Технологические решения по отработке карьера цементного сырья 'Большевик'

Технологические решения по отработке карьера цементного сырья 'Большевик'

Аннотация

В данном дипломном проекте представлены разделы, в которых рассматриваются технологические решения по отработке карьера цементного сырья "Большевик".

В специальной части проекта рассматривается возможность замены оборудования, работающего на толще мела.

В проекте представлены детальные расчеты технологических процессов, выбора выемочно-погрузочного и транспортного оборудования. Проведена технико-экономическая оценка аналитических и динамических методов расчета. Также проведена оценка влияния горных работ на окружающую природную среду и рассмотрены мероприятия по технике безопасности и охране труда.

Диплом состоит из 144 страниц пояснительной записки, содержит 9 рисунков и 27 таблиц.

Annotation

this diploma project are topics that are considered technological solutions on working off career of a cement raw material "Bolshevik".a special part of the project possibility of replacement of the equipment of a chalk working on thickness is considered.project presents detailed calculations of technological processes, the choice of excavated-loading and transport equipment represented in the project. The technical and economic assessment is realized, the flow charts of finalizing sand-gravel resource is carried out. It also assessed the impact of mining on the environment and considered measures for safety and labor protection.consists of 144 pages of explanatory notes, contains 9 figures and 27 tables.

Перечень чертежей

1.   Топографический план карьера «Большевик» ОАО «Вольскцемент» с существующим положением горных работ.

2.       Геологические разрезы карьера «Большевик».

.        Генеральный план карьера цементного сырья «Большевик».

.        Элементы системы разработки. Общий вид существующей технологической схемы добычи мела.

.        Элементы системы разработки. Параметры существующей технологической схемы добычи мела.

.        Элементы системы разработки. Общий вид и параметры предлагаемой технологической схемы добычи мела.

.        Порядок перехода к разработке мела комбайнами Wirtgen

2500 SM.

8.   Положение горных работ на момент начала перехода к предлагаемой технологической схеме.

9.       Положение горных работ на момент полного перехода к предлагаемой технологической схеме добычи мела.

.        Основные технико-экономические показатели.

Введение

"ВОЛЬСКЦЕМЕНТ" - производственное объединение Министерства промышленности строительных материалов CCCP <#"583058.files/image001.gif">

Рисунок 2.1

В результате на практике навал на отметке +69 м формируется на каждом из участков по длине фронта из мела одного, максимум двух подуступов и управлять качеством возможно только за счет отгрузки мела из различных участков по длине фронта работ. Это и наблюдается на практике - на отгрузке мела задействовано два экскаватора, расположенных на различных по длине участках фронта работ, хотя по производительности (и по проекту) с планируемыми объемами отгрузки вполне справится (с большим запасом) один экскаватор.

Все используемое буровое и выемочно-погрузочное оборудование имеет электрический привод с общей установленной мощностью без учета средств железнодорожного транспорта более 7000 кВт. Чтобы обеспечить его работу на карьере проложено около 7 км воздушных ЛЭП, установлено 23 передвижных переключательных пункта типа ЯКНО, четыре передвижных комплектных трансформаторных подстанций, более 7000 м подводящих и питающих электрических кабелей, 4 км контактных проводов на ж/д транспорте. На обслуживании этого хозяйства занято 33 рабочих (20% штата рабочих) и 6 инженерно-технических работников (30% ИТР). Радикально изменить это положение в рамках существующей технологической схемы не представляется возможным.

При малой вместимости буферных устройств (бункеров и разгрузочных площадок) производительность карьера жестко связана с производительностью завода и подвержена значительным сезонным, месячным и суточным колебаниям. В 2001 году в первом квартале было добыто 20% общего объема, в третьем квартале -30%, в декабре - 4,2%, а в июле - 12%. С учетом этих обстоятельств все основное оборудование карьера, несмотря на его крайне низкую годовую загрузку, эксплуатируется в режиме работы завода - 365 суток по три смены в сутки. Трехсменная работа карьера связана также с низкой надежностью эксплуатируемого оборудования (полный амортизационный срок выработан всеми экскаваторами, думпкарами и бульдозерами). Перейти на другой режим работы карьера или сократить количество горного оборудования с соответствующим сокращением обслуживающего персонала и повышением производительности труда в рамках существующей технологической схемы не представляется возможным.

Надежное снабжение завода сырьем в этих условиях требует в ближайшие годы либо капитальный ремонт имеющегося оборудования, либо замену его новым.

Из перечисленного выше можно обозначить наиболее важные задачи, решение которых приведёт к улучшению дальнейшей эксплуатации месторождения:

·    переход к безвзрывному способу рыхления,

·        снижение времени простоев оборудования,

·        уменьшение объёмов переэкскавации,

·        замена выработавшего свой ресурс оборудования на новое, более подходящее к существующим технико-экономическим условиям,

·        снижение общего числа работающих машин,

·        уменьшение общего числа обслуживающего персонала.

2.2 Перспективный и текущий план горных работ

Промышленные запасы добываемого сырья в проектных контурах карьера по состоянию на 1.01.2003 г. приведены в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Промышленные запасы добываемого сырья в проектных контурах карьера

Вид полезного ископаемого	Мощность, м	Промышленные запасы, т/м3 в проектных границах карьера на 1.01.03 г.
Мел	50 - 100	133293300/68006785
Опока	0 - 74	39308120/25691582
Глина верхней пачки Глина нижней пачки Всего глины	9-15 8-14	9164900/5297630 8051200/4653873 17216100/9951503

Вскрышные породы в контурах карьера представлены породами внешней и внутренней вскрыши - табл. 2.2.

Таблица 2.2

Вскрышные породы в контурах карьера

Наименование пород	Мощность, м от-до (средняя)	Объем, тыс. м3 в проектных границах карьера на 1.01.03 г.
Породы внешней вскрыши
Почвенно-растительный слой (ПРС)	0-0,6 (0,3-0,4)	336,7
Суглинки	0-9,2	994.4
Некондиционная опока, опока акчагыльского яруса	0-5	179.4
Элювиальные пески с обломками песчаников	0-5	241.1
Итого		1751.6
Породы внутренней вскрыши
Пески датского яруса	0-10 (5.48)	316.5
Пески и песчаники в толще опоки	0- 13.7	259.1
Песчаники между верхней и нижней пачками глин	1.5-3	1157.2
Итого		1729.8
Всего		3481.4

Из-за неравномерного распределения вскрышных пород в пределах карьерного поля объем их выемки по годам будет неравномерным и определен исходя из требования поддержания готовых к выемке запасов опоки и мела не менее чем на два месяца работы карьера к началу вскрышного сезона.

Добычные работы производятся круглосуточно, в 3 смены по 8 часов при непрерывной рабочей неделе.

Удаление почвенно-растительного слоя, вывозка старых навалов почвенно-растительного слоя производится сезонно с мая по октябрь при непрерывной рабочей неделе в одну смену продолжительностью 8 часов.

