициент к приведённому объёму на условия работы, К_ПОПР = 1;

Q_МЕС - месячная производительность экскаватора, м³/месс

8. Электроснабжение

.1 Выбор и расчет силовых трансформаторов

Горный участок от ГПП. Основные потребители электроэнергии данной подстанции представлены в таблице 8.1. Расчетные нагрузки электроприемников определяются по установленной мощности и коэффициенту спроса для каждой группы приемника.

Таблица 8.1 - Расчетные нагрузки электроприемников ГПП

Приемники электроэнергии Количество,шт. Р_уст,кВт Cosц tgКспРасчетные

нагрузки
			одного	всех				Рр кВт	Qр квар
Экскаватор ЭО-2503		1	630	630	-0,9	-0,62	0,6	378	-234
ТСН экскаваторов		1	125	750	0,7	1,02	0,6	450	459
Столовая		1	50	50	0,9	0,48	0,8	40	17,2
Водоотлив		1	300	300	0,8	0,75	0,4	225	169
АБК		1	110	110	0,7	1,02	0,6	66	67,4
Лампа СКсН 10000		1	10	10	0,93	0,39	0,9	9	3,9
Механический цех		1	422	422	0,65	1,17	0,3	126,6	493,7
	Итого							3842	383

Расчетная активная нагрузка приводного двигателя экскаватора ЭО-2503:

Р_расч.= К_сп · Р_ном. = 0,6 · 630 = 378 кВт.

где К_сп = коэффициент спроса.

Расчетная реактивная мощность приводного двигателя экскаватора ЭО-2503:

Расчетная активная нагрузка на трансформатор собственных нужд экскаватора:

Для остальных энергоприемников расчетные нагрузки определены аналогичным способом. Используя расчетные данные, определим мощность трансформаторов ГПП. Суммарная реактивная мощность всех электроприемников на шинах ГПП.

Полная расчетная мощность на шинах ГПП:

На ГПП принимаем два трансформатора. Выбор трансформатора производится из условий обеспечения (0,65-0,75) мощности потребителя._{тр.необх.}= (0,65-0,75) · S_расч. = (0,65-0,75) · 3861 = 2510-2896 кВ·А

Устанавливаем на ГПП 2 трансформатора ТМ 4000/35 мощностью 4000 кВ·А. Коэффициент загрузки трансформаторов в номинальном режиме:

При отключении одного трансформатора коэффициент загрузки второго:

На ПК ТМ 400/6 устанавливается реле утечки для защиты от замыканий на корпусе и автоматический выключатель для защиты от замыканий на землю.

8.2 Электроснабжение горного участка

Потребители участка запитываются по ВЛ -6 кВ от подстанции через стационарные карьерные распределительные пункты (КРП) на борту карьера по радиальной схеме, КРП имеет шесть ячеек КРН - 6 с вакуумными выключателями, из них пять для отходных фидеров, одна для установки трансформатора собственных нужд. Каждая ячейка имеет максимальную токовую защиту и защиту от однофазных замыканий на землю.

Для подключений экскаватора к воздушным линиям применяются приключательные пункты ЯКНО - 6. В ЯКНО - 6 устанавливается максимальная токовая защита и защита от однофазного замыкания на землю.

.3 Расчет воздушной и кабельной линий

Расчет производится для наиболее загруженной линии ВЛ - 6 кВ, запитывающей один экскаватор ЭО-2503, осветительный прожектор СкСн - 10000, установленный на отвале.

Расчетный ток (экскаватора) нагрузки:

где Р_н - номинальная мощность приводного двигателя, кВт.

- КПД приводного двигателя.

Расчетный ток с учетом коэффициента спроса:

Расчетный ток нагрузки осветительного трансформатора:

Расчетный ток нагрузки трансформатора бурового станка:

Общий расчетный ток нагрузки на линии:

Принимаемая температура окружающей среды +25⁰С, соответствует значениям, принятым в ПУЭ. Поправочные коэффициенты на температуру окружающей среды не учитываются.

Полученной нагрузке I_расч.= 80,8 А соответствует алюминиевый провод А - 35, сечением 35 мм², I_дл. = 170 А.

Потери напряжения в проводах ВЛ - 6 кВ.:

где J_max. - максимальный ток нагрузки в точках ответвлений, А;

Z_о - полное удельное сопротивление для провода А - 35 при cos= 0,9 ом/км.

I_max = I_р· К_max ,

где К_max2 - коэффициент спроса для максимальной токовой мощности осветительного трансформатора;

К_max1 - коэффициент спроса для максимальной токовой мощности трансформатора экскаватора;

К_max3 - коэффициент спроса для максимальной токовой мощности трансформатора бурового станка.

I_max1 = 40 · 1,55 = 62 А._max2 = 2,4 · 1,15 = 2,8 А._max3 = 38,5 · 1,75 = 67,4 А.

Потери напряжения в экскаваторном кабеле:

Потери напряжения в кабеле бурового станка:

Общая потеря напряжения в сети 6 кВ.:

Напряжение на зажимах приводного электродвигателя экскаватора:

где U_крп - напряжение на шинах электродвигателя экскаватора.

Отклонение напряжения на клеммах электродвигателя экскаватора:

Допустимое отклонение напряжения

Напряжение на зажимах электродвигателя бурового станка:

где U_тр. - напряжение на зажимах трансформатора, В.

Отклонения напряжения на зажимах электродвигателя бурового станка:

что является допустимым. Допустимое отклонение низковольтной сети карьера составляет 5-7%. Выбранное сечение провода внутрикарьерной ВЛ - 6 кВ удовлетворяет нормам. Принятое сечение экскаваторного кабеля

КГЭ 3 х 35+1 х 10+1х 6 проверяется на термическую устойчивость, при коротком замыкании на шинах КРП (I_кз.крп=4,22кА).

Необходимое сечение кабеля:

где t_п - приведенное время протекания короткого замыкания, с;

С - коэффициент зависимости от максимально допустимой и начальной температуры кабеля А· с^1/2/мм².

По току трехфазного тока короткого замыкания принятое сечение кабеля удовлетворяет нормам.

.4 Расчет токов короткого замыкания

При расчете ТКЗ учитываются лишь индивидуальные сопротивления элементов схемы. В высоковольтных сетях (выше 1 кВ.) активными и емкостными сопротивлениями пренебрегают, ввиду их малого влияния на ТКЗ.

Расчет токов трехфазного КЗ проводим в относительных единицах.

Принимается базисная мощность S_б= 100МВ·А, базисные напряжения U_б1 = 35 кВ, U_б2 = 6,3 кВ.

Сопротивление системы:

Сопротивление линий Л₁ и Л₂:

где X₀₁ - реактивное сопротивление 1 км проводов ВЛ, ом/км.

Сопротивление трансформаторов Т₁ и Т₂:

Сопротивление линий Л₃ и Л₄:

Рисунок 8.1 Расчетная схема и схема заземления к расчету ТКЗ.

опротивление линии Л₅:

Сопротивление кабельной линии Л₆:

где X₀₂ - реактивное сопротивление 1 км. кабельных трехфазных линий напряжением З - 10 кВ.

Сопротивление параллельно включенных линий Л₁ и Л₂:

Сопротивление параллельно включенных трансформаторов

Т₁ и Т₂:

Сопротивление параллельно включенных линий Л₃ и Л₄:

Результирующие сопротивления до точек КЗ:

до точки К Х = 0.083;

до точки К₁ Х₁₃ = Х₁+ Х₁₀ = 0,083+0,049 = 0,132;

до точки К₂ Х₁₄ = Х₁₃ + Х₁₁ = 0,132 + 0,8 = 0,932;

до точки К₃ Х₁₅ = Х₁₄ + Х₁₂ = 0,932 +1,26 = 2,192;

до точки К₄ Х₁₆ = Х₁₅ + Х₈ = 2,192 + 0,58 = 2,77;

до точки К₅ Х₁₇ = Х₁₆ + Х₉ = 2,77 + 0,04 = 2,81.

Базисные точки на соответствующих ступенях напряжений:

Относительные и абсолютные значения токов трехфазного КЗ в соответствующих точках КЗ:

в точке К:

Ударный ток:_уд.к.= 2,55 · I_к = 2,55 · 1,98 = 5 кА_уд.к.= 1,52 · I_к = 1,52 · 1,98 = 3 кА

в точке К₁:

_к1= I_к1*· I_б1= 7,516 · 0,165 = 1,25кА

Ударный ток:

_уд.к1 = 2,55 · I_к1 = 2,55 · 1,25 =3,19 кА_уд.к1* = 1,25 · I_к1 = 1,52 · 1,25 = 1,9 кА

в точке К₂:

_к2 = I_к2* · I_б2 = 1,073 · 9,17 = 9,8 кА

Ударный ток:_уд.к2 = 2,55 · I_к2 = 2,55 · 9,8 = 24,99 кА_уд.к2 = 1,52 · I_к2 = 1,52 · 9,8 = 14,9 кА

в точке К₃:

_к3 = I_к3* · I_б2 = 0,456 · 9,17 = 4,18 кА

Ударный ток:_уд.к3 = 2,55 · I_к3 = 2,55 · 4,18 = 10,66 кА_уд.к3 = 1,52 · I_к3 = 1,52 · 4,18 = 6,35 кА

в точке К₄:

_к4 = I_к4* · I_б2 = 0,361 · 9,17 = 3,31 кА

Ударный ток:_уд.к4 = 2,55 · I_к4 = 2,55 · 3,31 = 8,441 кА_уд.к4 = 1,52 · I_к4 = 1,52 · 3,31 = 5,031 кА

в точке К₅:

_к5 = I_к5* · I_б2 = 0,356 · 9,17 = 3,265 кА

Ударный ток:_уд.к5 = 2,55 · I_к5 = 2,55 · 3,265 = 8,326 кА_уд.к5 = 1,52 · I_к5 = 1,52 · 3,265 = 4,963 кА

Ток на стороне 35 кВ при коротком замыкании в точке К₅:

'_к5 = I_к5* · I_б1 = 0,356 · 0,165 = 0,059 кА

Мощность короткого замыкания в точках К - К₅ соответственно:

8.6 Расчет защитного заземления

При установке на ГПП трансформаторов с первичным напряжением 110 кВ, согласно ПУЭ, к заземляющему устройству ГПП не разрешается присоединять заземляющую сеть карьера. Заземляющий контур устанавливается возле каждого КРП. Для удаленных от КРП потребителей устанавливаются местные заземлители возле их приключательного пункта. Суммарная длина воздушных линий, запитанных от КРП, L_вл.= 10 км, кабельных L_кл = 2 км.

Самый удаленный экскаватор находится на расстоянии 2 км от КРП (см. рис. 8.2)_вл = 1,8 км L_кл = 0,2 км

Рисунок 8.2 Схема защитного заземления.

Ток однофазного замыкания на землю для данной сети:

Сопротивление центрального заземляющего контура рассчитывается из условий R_общ.= 40 Ом, т.к. данное сопротивление является общим для электроустановок напряжением до и выше 1000 В.

Сопротивление заземляющей жилы гибкого кабеля КГЭ -3х35+1х10+1х6.

где - удельная проводимость заземляющей жилы кабеля, м/Ом·мм².

Для передвижных ВЛ - 6 кВ принимают в качестве заземляющего провод такой же марки, как и для силовых проводов, т.е. А - 35.

Активное сопротивление заземляющего провода передвижной внутрикарьерной линии ВЛ - 6 кВ сечением 35 мм².

_пр = r_о · l = 0,885 · 1,8 =1,59 Ом

где r_о - сопротивление 1 км. провода А -35.

Сопротивление заземляющего центрального контура:

R_зк = R_з.общ.- R_пр - R_гк = 4 - 1,59 - 0,368 = 2,042 Ом

Центральный заземляющий контур выполняется из стальных стержней диаметром 5,8 см., длиной L₁ = 200см, соединенным общим стальным прутом на сварку диаметром d₂ = 1 см., длиной L₂ = 4800 см.

Рисунок 8.3 Схема заземляющего электрода.

Стержни и заземляющий прут заглублены в грунт на расстоянии 50 см. от поверхности земли. Грунт, где расположен центральный заземляющий контур, глинистый с удельным сопротивлением

= 0,6·10⁴ Ом/м.

Сопротивление одного стального стержня:

где t - расстояние от поверхности земли до середины трубчатого заземлителя.

Необходимое число электродов заземляющего контура:

Необходимое количество электродов заземляющего контура с учетом коэффициента экранирования , при расстоянии между электродами, а = 200 см.

Принимаем 20 электродов.

Рисунок 8.4 Схема заземляющего контура.

Сопротивление растеканию соединительного стального прута

Общее сопротивление заземляющего контура:

где и - коэффициенты экранирования соответственно соединительной полосы и электродов при расстоянии 2 м между электродами по контуру.

Общее сопротивление заземления наиболее удаленной электроустановки:

_з.общ. = R_пр + R_гк + R_зк = 1,59 + 0,368 + 1,55= 3,51 Ом

Сопротивление заземляющего контура:_з.общ. =3,51 Ом < R_тр = 4 Ом,

что удовлетворяет нормам ПУЭ.

.7 Расчет карьерного освещения

Продолжительность темного времени суток в условиях Окинского месторождения колеблется от 6 часов летом до 12 часов зимой.

Для освещения отвала применяются светильники СКсН -10000 с лампой ДКсТ - 10000. дальнейший расчет будем производить для отвала площадью 14000 м²_..

Согласно ЕПБ наименьшая горизонтальная освещенность прямых перегрузочных пунктов Е = 3 лк. Для определения числа прожекторов требуется предварительно найти суммарный световой поток, необходимый для освещения отвала:

Где Е_min - требуемая освещенность для отдельных участков, лк;_ос - площадь освещения, м²;

К_з - коэффициент, учитывающий потери света от загрязнения отражателя;

К_п - коэффициент, учитывающий потери света в зависимости от конфигурации освещаемой поверхности.