Разработка и вывозка суглинков производится также сезонно с мая по октябрь в 1 смену при непрерывной рабочей неделе, продолжительность смены - 8 часов; запесоченной и замелованной опоки - круглогодично, в одну смену продолжительностью 8 часов.

Годовая производительность карьера по добыче цементного сырья должна обеспечить производство 2000 тыс. т клинкера. Для производства 1 т клинкера требуется 1525 кг мела и 311 кг глины. Годовая производительность карьера по опоке, используемой в качестве гидравлической добавки, в соответствии с заданием на проектирование - 220 тыс. т/год.

Годовые объемы по вскрышным породам и излишкам опоки, не используемой в производстве, рассчитывались как средние за 10 календарных лет и представлены в табл. 2.3.

Таблица 2.3

Годовые объемы по вскрышным породам и излишкам опоки

Годы отработки	ПРС, м3	Суглинки, м3	Опока в отвал, м3
			Не кондиц.	Кондиц.	Всего
2004	1810	-	42700	6050	48750
2005	3900	16140	24240	750	24990
2006	4560	44840	29260	16090	45350
2007	2670	45400	5550	23350	28900
2008	3290	39920	440	37700	38140
2009	1390	28440	-	22500	22500
2010-2014	11730	99930	1230	322050	323280
Итого за 10 лет	29380	274670	103420	428490	531910

Исходя из режима работы предприятия и удельных расходов сырьевых компонентов при производстве клинкера, производительность карьера по горной массе рассчитана и приведена в табл. 2.4.

Таблица 2.4

Производительность карьера по горной массе

Производительность	Сырье на завод			В отвалы
	Мел, Y= 1.96 т/м3	Глина Y= 1.78 т/м3	Опока Y= 1.58т/м3	Опока, включая некодиционную Y= 1.58т/м3	ПРС Y= 1.2 т/м3	Суглинки Y= 1.68 т/м3
Годовая, т/м3	3050000 1556000	622000 350000	220000 139250	84042 53191	10200* 8500	46145 27467
Средне- месячная, т/м3	254167 129700	51833 29000	18333 11600	7004 4433	1700 1417	7691 4578
Средне- суточная, т/м3	8356 4263	1704 960	603 382	234 148	56.7 47.2	257 153
Средне- сменная, т/м3	2785 1425	568 320	201 127	78 50	28.3 23.6	128 76.3

* Годовая производительность по ПРС принята средней за весь срок работы карьера

Общий срок эксплуатации карьера

Промышленные запасы цементного сырья по состоянию на 01.01.03 г. в контуре проектируемого карьера на конец отработки составляют:

По мелу - 133293.30 тыс. т

По опоке - 39308.12 тыс. т

По глине - 17216.19 тыс. т, в том числе: верхняя пачка глин- 9164.9 тыс. т, нижняя пачка глин - 8051.2 тыс. т.

Исходя из рассчитанных промышленных запасов месторождения и принятой годовой производительности, срок службы карьера составит:

по мелу: 133293.30 тыс. т ! 3050.0 тыс.т = 43.7 лет,

по опоке: 39308.12 тыс. т ! 220 тыс. т = 178.7 лет,

по глине: 17216.10 тыс. т ! 622 = 27.7 лет,

где 133293.30 тыс. т, 39308.12 тыс.т, 17216.19 тыс. т - промышленные запасы соответственно мела, опоки и глины;

тыс. т , 220 тыс. т., 622 тыс. т - годовая производительность карьера соответственно по мелу, опоке и глине.

Потребность в опоке, как гидравлической добавке, на весь срок эксплуатации карьера при заданных удельных расходах сырьевых компонентов составит:

П = 220 тыс. т343.7 лет = 9614 тыс.т.

Но к 2030 году все запасы глин на месторождении будут отработаны. Возникнет потребность на предприятии в недостающем сырье для производства цемента. В 2002 году уже были проведены попытки перевода завода на новый состав шихты с использованием опоки в качестве активной добавки вместе с привезенной высокоалюминатной глиной из Среднеонежского рудника. Однако, это оказалось экономически менее целесообразным, чем использование собственных глин, из-за высокой стоимости высокоалюминатной глины.

При отсутствии собственных запасов глины и наличии значительных объемов опоки, подлежащих транспортировке и складированию в выработанном пространстве карьера, использование опоки в качестве активной добавки сырьевой смеси в перспективе вполне вероятно и экономически целесообразно.

По данным завода при использовании опоки в сочетании с высокоалюминатной глиной в качестве глинистой составляющей сырьевой смеси ее удельный расход составит 282 кг на 1 т клинкера, или 564 т на 2 млн. т клинкера в год. Поэтому цементный завод перейдет на применение опоки в качестве активной добавки с 2030 г. Необходимые объемы опоки для перехода на новую технологию составят 564 тыс. т ежегодно до конца эксплуатации месторождения.

Общие запасы опоки, используемые в технологическом производстве, составят 18123.7 тыс. т.

Определим запасы опоки, не используемые в технологическом производстве завода:

.12 тыс. т -18127.7 = 21184.5 тыс. т.

Прирост запасов по глине возможен за счет запасов верхней пачки глин, разведанных по категории С2 , после перевода их в промышленные категории.

.3 Система разработки и структура комплексной механизации

Под системой открытой разработки месторождения понимается установленный порядок выполнения вскрышных, добычных и горно-подготовительных работ (по вскрытию и подготовке рабочих горизонтов), взаимосвязанных в пространстве и времени. Выбранная система разработки должна обеспечивать безопасную, экономичную и наиболее полную выемку кондиционных запасов полезного ископаемого с соблюдением мер по охране природы и принятого режима горных работ.

Согласно классификации академика В.В Ржевского, на существующем карьере применяется сплошная однобортовая система разработки с подвиганием фронта работ на запад с внешним и внутренним расположением отвалов.

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

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

Карьер мела и глины представлен 3- мя уступами:

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

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

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

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

Таблица 2.5

Расчет параметров системы разработки

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

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

.4 Вскрытие рабочих горизонтов карьера

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

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

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

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

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

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

2.5 Технология и механизация производственных процессов вскрышных и добычных работ

.5.1 Буровзрывные работы

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

Таблица 2.6

Параметры буровзрывных работ

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

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

.5.2 Выемочно-погрузочные работы

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

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

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

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

Q = Е·Кн/Кр,

где Е - геометрический объем ковша, м3;

Кн - коэффициент наполнения ковша (0,95);

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

Qсм =(Тсм-Тпз-Тл -Тотд) ·Q/ tц,

где Тсм - продолжительность смены, мин;

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

Тл.н - время на личные надобности, мин;

Тотд - время на отдых, мин;

tц - продолжительность цикла, мин.

Результаты расчетов приведены в табл. 2.7.

Таблица 2.7

Расчет производительности экскаваторов

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

2.5.3 Транспортирование горной массы

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

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

Применяемый на карьере автотранспорт - автосамосвалы БелАЗ-7526.

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

Железнодорожный транспорт

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

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

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

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

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

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

Рисунок 2.2

Тяговые расчёты

Исходные данные для тяговых расчетов:

Расчетный руководящий уклон пути i =30‰.