Требуемое число светильников при известном суммарном потоке необходимое для освещения всей площадки:

_пр = шт.

Для освещения отвала принимаем один прожектор СКсН - 10000.

Высота установки прожектора определяется по условиям ограничения ослепляющего действия:

> , м.

где Т_max - максимальная сила света светильника.> = 23 м.

Принимаем 25 метров.

Прожектор устанавливается на передвижной мачте.

Расчет мощности осветительных трансформаторов:

где Р_пр - суммарная мощность всех ламп, Вт.;

- КПД осветительной сети; - коэффициент мощности прожекторов.

Для питания прожектора применяется стационарная трансформаторная подстанция СТП - 25 -6/0,23 с силовым трансформатором ТМ - 25 6/0,23 мощностью 25 кВА

Ток нагрузки кабеля питания:

где V_ф - фазное напряжение сети, В.

Сечение кабеля осветительной сети:

где L_расч. - длина кабеля от трансформатора до прожектора, м;

- удельная проводимость меди, кг/ом·мм²;

- допустимая потеря напряжения трансформатора.

Для питания осветительной установки принимается кабель ГРШЭ 3Х16+1Х10.

Коэффициент загрузки трансформатора ТМ - 25 - 6/0,23:

Количество работы прожектора в день в среднем составляет

Т_е= 8ч.

Годовой расход электроэнергии на освещение:

Для включения прожектора предлагаются фотоэлектронные автоматы. Включение прожектора осуществляется магнитным пускателем, связанным с фотоэлектронным автоматом, имеющим максимальную токовую защиту.

9. Мероприятия по обеспечению безопасных условий труда

.1 Анализ условий труда

Основные неблагоприятные факторы производственной среды

На проектируемом участке ожидаются следующие вредные производственные факторы, представленные в таблице 9.1.

Таблица 9.1 - Характеристика факторов производственной среды на проектируемых работах

Вид проектируемых работ	Применяемое оборудование	Основные факторы производственной среды их краткая характеристика
Вскрышные	Погрузчик ТО-11	Пыль, вредные вещества от транспорта на основе дизеля (СО, NО_х, СН, С, сажа), шумы, вибрация.
	Автосамосвалы БелАЗ-540	То же
Добычные	Экскаватор Э-2503	Поражение электрическим током, шум, вибрация, пыль
	Автосамосвалы БелАЗ-540	Пыль, вредные вещества от транспорта на основе дизеля (СО, NО_х, СН, С, сажа), шумы, вибрация.
Отвалообразование	Бульдозер D275	Пыль, вредные вещества от транспорта на основе дизеля (СО, NО_х, СН, С, сажа), шумы, вибрация.
Рекультивация

Оценка условий труда по тяжести трудового процесса

Оценка условий труда работников по тяжести трудового процесса производится для основных работников, занятых на проектируемых работах.

В основу анализа положена масса поднимаемого груза, переносимого в ручную, физическая динамическая нагрузка, стереотипные рабочие движения, рабочая поза, наклоны корпуса, перемещения в пространстве и другие показатели физического труда. Здесь же дана оценка (количественная оценка) исходя из общепринятой классификации условий труда по тяжести (табл 9.2).

Таблица 9.2 - Оценка условий труда по тяжести трудового процесса

Профессии и должности работников	Показатели тяжести труда		Класс тяжести труда
	Наименование	Допустимые значения
1. Начальник разреза	1. Рабочая поза, %/см. : - сидя - стоя	не нормируется до 60% времени в смену	2
	2. Перемещение в пространстве: - по горизонтали - по вертикали	до 8 км до 4 км
Итоговая оценка			2
2. Горный мастер	1. Рабочая поза, %/см. : - сидя - стоя	не нормируется до 40% времени в смену	3.1
	2. Перемещение в пространстве: - по горизонтали - по вертикали	до 12 км до 8 км
Итоговая оценка			3.1
3. Машинист экскаватора	1. Стереотипные рабочие движения, %/см - при региональной нагрузке (при работе с преимущественным участием мышц рук и плечевого пояса)	до 30000	3,1
	2. Рабочая поза, %/см: - сидя - фиксированная	не нормируется до 40	3,1
Итоговая оценка			3.1
4. Помощник машиниста экскаватора	1. Физическая динамическая нагрузка - при перемещении груза на расстояние от 1 до 5 м.	до 35000	3.1
	2. Масса поднимаемого и перемещаемого груза вручную - подъем и перемещение (разовое) тяжести при чередовании с другой работой (до 2 раз в час)	до 35
	3. Наклоны корпуса - вынужденные более 30⁰, количество за смену	101-300
Итоговая оценка			3.1
5. Водитель автосамос-вала	1. Рабочая поза, %/см: - сидя - фиксированная	не нормируется до 80	3.1
Итоговая оценка			3.1
7. Механик	1. Рабочая поза, %/см. : - сидя - стоя	не нормируется до 60% времени в смену	2
	2. Перемещение в пространстве: - по горизонтали - по вертикали	до 8 км до 4 км
Итоговая оценка			2

Оценка условий труда по напряженности трудового процесса

Условия труда на производстве признаются вредными и опасными, если хотя бы один из анализируемых показателей тяжести труда имеет фактическое значение, превышающее допустимое.

Оценка условий труда по напряженности трудового процесса производится для работников, работа которых подвергалась анализу ранее. Условия труда на анализируемом рабочем месте признаются вредными и опасными, если общее число показателей напряженности труда класса 3.1 при анализе составит 6 и более единиц. Результаты оценки условий труда по напряженности приведены в таблице 9.3