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

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

Рисунок 2.3

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

Мс = Мл·(1000·ψ-wo -i)/(wo+i),

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

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

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

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

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

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

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

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

Возможное число груженых думпкаров:гр = 815/(48,5+77) = 6;

порожних думпкаров:п =815/48,5=16

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

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

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

Q = Е·Кн/Кр,

где Е - геометрический объем ковша, м3;

Кн - коэффициент наполнения ковша;

Кр - коэффициент разрыхления породы в ковше.

Масса породы в ковше, т:

Мк = Q·γ,

где γ-объемная масса породы, т/м3.

Количество ковшей, загружаемых в кузов вагона по его вместимости:

nвм = Vк/(Q·Кр),

где Vк - объем кузова думпкара с шапкой, м3.

Количество ковшей, загружаемых в кузов вагона по их грузоподъемности:

nгр = G/Мк ,

где G - грузоподъемность думпкара, т.

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

Объем породы, загружаемой в кузов думпкара, м3:

V = nр·Q.

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

Время загрузки думпкара, мин:

Тп = nц·tц,

где tц - продолжительность цикла, мин.

Расчетная сменная производительность при погрузке в железнодорожный транспорт:

Нжд = (Тсм-Тпз-Тлн)·V·N/(Тп·N + То),

где Тсм - продолжительность смены, мин;

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

Тл.н- время на личные надобности, мин;

Тотд- время на отдых, мин;

N - число вагонов в составе.

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

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

Таблица 2.8

Расчет производительности экскаваторов при работе с ж/д транспортом

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

Таблица 2.9

Расчет потребного количества электровозов и думпкаров

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

Автомобильный транспорт

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

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

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

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

На карьере также предусмотрено сооружение временных забойных и отвальных дорог.

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

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

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

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

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

Таблица 2.10

Элементы поперечного сечения и продольного профиля автодорог

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

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

Рисунок 2.4

Рисунок 2.5

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

Содержание автодорог включает следующие виды ремонта:

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

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

Средний и капитальный ремонты предусматривается осуществлять специализированным подразделением предприятия.

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

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

Таблица 2.11

Перечень основных работ по содержанию карьерных автодорог

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

Расчет производительности экскаваторов при работе с автотранспортом

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

Q = Е·Кн/Кр,

где Е - геометрический объем ковша, м3;

Кн - коэффициент наполнения ковша;

Кр - коэффициент разрыхления породы в ковше.

Масса породы в ковше, т:

Мк = Q·γ,

где γ -объемная масса породы, т/м3.

Количество ковшей, загружаемых в кузов автосамосвала по его вместимости:

вм = Vк/(Q·Кр),

где Vк - объем кузова автосамосвала с шапкой, м3.

Количество ковшей , загружаемых в кузов автосамосвала по его грузоподъемности:

гр = G/Мк,

где G - грузоподъемность автосамосвала, т.

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

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

= nр·Q.

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

Время загрузки автосамосвала, мин:

Тп = nц·tц ,

где tц - продолжительность цикла, мин.

Расчетная сменная производительность при погрузке в автотранспорт:

Нас = (Тсм-Тпз-Тлн)·V/(Тп + Ту),

где Тсм - продолжительность смены, мин;

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

Тлн- время на личные надобности, мин;

Тотд- время на отдых, мин;

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

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

Таблица 2.12

Расчетные показатели погрузки горной массы в автосамосвалы

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

Таблица 2.13

Расчет потребности в автотранспорте

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

.5.4 Отвальные работы

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

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

. Внешняя вскрыша - 445700 м3;

. Внутренняя вскрыша - 610100 м3;

. Излишки опоки - 14212360 м3;

. Песчаник - 1226000 м3.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

) суглинки высотой с слоя 0,54 м;

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

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

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

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

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

Средний годовой объем отвалообразования составит:

·1,06 =56382 м3,

где 53191 м3 - годовой объем вскрышных работ.

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

/900=63 маш-см/год,

где 900 м3/см - производительность бульдозера.

3. Специальная часть

.1 Общие сведения

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

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

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

Основные технические характеристики карьерного комбайна Wirtgen 2500 SM:

·    Ширина фрезерования: 2500 мм;

·        глубина фрезерования: 0-600 мм;

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

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

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

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

·        ширина ленты приемного и погрузочного конвейера: 1400 мм;

·        общая длина: 22700 мм;γ

·        высота: 4935 мм;

·        длина погрузочного конвейера: 11300 мм;

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

·        число гусеничных тележек: 4;

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

·        рабочая скорость: 0-25 м/мин;

·        транспортная скорость: 0-3,9 км/ч;

·        собственная масса: 109 т;

·        рабочая масса при полной заправке: 113 т;

·        максимальный теоретически преодолеваемый подъем: 11º.

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

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

Переход на данную технологическую схему позволит решить следующие задачи:

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

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

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

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

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

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

.2 Расчет производительности карьерного комбайна Wirtgen 2500 SM

Паспортная производительность комбайна в минуту:

Qпмин = Ш·hр·Vр.х., м3/мин

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

hр - глубина фрезерования, 0,25м;

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

Qпмин = 2,5·0,25·10 = 6,25 м3/мин.

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

t = Vа/с /Qпмин·Кр, мин,

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

Кр - коэффициент разрыхления породы, 1,5;

t = 18/6,25·1,5 = 1,92 мин.

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

V = Vа/с /Кр = 18 / 1,5 = 12 м3.

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

Qтехчас = 60·V/(t + tобм),

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

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

Техническая производительность комбайна в смену:

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

где Тсм - время смены, 480 мин;

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

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

Твр - время врезки;

Траз - время на разворот;

Твр = tвр·Nвр,

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

Nвр - число врезок;

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

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

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

Твр = 0,5·6 = 3 мин;

Траз = tраз·Nраз,

где tраз - время на один разворот, 2 мин;

Траз = 2·6 = 12 мин.

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

Эксплуатационная производительность комбайна в смену:

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

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

Купр - коэффициент качества управления комбайном, 0,92;

Ккл - коэффициент влияния климата, 0,96;

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

Эксплуатационная производительность комбайна в год:

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

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

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

Кг - коэффициент готовности комплекса оборудования, 0,8;

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

.3 Расчет потребности в оборудовании Расчет потребности в комбайнах

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

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

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

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

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

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

Расчет потребности в автосамосвалах:

Сменная производительность одного а/с:

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

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

qа - грузоподъемность автосамосвала;

Kq - коэффициент использования грузоподъемности автосамосвала;

Kq = Vа·Y / q·Кр,

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

Y - плотность породы, 1,96 т/м3;

Кq = 18·1,96 / 30·1,5 = 0,78;

Тсм - время одной смены, 8 ч;

Тр - время рейса автосамосвала;

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

Tр = tпогр + tдв + tp + tм , мин,

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

tp - время разгрузки автосамосвала, 1 мин;

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

tдв - время движения автосамосвала, мин;

tдв = tгр + tпор, мин,

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

tпор - время движения автосамосвала в порожнем направлении, мин;

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

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

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

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

i - величина подъема наклонного участка пути, 80 ‰;

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

Tр =1,92 + 10,6 + 1 + 4 ≈ 17,5 мин.