Таблица 9.3 Оценка условий труда по напряженности трудового процесса

Профессии и должности работников	Показатели напряженности труда		Класс напряженности
	Наименование	Допустимые значения
1. Начальник участка	1. Содержание работы	Решение сложных задач по известным алгоритмам работа по серии инструкций.	3.1
	2. Степень ответственности значимость ошибки	Несет ответственность за функциональное качество основной работы
	3. Фактическая продолжительность рабочего дня, час	10-12
Итоговая оценка			3.1
2. Горный мастер	1. Содержание работы	Решение сложных задач по известным алгоритмам работа по серии инструкций.	3.1
	2. Степень ответственности значимость ошибки	Несет ответственность за функциональное качество основной работы
	3. Фактическая продолжительность рабочего дня, час	10-12
Итоговая оценка			3.1
3. Машинист экскаватора	1. Содержание работы	Решение простых альтернативных задач по инструкции	2
	2. Восприятие сигналов и их оценка	Заключительная оценка фактических значений параметров	3.1
	3. Длительность сосредоточенного наблюдения, %/см	51-75%	3.1
	4. Плотность сигналов и сообщений за 1ч работы, шт	176-300	3.1
	5. Число производственных объектов одновременного наблюдения	11-25	3.1
	6. Нагрузка на слуховой анализатор	Разборчивость слов и сигналов от 70 до 50%	3.1
	7. Степень ответственности значимость ошибки	Несет ответственность за функциональное качество вспомогательной работы	2
	8. Продолжительность (в сек.) выполнение простых заданий или повторяющихся операций	менее 10	3.2
	9. Фактическая продолжительность рабочего дня, час	10-12	3.1
Итоговая оценка			3.1
4. Помощник машиниста экскаватора	1. Содержание работы	Решение простых альтернативных задач по инструкции	2
	2. Степень сложности задания	Обработка, выполнение задания и его проверка
	3. Плотность сигналов и сообщений за 1ч работы, шт	76-175
	4. Нагрузка на слуховой анализатор	Разборчивость слов и сигналов от 100 до 90% нагрузки	10-12
Итоговая оценка			2
5. Водитель погрузчика, автомобиля	1. Содержание работы	Решение простых альтернативных задач по инструкции	2
	2. Длительность сосредоточенного наблюдения, %/см	51-75%	3.1
	3. Число производственных объектов одновременного наблюдения	11-25	3.1
	4. Нагрузка на слуховой анализатор	Разборчивость слов и сигналов от 70 до 50%	3.1
	5. Степень ответственности значимость ошибки	Несет ответственность за функциональное качество вспомогательной работы	2
	6. Продолжительность (в сек.) выполнение простых заданий или повторяющихся операций	менее 10	3.2
	7. Фактическая продолжительность рабочего дня, час	10-12	3.1
Итоговая оценка			3.1
6. Механик	1. Содержание работы	Решение сложных задач по известным алгоритмам работа по серии инструкций.	3.1
	2. Степень ответственности значимость ошибки	Несет ответственность за функциональное качество основной работы
	3. Фактическая продолжительность рабочего дня, час	10-12
Итоговая оценка			3.1

Основные опасные производственные факторы при работе оборудования.

Основные опасные производственные факторы при работе горного оборудования. Объектом внимания здесь выступает техника, применяемая на открытых горных работах.

Таблица 9.4 - Основные опасные производственные факторы

Виды работ	Характер нарушения	Основные опасные производственные факторы
Выемочные работы	Нахождение вблизи экскаватора при его работе.	Движущие и вращающие механизмы, выпадения горной массы из ковша.
Транспортные	Нахождение вблизи экскаватора в момент его погрузки, разгрузки, а также при его движении.	Выпадение горной массы из ковша
Отвалообразование	Нахождение вблизи экскаватора при его работе.	Движущие и вращающие механизмы, выпадения горной массы из ковша.
Электроснабжение	Нахождение в близи конструкций, находящиеся под высоким напряжением, в близи токоведущих частей.	Поражение электрическим током, воздействие электромагнитного поля

Перечень и краткая характеристика возможных чрезвычайных ситуаций на местах проведения горных работ:

· потери устойчивости бортов карьера;

· пожары на складе ГСМ и на других производственных объектах;

· загрязнение атмосферы карьеров.

Все проектируемые объекты на месторождении разреза Мугунский являются в той или иной степени опасными.

Перечень и характеристика опасных производственных объектов.

Разрез месторождения является опасным объектом, т.к. ведутся горные работы и имеет место складирования горюче-смазочных материалов. Характеристика опасных производственных объектов представлена в табл 9.5:

Таблица 9.5 - Перечень и характеристика опасных производственных объектов

Опасные производственные объекты	Характеристика	Основные требования промышленной безопасности к опасным производственным объектам
Объект горных работ	Ведутся горные и взрывные работы	Подготовка, предупреждение, ликвидация и локализация возможных аварий; Проведение расследований аварий и установление их причин; Проведение экспертизы промышленной безопасности (на проекты, на здания и сооружения, на технические устройства); Разработка деклараций промышленной безопасности; Обязательное социальное страхование ответственности предприятия за причинение вреда при ведение горных работ; Осуществление федерального надзора за ведением горных работ в лице различных органов Ростехнадзора
Склад ГСМ	Хранение ГСМ	То же

9.2 Основные мероприятия по обеспечению безопасных и здоровых условий труда на проектируемых работах

Организация работ по охране труда

Для проведения проверки знаний охраны труда работниками на предприятии создается комиссия по проверке знаний требований охраны труда в составе не менее трех человек, прошедших обучение по охране труда и проверку знаний требований охраны труда в установленном порядке. В состав комиссий по проверке знаний требований охраны труда включаются руководители организации и структурных подразделений, специалисты служб охраны труда, главные специалисты (технолог, механик, энергетик и т.д.). В работе комиссии могут принимать участие представители выборного профсоюзного органа, представляющего интересы работников данной организации, в том числе уполномоченные (доверенные) лица по охране труда профессиональных союзов. В состав комиссии по проверке знаний требований охраны труда обучающих организаций, входят руководители и штатные преподаватели этих организаций, и по согласованию руководители и специалисты федеральных органов исполнительной власти, органов исполнительной власти субъектов Российской Федерации в области охраны труда, органов государственного надзора и контроля за соблюдением трудового законодательства, органов местного самоуправления, профсоюзных органов или иных уполномоченных работниками представительных органов.

Руководящие и инженерно - технические работники предприятий, обязаны не реже одного раза в 3 года проходить проверку знаниями Правил безопасности и инструкций в вышестоящей организации или органах Ростехнадзора.

Инженерно - технические работники, поступающие на карьер, обязаны сдать экзамен по настоящим Правилам.

Лица - поступающие на работу, должны пройти с отрывом от производства предварительное обучение по технике безопасности в течение трех дней (ранее работавшие на горных предприятиях, разрабатывающих месторождения открытым способом, и рабочие, переводимые на работу по другой профессии, - в течение двух дней), должны быть обучены правилам оказания первой помощи пострадавшим и сдать экзамены по утвержденной программе комиссии под председательством главного инженера предприятия или его заместителя.

При внедрении новых технологических процессов и методов труда, а также при изменении требований или введении новых правил и инструкций по технике безопасности все рабочие должны пройти инструктаж в объеме, устанавливаемом руководством предприятия.

При переводе рабочего с одной работы на другую для выполнения разовых работ, не связанных с основной специальностью, он должен пройти целевой инструктаж по технике безопасности на рабочем месте.

Запрещается допускать к работе лиц, не прошедших предварительного обучения. Повторный инструктаж по технике безопасности должен проводиться не реже двух раз в год с регистрацией в специальной книге.

Каждый вновь поступивший рабочий, после предварительного обучения по технике безопасности, должен пройти обучение по профессии в объеме и в сроки, установленные программами, и сдать экзамен. Лиц, не прошедших обучение и не сдавших экзамена, запрещается допускать к самостоятельной работе. Всем рабочим под расписку администрация обязана выдать инструкции по безопасным методам ведения работ по их профессии.

Управление охраной труда - это комплекс мер организационного, технического, нормативного, социального характеров, направленных на обеспечение на предприятии определенного уровня безопасности труда. Этот уровень определяется: сознанием работающих людей на производстве, применяемой техникой и технологией, существующей на предприятии и вышестоящих хозяйственных организаций, степенью ответственности рабочих за выполнение безопасности труда.