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

Сменный рабочий парк автосамосвалов:

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

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

nсм - число рабочих смен в сутки;

Nр.д. - число рабочих дней в году;

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

Инвентарный парк автосамосвалов, шт:

Nа.инв = Nа.см /Кинв,

где Кт.г. - коэффициент технической готовности парка;

Nа.инв = 7 / 0,7 = 10 шт.

.4 Схема работы комбайна и переход на новую технологию разработки мела

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

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

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

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

В этой схеме один рабочий цикл при отработке слоя включает:

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

·   фрезерование полосы,

·   поворот в противоположной врубовой выработке,

·   заезд на полосу 2 и ее фрезерование в обратном направлении,

·   разворот в исходной врубовой выработке и заезд на полосу 3,

после чего циклы и последовательность отработки повторяются.

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

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

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

1) начало перехода на новую систему разработки

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

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

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

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

Рисунок 3.1

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

2) ввод в работу второго комбайна

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

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

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

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

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

3) полный переход на новую систему разработки

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

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

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

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

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

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

Рисунок 3.2

Порядок перехода к разработке мела комбайнами Wirtgen 2500 SM

Рисунок 3.3

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

. Генеральный план

.1 Основные сведения о районе и предприятии

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Абсолютная отметка уреза реки Волга в половодье + 25 м.

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

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

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

.2 Объекты генерального плана

Основными объектами генерального плана являются:

1.   Цементный завод - потребитель продукции карьера.

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

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

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

.        Отвалы вскрышных пород, расположенные в границах разведанного месторождения.

.        Система постоянных и временных автомобильных дорог.

.        Линии и устройства электроснабжения потребителей карьера.

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

.        Склады привозных материалов, используемых в производстве.

.        Существующий горный отвод площадью 173.49 га.

.        Существующий земельный отвод площадью 176.3+4.68 га.

 

4.3 Организация санитарно-защитной зоны

Границы реконструируемого карьера примыкают непосредственно к промышленной площадке завода ОАО «Вольскцемент». Санитарно-защитная зона принята проектом для реконструируемого карьера 500 м в соответствии с санитарно-эпидемиологическими правилами и нормативами п.4.1.3 СанПиН 2.2.1/2.1.1.1031-01.

.4 Водоснабжение и канализация

Вода расходуется на нужды механических мастерских с бытовыми помещениями, на хозяйственно-питьевые нужды трудящихся, бытовые помещения (душевые кабины) и нужды внутреннего пожаротушения.

На предприятии предусмотрена единая сеть хозяйственно-производственного водопровода на промышленной площадке в районе РММ в соответствии с требованиями к качеству воды и её количеству, а также наличие системы водопровода, которая обеспечивает водой хозяйственно-питьевые и производственные нужды механических мастерских с бытовыми помещениями.

Источником водоснабжения служит существующая сеть хозяйственно-питьевого водопровода промышленной площадки завода. Водопроводная сеть проложена из чугунных напорных труб диаметром 100 мм.

На предприятии существует сеть хозяйственно-бытовой канализации Сеть проложена самотечная из керамических труб диаметром 150 мм. Ливневые стоки с промплощадки завода отводятся спланированной по рельефу местности поверхностью.

. Электроснабжение карьера

.1 Основные потребители электроэнергии

Основными потребителями электроэнергии являются:

.Экскаваторы ЭКГ-8И с установленной мощностью одного экскаватора 630 кВт.

.Экскаваторы ЭКГ-5У с установленной мощностью одного экскаватора 630 кВт.

.Экскаваторы ЭКГ-5А с установленной мощностью одного экскаватора 250 кВт.

.Экскаватор ЭШ-6/45М с установленной мощностью 560 кВт.

.Буровые станки с установленной мощностью одного станка 59 кВт.

.Электровозы EL-21 с установленной мощностью одного электровоза 1160 кВт.

.Освещение - суммарная мощность электрических нагрузок составляет 32 кВт.

.Электроснабжение вспомогательных служб - суммарная мощность составляет 200 кВт.

Питание потребителей карьера осуществляется от совмещенной тяговой подстанции №7 цеха Карьер. Подстанция получает питание от заводской подстанции по двум фидерам. Кабелями АСБ-2-6 (Зх120) подается напряжение на две ячейки №5 и №11 РУ-6кВ тяговой подстанции.

Совмещенная тяговая подстанция имеет:

. Распределительное устройство, состоящее из 14 ячеек типа КСО-2у.

. Три тяговых трансформатора УВЖЛ-1 ячеек № 12, 13, 14.

. Три выпрямителя типа УВКЛ №1, 2, 3. Выпрямители работают на сборные шины. С шин, через выключатель АБ-214, питается контактная сеть.

Электроснабжение от тяговой подстанции осуществляется следующим образом:

С ячейки №1 питается ЛЭП-6кВ гор. +69м по схеме ячейка, кабель ААБГ- 3х50 длиной 180 м, высоковольтная линия.

С ячейки №3 питается ЛЭП-6кВ гор. +54м по схеме: ячейка, кабель ААБГ- Зх50 длиной 180 м, высоковольтная воздушная линия.

С ячейки №4 питается ЛЭП-6кВ"верхний уступ" гор. +147м, +127м, +108м, +95м и +82м по схеме: ячейка, кабель ААБГ- Зх50 длиной 475 м, высоковольтная линия с проводом А-70.

С ячейки №10 питается участок опоки по схеме: ячейка, кабель ААБГ - Зх50 длиной 475м, высоковольтная воздушная линия с проводом АС-50 на железобетонных и деревянных опорах, проложенная вдоль автодороги на карьер опоки.

С ячеек №12, 13, 14 питается контактная сеть гор. +54м и +69м по схеме: ячейка, кабель АСБ - 6х120 длиной 120 м, тяговой трансформатор ТМРУ-3500/35, шины, выпрямитель УВКП-1, шины, кабель АСБ - Зх95 длиной 220м и 300м, разъединитель, контактная сеть.

Питание экскаваторов от ЛЭП осуществляется через ЯКНО-6ЭР.

Имеется ЯКНО-6ЭР в количестве 28 штук. Пять трансформаторных пунктов имеют воздушные вводы. В промежутках между ЯКНО-6ЭР и экскаваторами имеется промежуточные переключательные пункты с разъединительными соединенными кабелями типа КГЭ. Все переключательные пункты имеют механическую блокировку.

Понизительные трансформаторы имеют защиту контроля изоляции типа УАКИ. Понизительные трансформаторы подстанции, установленные на верхних меловых уступах, запитаны от ЛЭП-6кВ "верхнего уступа", питают электроэнергией буровые станки типа СВБ-2м. Для питания станков СВБ-2М на гор.+69м служит ЛЭП-З80В. Забои карьера мела и глины освещаются лампами типа ДКсТ-50000 и ДКсТ-20000.