Включает в себя:

· Проведение повседневной организационной работы по охране труда;

· Проведение аттестации рабочих мест по условиям труда работающих;

· Санитарно-бытовое обслуживание работников;

· Медицинское обслуживание работников;

· Разработку и реализацию мер по ликвидации чрезвычайных ситуаций на производстве;

На предприятиях горной промышленности система управления охраны труда производится на 3-х уровнях:

Результаты проверки знаний охраны труда оформляются протоколом с записью в журнал инструктажа и личную карточку рабочего. На производство работ, к которым предъявляются повышенные требования безопасности, выдаются письменные наряд путевки.

Медицинское и санитарно - бытовое обслуживание работающих

Все рабочие и ИТР, помимо предварительного медицинского освидетельствования перед направлением на работу, подлежат обязательному периодическому медицинскому осмотру в сроки, установленные министерством здравоохранения РФ.

Все рабочие, ИТР и служащие проходят инструктаж по промышленной санитарии, личной гигиене и по оказанию неотложной помощи пострадавшим на месте несчастных случаев.

Рабочие и ИТР с выявленными хроническими заболеваниями органов дыхания, а также с подозрением на вибрационное и другие профессиональные заболевания должны быть взяты на учет и систематическое диспансерное наблюдение.

Лица, у которых при медицинских осмотрах обнаружено заболевание, препятствующее использованию их на выполняемой работе, должны быть переведены на другую работу в соответствии с заключением врачебной комиссии.

На карьере ежегодно разрабатываются мероприятия по систематическому улучшению условий труда на рабочих местах. Сроки приведения всех рабочих мест в соответствии с действующими нормами устанавливаются, но согласованию с местными органами санитарного надзора.

Пункт приема пищи оборудуется на месте производства работ в соответствии с требованиями ФГУ «Центр гигиены и эпидемологии.

На участке оборудуется баня с душевым отделением и отделением для сушки, хранения спецодежды.

На рабочих местах предусматривается наличие аптечек первой медицинской помощи.

Сведения о медицинских осмотрах работников приведены в таблице 9.6.

Таблица 9.6 - Сведения о медицинских осмотрах работников

Профессии	Вредные, опасные вещества и производственные факторы. Характер проводимых работ	Периодичность осмотра
		В лечебно-проф.учр.	В центре профпатологии
Начальник разреза, механик карьера, горный мастер, геолог, маркшейдер.	Повышенная температура воздуха: до 4 град. выше верхней границы допустимой.	1 раз в конце первого года, затем 1 раз в 2 года.	1 раз в 5 лет.
Машинист экскаватора, бульдозера, водитель автомобиля, помощник машиниста экскаватора	Локальная вибрация при нормативных уровнях и превышения ПДУ Производственный шум при превышении ПДУ 80 дБА: - от 81 до 99 дБА - от 100 дБа и выше Работы связанные с: региональными мышечными напряжениями преимущественно мышц рук и плечевого пояса.	1 раз в год	1 раз в 3 года
горнорабочий.	Пониженная температура воздуха: на открытой территории при средней температуре в зимнее время -20 град.	1 раз в год	1 раз в 3 года

Обеспечение работающих средствами индивидуальной защиты (СИЗ)

С целью уменьшения воздействий вибрации, шума, вредных веществ и т.д. на организм человека, рабочие обеспечиваются средствами индивидуальными защиты. Обеспеченность работающих средствами индивидуальной защиты представлена в таблице 9.7.

Таблица 9.7 - Обеспеченность работающих средствами индивидуальной защиты

Профессии и должности работников	Наименования средств индивидуальной защиты.	Нормы выдачи на год	Потребное количество шт.
Начальник разреза, механик карьера, горный мастер, геолог, маркшейдер.	Костюм хлопчатобумажный Сапоги резиновые Сапоги кирзовые Перчатки х/б Портянки суконные Куртка на утепленной прокладке Брюки на утепленной прокладке Валенки	1 1 пара 1 пара 3 пары 2 пары по поясам по поясам по поясам	15 15 пар 15 пар 45 пар 30 пар 15 15 15 пар
Машинист экскаватора, бульдозера, водитель автомобиля, помощник машиниста экскаватора	Костюм хлопчатобумажный Сапоги резиновые Сапоги кирзовые Рукавицы комбинированные Перчатки х/б Портянки суконные Куртка на утепленной прокладке Брюки на утепленной прокладке Валенки	1 1 пара 1 пара 4 пары 4 пары 2 пары по поясам по поясам по поясам	72 72 пары 72 пары 288 пар 288 пар 144 пары 72 72 72 пары
Горнорабочий.	Костюм хлопчатобумажный Сапоги резиновые Сапоги кирзовые Рукавицы комбинированные Перчатки х/б Портянки суконные Куртка на утепленной прокладке Брюки на утепленной прокладке Валенки	1 1 пара 1 пара 4 пары 4 пары 2 пары по поясам по поясам по поясам	12 12 пар 12 пар 48 пар 48 пар 24 пары 12 12 12 пар

Нормализация условий труда на объектах работ

Параметры микроклимата на проектируемом объекте.

Проведем анализ микроклимата для рабочих чье рабочее место находится в кабинах горного оборудования. Составляется табл 8.8 температур, скорости ветра и влажности на открытой территории. Допустимые значения в таблице представляют собой параметры на открытой территории, при которых разрешается нахождение рабочих в кабинах горного оборудования.

Таблица 9.8 - Оптимальные и допустимые значения параметров микроклимата

Период года.	Оптимальные значения			Допустимые значения			Фактические значения
	Темпервоздуха, Т°С	Относит влажн, ц, %	Скорость движ воздуха, v, м/с	Температура воздуха, Т°С	Относитвлажность, ц, %	Скорость движения воздуха, v, м/с	Температура воздуха, Т°С	Относитвлажность, ц, %	Скорость движения воздуха, v, м/с
Теплый	+18	65	7	До+28	15-75	До 20	+20,5	30	10
Холодный	-15	55	5	До-23	15-75	До 15	-29,3	45	5

Как видно из таблицы, в холодный период года, микроклимат участка не соответствует допустимым значениям, что представляет опасность переохлаждения рабочих, поэтому на производственной технике в зимнее время установлено встроенное печное отопление.

Через каждые три часа водители БелАЗов, а также машинисты, экскаваторов и бульдозеров приостанавливают работы на 20 мин, и направляются в бытовое помещение для обогрева, где температура составляет 26-28 градусов

Бытовое помещение рабочих отапливается в зимний период обычной печкой. Зимняя одежда рабочих также дополнительно утеплена.

Загазованность и запыленность воздуха рабочей зоны

Образование пыли на участке происходит в результате ведения горных работ, погрузка полезного ископаемого и выполаживание пустых пород, транспортировка горной массы автотранспортом.

Выхлопные газы являются результатом сгорания дизельного топлива в двигателях, при работе.

Значения фактической концентрации и ПДК вредных веществ приведены в таблице 9.9 Наименование и характеристика химических веществ

Таблица 9.9 - Наименование и характеристика химических веществ.

Наименование вредных веществ	Предельно допустимые концентрации (ПДК), мг/м³.
Оксид азота	5
Угарный газ	20
Углероды	300
Сажа	4
Пыль: кристаллической двуокиси кремния при содержании ее в пыли: от 2 до 10% (глина, углеродная пыль и др);	4

Производственное освещение

Минимальные нормы освещенности мест работы на объекте открытых горных работ, представлены в таблице 9.10.

Таблица 9.10 - Нормы минимальной освещенности мест работы в карьере

Объекты карьера	Минимальная освещенность	Плоскость, в которой нормируется освещенность	Примечания
Территория в районе ведения работ	0.2	На уровне освещаемой поверхности	Район, подлежащий освещению устанавливается главным инженером
Место работы машин в карьере на породных отвалах	5	Горизонтальная	Освещенность должна быть обеспечена по всей глубине и высоте действия оборудования
	8	Вертикальная
Места ручных работ	5	Горизонтальная
	10	Вертикальная
Объекты предприятия	Наименьшая освещенность, лх	Плоскость, в которой нормируется освещенность	Примечание
1. Территория в районе ведения работ	0,2	На уровне освещае-мой поверхности	Район работ устанав-ливается главным инженером
2. Места работы машин в разрезе, и на других участках	5 8	Горизонтальная Вертикальная	Освещенность долж-на быть обеспечена по глубине и высоте действия машин
3. Места ручных работ	5 10	Горизонтальная Вертикальная	-/-
4. Район работы бульдозера или другой транспортной машины	10	На уровне поверх-ности гусениц трак-тора	-/-
5. Кабины машин и механизмов	30	Горизонтальная	Освещенность обеспечивается на уровне движения
6. Ремонтные площадки экскаваторов	20	Горизонтальная	-/-
7. Лестницы, спуски с уступа на уступ в карьере	3	Горизонтальная	Освещенность обеспечивается на уровне верхнего строения
8. Автодороги в пределах карьера	3	Горизонтальная	-/-

Шум, вибрация, неионизирующие и ионизирующие излучения.

Нормы защита рабочих от шума на открытых горных работах при транспортно-технологической схеме разработки, представлены в таблице 9.11.

Таблица 9.11 - Нормы предельно-допустимого уровня звукового давления

Вид трудовой деятельности, рабочее место	Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц									Уровни звука и эквивалентные уровни (дБА)
	31.5	6.3	125	250	500	1000	2000	4000	8000
ПДУ при вскрышных работах.	107	95	87	82	78	75	73	71	69	80

Нормы защиты рабочих от вибрации на открытых горных работах при транспортно-технологической схеме разработки, приведены в таблице 9.12.

Таблица 9.12 - Нормы предельных значений вибраций.

Среднегеометрические частоты полос, Гц	Предельно допустимые значения по осям Х₀, Y₀, Z₀
	виброскорости в 1/1 октаве		виброускорения в 1/1 октаве
	м/с²	ДБ	м/с²* 10 ²	дБ
2.0	1.30	108	0.14	103
4.0	0.45	99	0.10	100
8.0	0.22	93	0.10	100
16.0	0.20	92	0.20	106
31.5	0.20	92	0.40	112
63.0	0.20	92	0.79	118
Корректированные и эквивалентные корректированные значения, и их уровни	0.20	92	0.10	100

Ионизирующие излучения на объекте отсутствуют.

.3 Безопасность производственных процессов

Электробезопасность

Для защиты от поражения электрическим током персонала, обслуживающего электрические машины и аппараты, персонал обеспечивается защитными средствами - диэлектрическими перчатками, ботами, ковриками. В электроустановках с напряжением 380 В для защиты людей применяются реле утечки. Все передвижные подстанции и распределительные пункты имеют механическую блокировку, исключающую возможность открытия дверей при включенном машинном выключателе или разъединителя. Общая сеть заземления осуществляется путем непрерывного электрического соединения между собой заземляющего троса и четырехжильного кабеля.

Систематический инструктаж рабочих по технике безопасности на электроустановках.

Для каждой подстанции выполняется заземляющее устройство с сопротивлением заземления не более 40м.

В соответствии с ПУЭ климатические условия для ВЛ приняты следующие:

1. Район гололёдности - IV (20 мм).

2. Скоростной напор ветра - V (V=16 м/с).

3. Число часов гроз в году - от 10 до 20.

Провода приняты марки А-120 с навеской на типовые деревянные опоры серии 3.407-85.

Все опоры заземлены. Заземление выполняется по типовому проекту серии 3.407-85.

Пожарная безопасность

Наиболее опасными в пожарном отношении объектами карьера являются:

электроподстанция;

горное оборудование;

бытовое помещение рабочих;

Все рабочие места оборудованы средствами пожаротушения, особенно в местах хранения и заправки ГСМ. В рабочей зоне объекта имеется резервуар с водой емкостью 500м³.Запрещается курение и пользование открытым огнём в помещениях и на площадках, где имеются обтирочный и горюче-смазочный материалы. Запрещается использование материалов и средств, находящихся на противопожарных стендах, для нужд, не связанных с тушением пожара.

Противопожарные стенды (щиты) устанавливаются на пункте заправки, на площадке техобслуживания в тепляках.

Таблица 9.13 - Комплектация пожарного щита первичными средствами пожаротушения

Наименование первичных средств пожаротушения	Количество, шт.
Огнетушитель ОХП-10	1 шт.
Огнетушитель ОУ-5	1 шт.
Ящик с песком
Брезент (2м х 2м)	4 м2
Лом	1 шт.
Багры	3 шт.
Лопата	1 шт.

Необходимые мероприятия по профилактике пожаров включают:

) Регулярное квалифицированное обучение персонала рудника обращению с первичными средствами пожаротушения и знания рабочими и ИТР мест расположения указанных средств на своем рабочем участке. Кроме того, два раза в год при прохождении очередного инструктажа по ТБ и ознакомлении с планом ликвидации аварии каждые полгода все рабочие изучают возможные случаи возникновения пожара на руднике, его предупреждение и ликвидацию в случае возникновения.

2) Надлежащий надзор за состоянием горных работ и отсутствием скопления материалов, способных к самовозгоранию или поддерживающих распространение огня.

3) Контроль сохранности средств пожаротушения на специально отведенных для этих целей местах.

Действие персонала в случае возникновения пожара на объекте:

· сообщается о происшествии диспетчеру;

· принимаются действия по устранению возгорания имеющимися средствами пожаротушения;

при необходимости обеспечивается беспрепятственный проезд к месту возгорания пожарных машин и машин скорой помощи.

Защита от производственного шума и вибрации

Основным источником шума и вибрации являются динамически неуравновешенные аппараты, такие как электродвигатели, двигатели внутреннего сгорания, насосы и экскаваторы.