Стрелочные посты и железнодорожные стрелки освещаются прожекторами типа ПЗС-45. Питание освещения осуществляется от понизительных трансформаторных подстанции.

Насосы водоотлива запитаны от понизительного трансформатора, включенного в ЛЭП-6кВ уступа глины.

.2 Расчет электрического освещения карьера

Определим число прожекторов и высоту их установки при следующих условиях:

площадь карьера - Sк = 258000 м2;

нормируемая минимальная освещенность - Ен = 0,5 лк;

коэффициент запаса - kз = 1,5;

коэффициент потерь света по сторонам - kп = 1,25.

Для освещения карьера приняты прожекторы типа ПЗС-45 с лампами НГ200-1000 со следующими параметрами:

мощность лампы - Рл = 1000 Вт;

напряжение - Uл = 200 В;

световой поток лампы - Фл = 21000 лм;

КПД прожектора - ηп = 0,36;

максимальная сила света прожектора - lмакс = 140000 кд.

. Суммарный световой поток, необходимый для создания минимальной освещенности:

ФΣ = Ен·Sк·kз·kп = 0,5·258000·1,5·1,25 = 241875 лм.

. Число прожекторов:

Nпр = ФΣ /Фл·ηп = 241875/(21000·0,36) = 32 шт.

. Высота установки прожекторов:

Н ≥ =  = 21,6 м ≈ 22м.

. Суммарная мощность осветительной нагрузки:

= Nпр·Рл = 32·1000 = 32000 Вт.

.3 Расчет удельных расходов электроэнергии

На экскавацию:

Прямая мехлопата: ω = Е·(0,028+103/Пэ) кВт·ч/м3,

Драглайн: ω = Е·(0,055+94/Пэ), кВт·ч/м3,

где Е - вместимость ковша экскаватора, м3;

Пэ - сменная производительность экскаватора, м3.

На бурение (станки вращательного бурения):

ω = 0,53/(б·р) = 0,53/(0,25·35) = 0,06 кВт·ч/м3,

где б - механическая скорость бурения, м/мин. Для станков СВБ-2М составляет в среднем на буримых на карьере породах 0,25 м/мин;

р - выход горной массы с одного метра пробуренной скважины, в среднем по карьеру - 35 м3/м.

На водоотлив:

ω = 0,0031·Н/(Кн·Кт),

где Н - высота подъема воды - 18 м (разность отметок уровня воды в водосборнике и слива карьерных вод в заводскую систему канализации);

Кн и Кт - КПД соответственно насосной установки и трубопровода.

ω = 0,0031·18/(0,8·0,9) = 0,0775 кВт·ч/м3.

Годовой расход электроэнергии экскаватором:

Wг = ω к·А, кВт·ч,

где к - коэффициент потерь электроэнергии, принимается для высоковольтных потребителей равным 1,1;

А - годовой объем экскавируемой породы, м3.

Годовой расход электроэнергии буровым станком:

Wб= ω·к·Б = 0,06·1,15·1353043 = 93360 кВт·ч,

где к - коэффициент потерь электроэнергии, принимается для низковольтных потребителей равным 1,15;

Б - годовой объем обуриваемой породы, м3.

Годовой расход электроэнергии насосами водоотлива:

Wв= ω·к·В, кВт·ч,

где к - коэффициент потерь электроэнергии, принимается для низковольтных потребителей равным 1,15; В - годовой объем подлежащей откачке из карьера воды, м3.

Wв = 0,0775·1,15·709620 = 63245 кВт·ч.

Годовой расход электроэнергии на освещение:

Wо = Мс·к·Тс = 32·1,15·3600 = 132480 кВт·ч,

где Мс - суммарная мощность светильников, 32 кВт,

Тс = 3600 часов - продолжительность темного времени в году;

к - коэффициент потерь электроэнергии, принимается для низковольтных потребителей равным 1,15.

Годовой расход электроэнергии на железнодорожный транспорт определен, исходя из движения составов против часовой стрелки: порожний состав идет на подъем от места разгрузки (+56 м) до места загрузки (+69 м) на среднее расстояние Lп=2,2 км; загруженный состав идет на спуск на среднее расстояние Lг=1,5 км. Основное сопротивление движению порожнего состава принято равным Wп = 5,5 Н/кН (усреднено для постоянных и передвижных путей), а груженого - Wг = 4 Н/кН.

Расход электроэнергии на движение поезда за один оборот локомотивосостава:

Wдв = 278·g·10-6·(Мпор·(Wп· Lп+Н)+Мгр·( Wг· Lг-Н)),

Wдв = 278·9,81·10-6· (354· (5,5· 2,2+13) = 24,3 кВт·ч.

где Н - разность отметок пунктов загрузки и разгрузки - 13 м. В условиях отсутствия рекуперации энергии отрицательный член суммы Мгр·(Wг· Lг-Н) в расчете не учитывается.

Годовой расход энергии на железнодорожный транспорт:

Wгжд = ωдв·Nр·Ксн·Кман/(Ккс·Ктп·Кэ),

Wгжд = 24,3·10378·1,1·1,15/(0,9·0,95·0,85)=439000 кВт·ч.

где Nр - годовое количество рейсов;

Ксн и Кман - коэффициенты, учитывающий расход энергии на собственные нужды и на маневровую работу;

Ккс, Ктп, Кэ - коэффициенты полезного действия контактной сети, тяговой подстанции, электровоза.

Результаты расчетов приведены в табл. 5.1.

Таблица 5.1

Годовой расход электроэнергии

Наименование потребителей электроэнергии	Годовой расход электроэнергии, кВт·ч
Экскаваторы ЭКГ-8И	764826
Экскаваторы ЭКГ-5(4)У	717832
Экскаватор ЭШ-/45	215377
Бур. станки СВБ 2М	93360
Электровозы ЕL-21
Водоотлив	63245
Освещение	132480
Итого	2426120
Не учтенные (10%)	242612
Всего	2668732

. Охрана окружающей среды

.1 Общие сведения

Работа карьера как при базовом варианте, так и при предлагаемом оказывает отрицательное воздействие на окружающую среду.

Воздействие на атмосферный воздух проявляется за счет:

. Выделения пыли при выемке, перекидке и погрузке горных пород экскаваторами и погрузчиками; при рыхлении и перемещении пород рыхлителями и бульдозерами; при движении автомобильного транспорта; при укладке пород в отвалы.

. Выделения вредных газов при работе карьерного оборудования с автономным (дизельным) приводом; при производстве массовых взрывов.

. Шума от работающего в карьере оборудования.

Воздействие на гидросферу проявляется за счет:

. Изменения карьерными выработками естественного гидрологического и гидрогеологического режима на прилегающей территории.

. Потребления карьером воды для питьевого и санитарно-гигиенического снабжения трудящихся и для полива карьерных дорог.

. Откачки из карьера части поступающих поверхностных и подземных вод.

. Возможности попадания в стоки карьера загрязняющих веществ от работающего в карьере оборудования.

Воздействие на территорию, условия землепользования и геологическую среду проявляется за счет:

. Нарушения территории развивающимся карьером и отвалами пустых пород с соответствующим изъятием земель.

. Нарушения карьером естественного залегания пород с возможным нарушением их устойчивости и образованием оползней.

Воздействие на растительный и животный мир проявляется за счет нарушения развивающимся карьером и отвалами существующей на изымаемой территории фауны и флоры.

Отрицательное воздействие на окружающую среду оказывают также отходы, возникающие при работе карьера:

. Бытовые отходы от работающего на карьере персонала.

. Промышленные отходы, возникающие при техническом обслуживании и ремонтах применяемого карьером оборудования. К таким отходам относятся: смазочные материалы, промасленная ветошь, изношенные шины, исчерпавшие свой ресурс аккумуляторные батареи, лом черных и цветных металлов. Лампы люминесцентные отработанные образуются в процессе освещения помещений и территории цеха.

 

.2 Воздействие на атмосферный воздух

Вклад карьера в загрязнение атмосферы в границах СЗЗ от работающего оборудования не превышает в долях ПДК:

По углероду черному (сажа) - 0,04 ;

По углероду оксиду - 0,01 (2%);

По неорганической пыли - 0,07 (5%);

По группе суммации (оксиды азота и серы) - 0, 17 (6%).

Вклад от массовых взрывов не превышает в долях ПДК:

По углероду оксиду - 0,01 (2%);

По неорганической пыли - 0,45 (26.8%);

По диоксиду азота - 0,32 (11%).

Мероприятия по снижению выбросов ЗВ в атмосферу

Снижение выбросов ЗВ в атмосферу связано со следующими факторами:

Поэтапное сокращение объема взрывных работ до их полного прекращения с заменой на механическое рыхление пород карьерными комбайнами.

Поэтапное сокращение объемов экскаваторной перевалки мела с горизонта на горизонт до полного отказа от экскаваторной перевалки.

Для уменьшения выбросов ЗВ в атмосферу на предприятии ежегодно составляются планы мероприятий по охране атмосферного воздуха с проведением профилактических осмотров и ремонтов основного технологического и обеспыливающего оборудования, замены электродов в электрофильтрах или рукавов в рукавных фильтрах.

В настоящее время ведутся работы по оснащению цементных силосов обеспыливающим оборудованием.

За последние годы произвели замену всех старых электрофильтров цементных мельниц на рукавные фильтры.

 

.3 Воздействие на поверхностные и подземные воды

По статистической отчетности потребление воды ОАО «Вольскцемент» составило 5971,2 тыс. м3, в том числе из реки Волги -5705 тыс м3, из подземных горизонтов - 50 тыс. м3, из городского водопровода - 216,2 тыс. м3.

Сброс воды в городскую канализацию на городские очистные сооружения-266,2 тыс. м3, в реку Волга одним водоспуском без очистки - 1900 тыс. м3 сточных вод и 39,2 тыс. м3 дренажных вод.

Возможными источниками загрязнения поверхностных и подземных вод на карьере являются:

·    производственные и бытовые сточные воды,

·        фильтрационные утечки вредных веществ из емкостей, трубопроводов и других сооружений,

·        поверхностные (дождевые и талые) воды,

·        нефтесодержащих вод,

·        бытового и производственного мусора,

·        веществ, содержащихся в добываемых породах,

·        веществ, содержащихся в выбросах предприятия.

Производственные сточные воды в действующем карьере отсутствуют. Технологические схемы ведения горных работ не предполагают использование в производстве воды и образование промышленных стоков. Бытовое обслуживание персонала карьера осуществляется соответствующими подразделениями завода, отвод сточных вод от которых осуществляется имеющейся сетью канализации в очистные сооружения города.

Емкости, трубопроводы и другие сооружения, из которых возможна утечка загрязняющих веществ, на территории действующего карьера отсутствуют. Пункты заправки и мойки машин, в том числе используемых на карьере находятся на территории завода и автотранспортных хозяйств, обслуживающих карьер.

Максимальная глубина карьера не будет опускаться ниже достигнутой отметки +39 м, не будут вскрываться новые водоносные горизонты, не предусматривается проведение выработок, связывающих карьер с нижележащими водоносными горизонтами. То есть, не будет нарушен сложившиеся к настоящему времени гидрологический режим территории.

Мероприятия направленные на организацию стока поверхностных и подземных вод внутри карьера и на прилегающей территории:

. На поверхности месторождения в северо-восточной части проводится нагорная канава, для перехвата и отвода ливневых и атмосферных осадков с прилегающих площадей, наклонных в сторону карьера;

. На гор. +69,0 м, гор. +57,0-63,0 м, гор. +46,0-48,0 м проводятся дренажные траншеи и прорези со сбросом воды в выработанное пространство карьера. В местах пересечения с дорогами прокладываются дренажные трубы;

. В первые 10 лет работы карьера местоположение насосных станций сохраняется. При необходимости производится углубление и очищение водосборника (зумпфа) до абсолютной отметки +37,0 м;

. Для проведения дренажных прорезей глубиной до 2-х м при ширине 0.1 м имеющейся на карьере бульдозер на базе трактора Т-170 оснащается баровой установкой;

. Во избежание попадания нефтепродуктов в р. Волга закрыта автозаправка цеха ПТМ, находящаяся в прибрежной полосе и запрещен помыв автотранспорта на территории предприятия. В целях исключения попадания нефтепродуктов в ливневую канализацию проложена линия технической воды со станции в градирню, а также линия замазученной воды в вертикальный шлам-бассейн сырьевого цеха. Периодически 2 раза в год проводится очистка ливневых отстойников. Ведутся постоянные работы по очистке прибрежной полосы Волгоградского водохранилища от мусора и металлолома, ежемесячно проводятся рейды по обнаружению возможных утечек и разливов нефтепродуктов;

. Во избежание попадания колчеданных огарок в р.Волга ведутся работы по продлению подпорной стенки на причале;

.Намечается возможность повторного использования воды из промышленного стока на производственные нужды.

Указанные мероприятия позволят осушить рабочие площадки и обеспечат нормальную работу карьерного оборудования, а также снизят фильтрацию воды в породах постоянных бортов карьера, что будет способствовать сохранению их устойчивости.

 

6.4 Воздействие на территорию, условия землепользования и геологическую среду

С начала разработки месторождения (1896 г.) из недр извлечено более 60000000 м3 горной массы. Площадь нарушенной карьером территории около 160 га. Дно карьера достигло отметки +39 м, глубина карьера колеблется в пределах от 0 (в южной части) до 70 м (на северо-востоке), и на западе (с учетом опочного участка) от 100 м до 140 м.

При полной отработке разведанных запасов цементного сырья площадь нарушенных карьером земель увеличится до 256,3 га. При работе по существующей технологической схеме, кроме того, потребуется дополнительно изыскать земли для размещения во внешних отвалах 2327000 м3 вскрышных пород и 19407000 м3 не используемой в производстве опоки. При высоте внешних отвалов до 30 м дополнительная площадь для их размещения составит 87 гектаров.