Снижение шума при работе оборудования и механизмов достигается своевременной и полноценной смазкой, заключением в масленые ванны вибрирующих и создающих шум деталей.

Для защиты людей от вибрации предусматриваются следующие мероприятия.

Места сидения смягчаются амортизационными подушками. Для защиты от шума предусматривается полная изоляция рабочего места, а также индивидуальные средства защиты.

Меры безопасности при экскавации одноковшовыми экскаваторами.

Меры безопасности при работе экскаваторов связаны с возможностью нарушения их устойчивости, обрушение козырьков, нахождение людей вблизи экскаваторы и в зоне его действия. Во время работы экскаватор устанавливается на твердом основании с уклоном, не превышающим уклоны допустимого техническим паспортом экскаватора.

При прекращении работы, даже на непродолжительное время ковш должен быть опущен на землю. В целях предупреждения обрыва ковша, экскаватора защитой переподъема. При передвижении экскаватора по горизонтальному пути ил на подъем, ведущая ось должна находиться сзади, при спуске с уклона спереди.

При этом ковш должен быть опорошен и находиться на расстоянии не более 1 м и не менее 0,25 м от почвы. Стрела устанавливается по ходу экскаватора - в направлении противоположном направлению его движения.

При продвижении вскрышных работ, драглайн находится вне призмы возможного обрушения, но не более 3 м от бровки уступа. Для проведения взрыва экскаватор отгоняется на безопасное расстояние.

Меры безопасности при эксплуатации карьерного транспорта

Мероприятия по обеспечению безопасности на автотранспорте связаны с предупреждением столкновения автосамосвалов, падения их с уступов во время движения, травмирования при установки под погрузку и при самой погрузке, касание кузова линии электропередач. Эти мероприятия состоят в основном в следующем.

Земляное полотно для автодорог возводится из прочных грунтов. Не допускается применение для насыпи торфа, дерна и растительных остатков. Подъем дорог и заездов должны составлять не более 0,08.

Уклоны в порожнем направлении не должны превышать 0,12-0,15. Ширина проезжей части дорог устанавливается исходя из размеров автомобилей и с учетом оставления зазоров между встречными автомобилями не менее 1,5 м и от колеса до края проезжей части не менее 0,5 м. Радиусы кривых при петлевых и спиральных заездах должны составлять не менее 20 м.

Проезжая часть дороги внутри контура карьера ограждается от призмы обрушения земляным навалом, высотой не менее 1 м. Движение автомашин производится без обгона.

При погрузке автосамосвалов экскаватором следующие требования:

Ожидающие погрузку автосамосвалы должны находиться за пределами радиуса действия ковша экскаватора и становиться под погрузку только после сигнала машиниста экскаватора.

Находящийся под погрузкой автомобиль должен быть заторможен.

Погрузка в кузов автомобиля производится только сбоку или сзади, перенос ковша над кабиной автомобиля запрещен.

Загруженный автомобиль должен следовать к пункту разгрузки только после разрешения машиниста экскаватора.

Поставленный под погрузку автомобиль должен находиться в пределах видимости машиниста. Автомобиль должен быть в исправном состоянии и иметь зеркало заднего вида, действующую световую и звуковую сигнализацию освещения, знаки аварийной сигнализации.

Запрещается укладка ж/ж путей в карьерах без балласта. В качестве балласта для передвижных путей могут быть применены местные материалы, за исклбчением глин, торфа, растительного грунта и т.п. Число болтов в стыковых соединениях передвижных путей должно быть не менее четырех.

Переход через пути в неустановленных местах запрещается. На постоянных ж/д путях карьера устанавливаются типовые переходы. Переезды на временных ж/д путях должны обеспечивать безопасность движения транспорта и иметь:

ширину, соответствующую ширине проезжей части дороги, но не менее 3,5 м при двухполосном движении.

горизонтальную площадку или уклон 0,01. Перелом профиля устраивается на расстоянии 5 м от крайнего рельса. Уклоны дорог на подходах к переезду не должны превышать 0,05.

сплошной настил

угол пересечения не менее 45 град

габаритные ворота для электрифицированных путей.

Все локомотивы должны иметь исправно действующие:

систему тормозов - не менее двух (ручная и пневматическая)

устройство для подачи звуковых сигналов

песочницы

скоростимеры

средства пожаротушения

устройство освещения

Забойные ж/д пути должны заканчиваться предохранительными упорами, освещенными в темное время суток.

Запрещается сцеплять и расцеплять вагоны на ходу, ездить на буферах и автосцепках, вскакивать в вагоны, на платформы и локомотивы ил соскакивать с них на ходу.

Односторонняя, сверхгабаритная, а также превышающая грузоподъемность загрузка вагонов не допускается.

При оставлении состава вагонов на уклоне, тормоза должны быть зажаты, а под колеса подложены тормозные башмаки.

Отцепленные вагоны на путях карьера должны быть надежно заторможены, для предохранения самопроизвольного ухода их под уклон.

План ликвидации аварий

Причины и виды аварий

Примеры аварийных и чрезвычайных ситуаций на карьере:

. Транспортная авария.

. Пожар в бытовых помещениях или на подстанции.

. Экологическое бедствие (наводнение, землетрясение).

В качестве примера рассмотрим следующую чрезвычайную ситуацию - пожар в бытовых помещениях. Она может произойти из-за замыкания проводки, из-за несоблюдения рабочих техники безопасности в бытовых помещениях (например, курение в неположенном месте) и др.

Основным документом плана ликвидации аварий является «Оперативная часть». В оперативной части для основных видов аварий указываются основные мероприятия по спасению людей, застигнутых аварией, места нахождения средств, для спасения людей и ликвидации аварии, а также действия ВГСЧ при ликвидации аварии. Оперативная часть плана ликвидации рассматриваемой аварии приведена в таблице 9.14.

Таблица 9.14- Оперативная часть плана ликвидации аварии

Вид и место аварии	Мероприятия по спасению людей и ликвидации аварии	Лица, ответственные за выполнение мероприятий	Место нахождения средств, для спасения людей, для ликвидации аварии	Действия пожарной службы и скорой помощи
Пожар в бытовых помещениях	Сообщается о происшествии дежурному диспетчеру; По возможности извлекают пострадавших из очага возгорания, оказывают им первую медицинскую помощь; Место пожара огораживается; Обеспечивается беспрепятственный проезд к месту аварии машин скорой помощи и пожарных машин; Пострадавших лиц с сильными ожогами в срочном порядке госпитализируют	Инженер ТБ, диспетчер, главный инженер, начальник участка.	Медикаменты для оказания первой помощи, средства первичного пожаротушения находятся на промплощадке.	Пожарная часть осуществляет освобождение пострадавших из очага возгорания, ликвидируют источник возгорания. Скорая помощь оказывает мед. Помощь пострадавшим госпитализирует пострадавших

После всех мероприятий по спасению людей и ликвидации пожара производится служебное расследование, в процессе которого выясняются причины пожара и кто виноват в данной чрезвычайной ситуации.