Характер нарушения земель - карьерная выемка. Образованный при разработке техногенный рельеф представляет террасированный борт, состоящий из уступов высотой до 20 м, разделяющих уступы площадок шириной 13-19 м и дна карьера с расположенными на нем отвалами. Участок мела и глины представляет собой полуоткрытый котлован в форме овала протяженностью с востока на запад 1400 м, шириной с севера на восток - 1300 м. С юго-востока к карьеру примыкает промышленная площадка цементного завода с абсолютными отметками поверхности +56,0 м.

Изымаемые под карьер земли принадлежат г. Вольску и предоставляются предприятию на правах аренды.

Для снижения вредного воздействия работы карьера на земельные ресурсы предусматривается рекультивация нарушенных земель. В соответствии с техническими условиями на рекультивацию предусмотрено восстановление нарушенных земель под посев многолетних трав с устройством в выработанном пространстве водоема.

Плодородный почвенно-растительный слой в районе расположения действующего карьера (черноземы обыкновенные и южные) имеет мощность от 0 до 0,6 м. Подстилающими породами являются на большей части площади карьера суглинки , которые относятся к потенциально плодородным породам. Мощность суглинков изменяется по площади месторождения от 0 до 9,5 м. Ниже залегают малопригодные или непригодные для биологического освоения опоки, мел, пески.

6.5. Охрана недр

В соответствии с Законом РФ «О недрах» добыча полезного ископаемого осуществляется при наличии лицензии, удостоверяющей право пользования недрами.

Пользователи недр обязаны обеспечить:

·    Полноту геологического изучения, рациональное, комплексное использование и охрану недр;

·    Безопасное для работников и населения ведение работ, связанных с пользованием недрами;

·    Охрану атмосферного воздуха, земель, лесов и вод, а также зданий и сооружений от вредного влияния работ, связанных с пользованием недрами;

·        Приведение земельных участков, нарушенных при пользовании недрами в состояние пригодное для использования их в народном хозяйстве.

При эксплуатации месторождения необходимо:

·    Соблюдать принятые проектом параметры разработки, технологические решения, производить весь комплекс маркшейдерских работ и работ по уточнению геологического строения месторождения.

Для решения задач охраны недр предусмотрено укрепление геолого-маркшейдерской службы предприятия - в штат инженерно технических работников дополнительно вводятся участковый маркшейдер и геолог.

Замена буровзрывного рыхления горных пород механическим рыхлением позволит снизить потери и разубоживание полезного ископаемого.

На действующем карьере суглинки складируют вместе с другими вскрышными породами во внешние отвалы. Использование суглинков - для рекультивации дна и постоянных бортов карьера в качестве подстилающего материала под породами почвенно-растительного слоя.

Начиная с 2030 года, предусматривается использование в производстве излишних объемов опоки, которые ранее предполагалось размещать в отвалах.

 

.6 Воздействие на растительный и животный мир

К настоящему времени разработка карьера (с 1896 г) привела к полной трансформации территории, что обусловило изменение местообитаний животных и птиц. Следствием горных работ явилось исчезновение характерных для данной местности видов флоры и фауны на территории зоны прямого воздействия.

Изменение поверхности почвенного покрова в местах ведения открытых горных работ, строительства дорог и отсыпки отвалов уменьшило площадь обитания животных и птиц, населяющих данную территорию.

Дальнейшая разработка карьера существенно не повлияет на среду обитания животных. Уровни воздействия на флору и фауну территории размещения предприятия сохранятся, поэтому расчет ущерба животному миру не производится.

Предусмотренная проектом реконструкции рекультивация всех нарушаемых карьером площадей приведет к частичному или полному восстановлению флоры и фауны.

. Техника безопасности

 

.1 Общие положения

Горные работы на карьере должны производиться в строгом соответствии с настоящим проектом, с соблюдением «Единых правил безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом» (ЕПБ ОГР), «Единых правил безопасности при взрывных работах» «Правил техники безопасности для предприятий автомобильного транспорта», «Правил движения по дорогам России» и других действующих нормативных документов в области промышленной безопасности.

Однако, учитывая разноплановость карьерных работ и множественность применяемого горнотранспортного оборудования, следует обратить особое внимание на следующие пункты "ЕПБ":

·    Горно-транспортное оборудование должно находится в технически исправном состоянии и иметь необходимые защитные устройства, средства пожаротушения и сигнализации.

·        Расстояние по горизонтам между экскаваторами, работающими на смежных уступах, должно составлять не менее 1,5 их максимального радиуса черпания.

·        Машинисты экскаваторов во время работы должны следить за состоянием забоев и в случае появления опасности, связанной с обрушением, оползнем, сдвигом уступа или отказавших зарядов, должны немедленно прекратить работу и отогнать экскаватор в безопасное место.

·        Обслуживающему персоналу запрещается находится в радиусе действия ковша экскаватора.

·        При разработке глины уступ, высота которого превышает 13 м, должен понижаться бульдозером ДЗ-94С или буровзрывными работами.

·        Допуск к обслуживанию электрооборудования должен производиться по наряду (при напряжении свыше 1000 В) либо с записью в журнале производства работ (при напряжении до 1000 В).

·        С целью повышения безопасности работ на карьере линии электропередач выполняются с изолированной нейтралью.

·        Общее заземляющее устройство карьера состоит из центрального, расположенного у тяговой подстанции, и местного заземлителей.

·        Релейная защита от многофазных замыканий на землю выполняется в двухфазном исполнении и выключается в одни и те же фазы по всей сети напряжением 6 кВ. Токовая защита от однофазных замыканий на землю первой ступени расположена в переключательных пунктах типа ЯКНО-6ЭР (трансформатор тока ТНП-2). Вторая ступень защиты расположена на головной подстанции и включается с выдержкой 0,5 сек.

·        Сети напряжением на 1000 В оснащены максимально-токовой защитой и защитой от утечки на землю (УАКИ), расположенных в трансформаторах ТМ6/0,4 кВ.

·        Применяемые на карьере бульдозеры снабжены системой запуска из кабины в заводском исполнении.

·        Используемые для перевозки горной массы автосамосвалы имеют защитные козырьки и автоматические сигналы заднего хода (звуковые и световые).

·        Рабочие, поступающие на предприятие (в том числе на сезонные работы), проходят с отрывом от производства предварительное обучение по технике безопасности в течение 3х дней и сдают экзамены по утвержденной программе. Повторный инструктаж по технике безопасности на предприятиях цементной промышленности производится не реже одного раза в квартал с регистрацией в специальной книге.

Мероприятия по охране труда:

а) обеспечение трудящихся спецодеждой, спецобувью, рукавицами в соответствии с Типовыми нормами и Коллективным договором;

б) обеспечение работающих средствами индивидуальной защиты глаз - светозащитные очки, органов дыхания - респираторы, от поражения электрическим током - диэлектрические перчатки, боты и т.п;

в) обеспечение работающих на рабочих местах и в помещениях для обогрева кипяченой водой, достаточное освещение рабочих мест и дорог.