.4 Проектирование вентиляции карьера

Оценка эффективности естественного проветривания карьера.

Оценка эффективности естественного проветривания карьеров проводится, в основном, на стадии проектирования открытых горных работ и включает в себя:

· Подсчет выбросов вредных веществ в атмосферу при работе горного оборудования;

· Определение потребного количества воздуха для проветривания карьера;

· Расчет количества воздуха, участвующего в естественном проветривании карьера;

· Проверка эффективности естественного проветривания карьера.

· Основными источниками загрязнения атмосферы карьера являются погрузочно-разгрузочное оборудование (бульдозеры), отвалы и др.

При работе бульдозера происходит выделение в атмосферу пыли и вредных газов.

Количество пыли, выделяющееся при формировании отвалов.

где m_в.у. - интенсивность в месте выгрузки горной массы;

m_со - интенсивность с поверхности отвала

где К₀ - коэффициент, учитывающий влажность горной массы;

К₁ - коэффициент, учитывающий скорость ветра;

q_уд - удельный выброс пыли;

П_ч - часовая производительность оборудования

где S_со - площадь отвала

где l - длина тупика;

а - максимальная передвижка;

n - число передвижек в год

где W - удельный выброс пыли с 1 м²;

г - коэффициент разрыхления

Погрузка угля в автосамосвалы.

где К₂ - коэффициент, учитывающий защищенность от ветра место погрузки;

К₃ - коэффициент, учитывающий высоту падения материала

При погрузке угля

При работе погрузчика на вскрыше.

Транспортировка угля карьерным транспортом.

Пылеобразование при работе автотранспорта.

где С₁ - коэффициент, учитывающий среднюю грузоподъемность одного автосамосвала;

С₂ - коэффициент, учитывающий скорость движения автосамосвала;

С₃ - коэффициент, учитывающий состояние автодороги;

N - число ходок (туда обратно) всего автотранспорта в час;

L - средняя протяженность ходки;

g - удельное выделение пыли при движении автосамосвала.

Выброс токсичных газов.

Для сажи.

где b - контрольный расход топлива на 1 км пути;

V_ср - средняя скорость движения;

g - удельный выброс загрязняющих веществ.

Для оксида углерода.

Для углеводорода.

Для оксида азота.

Для сернистого ангидрида.

При работе бульдозеров расчет на выброс токсичных газов такой же.

Для сажи.

Для оксида углерода.

Для углеводорода.

Для оксида азота.

Для сернистого ангидрида.

Определение общего баланса вредностей в атмосфере разреза.

По пыли.

По саже.

По оксиду углерода.

По углеводородам.

По оксиду азота.

По сернистому ангидриду.

По массовому взрыву.

По пыли.

По оксиду углерода

По оксиду азота.

Определение необходимого количества воздуха для проветривания

По пыли.

По саже.

По оксиду углерода.

По углеводороду.

По оксидам азота.

По сернистому ангидриду.

По массовому взрыву

По пыли.

По оксидам азота.

По оксиду углерода.

Рис 9.1 Схема проветривания

Концентрация вредных веществ при рециркуляционной схеме проветривания.

По пыли.

где х_ср - расстояние в плане от точки определения вредностей до точки работающей в разрезе;

U_р - величина скорости ветра на поверхности;

L_n - размер линейного источника в направлении перпендикулярном потоку ветра.

По саже.

По оксиду углерода.

По углеводородам.

По оксидам азота.

По сернистому ангидриду.

По массовому взрыву.

По пыли.

По оксидам азота.

По оксиду углерода.

10. Экономическая часть

.1 Общие сведения

В каждом разделе дипломного проекта произведен расчет основных технико-экономических показателей, на основе которых производится составление калькуляции себестоимости по статьям расходов, а также численности трудящихся промышленно-производственного персонала ППП.

Таблица 10.1 - Сводный расчет численности

Название категории трудящихся ППП	Численность, человек
	Явочная	Ксп	Списочная
рабочие	36	1,8	65
в т.ч. основные	10	1,8	18
вспомогательные	7	1	7
ИТР	53		90
Всего	36	1,8	65

10.2 Расчет основных технико-экономических показателей

Годовой выпуск товарной продукции:

_тп = Q_г ∙ Ц = 460000∙210 = 125,58 млн руб.

где Q_г - годовой объем добычи угля, т;

Ц - цена реализации 1 т. угля, руб.

Прибыль балансовая:

П_вал = Q_т.п. - С_п = 125,58 - 50,907 = 74,673 млн руб.

где С_п - полная себестоимость на весь объем добычи.

Уровень рентабельности:

где Ф_осн- среднегодовая стоимость основных производственных фондов, руб;

Ф_обн - среднегодовая величина нормируемых оборотных средств (составляет 25% от Ф), руб.

Расчетная прибыль:

П_расч = П_б - 0,35∙ П_б = 74,672 - 0,35 ∙ 74,672= 48,54 млн руб.

где 0,35 ∙ П_б - налоговые отчисления, руб.

-13%-банковский кредит;

%-налог на прибыль;

%-налог на строительство;

-2%-ОВО.

.3 Показатели использования фондоотдачи и фондоемкости

Общие показатели фондоотдачи и фондоемкости.

Расчет фондоотдачи по товарной продукции.

где Ф_осн - среднегодовая стоимость основных фондов;

Фондоемкость

Срок окупаемости капитальных затрат.

Таблица 10.2- Основные технико-экономические показатели

Показатель	По проекту
1	2
Объем годовой добычи руды, т	598000
Число рабочих дней в году	365
Число рабочих смен в сутки	2
Списочная численность, чел	90
Производительность труда, т/чел год	6659
Фондоотдача, руб./руб.	0,004
Фондоемкость, руб/руб.	263,86
Цена реализации 1 т руды, руб.	210
Прибыль валовая, тыс. руб.	74672,26
Прибыль расчетная, тыс. руб.	48536,97
Уровень рентабельности, %	37,86
Срок окупаемости, год	3,25

Список литературы

1. Единые правила безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом. - СПб.: ДЕАН, 2003. - 176 с.

2. Единые нормы выработки на открытые горные работы для предприятий горнодобывающей промышленности. Ч.I, II,III, IV, - М.: 1989.

3. Мельников Н.В. Краткий справочник по открытым горным работам. - М.: Недра, 1982. - 414 с.

4. Ржевский В.В. Открытые горные работы. Ч.1. - М.: Недра,1985.-509 с.

5. Ржевский В.В. Открытые горные работы. Ч.2. - М.: Недра,1985. -549 с.

6. Сборник инструктивных материалов по охране и рациональному использованию полезных ископаемых. - М.: Недра,1977. - 197 с.

7. СНиП 2 05.07-91 - Промышленный транспорт. - М.: Госстрой СССР. - 1986. - 68 с.

8. СТП ИРГТУ05-99. Оформление курсовых и дипломных проектов. Введен 01.04.99.

9. Хохряков В.С. Проектирование карьеров. - М.: Недра, 1989.-336 с.

Проектирование работы карьера