г) периодическое медицинское освидетельствование трудящихся на предмет профпригодности в соответствии с действующим законодательством.

Мероприятия по предупреждению травматизма:

.Систематическое наблюдение за состоянием бортов карьера и откосов уступов:

а) углы откосов уступов не должны превышать принятые рабочим проектом;

б) высота каждого рабочего уступа должна быть не более проектной;

. Постоянное наблюдение за состоянием дорог и своевременный их ремонт;

. Для сообщения между уступами должны быть выполнены съезды;

. Все работы должны осуществляться в соответствии с действующими «Едиными правилами при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом» и Правилами технической документации.

Противопожарные мероприятия:

На экскваторе, автосамосвале, бульдозере, комбайне должны быть углекислотные огнетушители, емкости с песком. Хранение ГСМ предусматривается в закрытой емкости. Должны быть закрытые емкости для сбора промышленной ветоши с периодическим очищением;

Медицинская помощь:

Для оказания пострадавшим первой медицинской помощи на каждом экскаваторе и в помещениях для обогрева находятся аптечки первой помощи, кроме того, каждый работающий должен быть обучен оказанию доврачебной помощи, знать номер диспетчера завода для вызова скорой помощи.

 

.2 Безопасные расстояния при ведении взрывных работ

Расчет радиуса опасной зоны по разлету кусков породы при взрывании скважинных зарядов производится согласно "ЕПБ при взрывных работах", 1976 г.

Для данных условий, согласно таблице 8 приложения 9 "ЕПБ при взрывных работах": радиусы опасных зон по разлету кусков породы составляют для людей 300 м, для механизмов 150 м.

Во взрывоопасную 300-метровую зону при работе в западной части карьера попадают сушильное отделение и бытовки помола №3, поэтому их персонал при массовых взрывах должен выводиться.

С учётом сейсмичности воздействия взрывов на газораспределительную станцию и жилой поселок, предельные массы одновременно взрываемых зарядов приводятся в табл. 7.1.

Таблица 7.1

Предельные массы одновременно взрываемых зарядов

Расстояние от места взрыва до	Предельно допустимая масса заряда, кг
охраняемого объекта, м	гор. +69м	гор. +108м, +95м, +82м	гор +142м, +121м
100 - 150	-	-	-
150 - 250	-	-	-
250 - 300	-	420	350
300 - 350	200	730	670
350 - 500	400	1100	1100
500 - 600	360	1300	1900
600 - 700	1500	2300	3400
Свыше 700	2300	3600	свыше 3600

При массе зарядов 1500 кг расстояние до газораспределительной станции должно быть не менее 300 м. Предельные массы зарядов должны взрываться короткозамедленно, с числом групп не менее 4 и замедлением 25 м/сек.

При применении КДЭШ массы зарядов в группе должны составлять не более 1/3 от предельно допустимой массы заряда для данного расстояния, а интервал замедления - не менее 35 мсек. Число групп в этом случае не ограничивается.

. Переработка полезного ископаемого

Технология получения цемента на заводе - переработка сырьевых материалов (мел, глина) совместно с водой <#"583058.files/image013.gif">

Рисунок 8.1

Технологическая схема производства цемента мокрым способом

Шлам насосами 6ФШ-7а производительностью 250 т/ч из существующих горизонтальных шламовых бассейнов перекачивается в расходные емкости в отделение фильтр-прессов с предварительным грохочением для отделения включений более 3-х мм. Надситовый продукт возвращается в горизонтальные шламбассейны.

Шлам из указанных емкостей шламовыми насосами подается для заполнения прессфильтров и аэроэжекторных баллонов до определенного уровня и затем они отключаются. После этого в аэроэжекторные баллоны подается воздух давлением 25 атм. Этим давлением осуществляется процесс фильтрации, при котором фильтрат по наклонному ленточному транспортеру под пресс-фильтром собирается в емкость, из которой перекачивается в сырьевое отделение для приготовления шлама.

После окончания процесса фильтрации пресс-фильтр продувается сжатым воздухом для удаления остатков шлама: из подводящего трубопровода и канала прессфильтра и последний при помощи специального механизма начинает разгружаться через разгрузочную воронку и ленточный транспортер в бункер для кека.

Оставшийся фильтрат возвращается в «Гидрофол» для приготовления шлама.

Кек влажностью 20% от одного или нескольких бункеров в заданных весовым устройством ленточного транспортера количествах через качающуюся течку и трехшлюзовый затвор подается в сушилку-дробилку, куда так же подаются горячие газы от второй ступени циклонного теплообменника с температурой до 600°С. Получющаяся сырьевая мука выносится из сушилки-дробилки в осадительный циклон, где отделяется от газов и через ячейковый питатель направляется в циклонный теплообменник и далее в декарбонизатор. Возврат пыли от электрофильтров печи осуществляется при помощи пневмовинтового насоса.

В декарбонизатор предусмотрена подача третичного воздуха из колосникового холодильника. Сырье, декарбонизированное на 80%, обжигается во вращающейся печи 4,5х100 м.

Предусмотрен следующий режим работы: печь работает с производительностью 2150 т/сутки, 74% топлива сжигается в декарбонизаторе, 26% в печи, питание печи сырьевой мукой в основном режиме с сушилкой-дробилкой.

Клинкер с температурой 1100оС охлаждается в колосниковом холодильнике до температуры 80-100оС, а затем клинкерным транспортером подается на клинкерный открытый склад.

С клинкерного склада грейферным краном клинкер и добавки (гипс и сухая опока) подаются в цех помола.

Затем готовый цемент пневмовинтовыми и пневмокамерными насосами транспортируется по цементопроводу в цементные силосы.

Для хранения готовой продукции на заводе имеются 22 силоса, обеспечивающие хранение более 70 тыс. тонн цемента. Продукция потребителям отправляется в специализированных железнодорожных вагонах и автоцементовозах, а в период речной навигации также используются баржи.

Тарирование цемента производится в мягкие контейнеры по 1000 кг и мешки по 50 и 20 кг.

Производимые на заводе марки цемента:

·    ПЦ 500-Д0-Н (высокомарочный портландцемент нормированного состава марки 500);

·        ЦЕМ II/A-K (Ш-П) 42.5 Н (высокомарочный портландцемент с минеральными добавками);

·        ССПЦ 400-Д20 (сульфатостойкий портландцемент марки 400 с минеральными добавками до 20%);

·        ЦЕМ II В-Ш 32.5Н (портландцемент с минеральными добавками);

·        ЦЕМ II / А-К (Ш-П) (портландцемент с минеральными добавками);

·        ПЦТ-I-G-CC-1 (портландцемент тампонажный типа I-G высокой сульфатостойкости (СС-1));

·        ПЦТ II-50 (портландцемент тампонажный, типа II).

. Экономическая часть

карьер отработка цементный месторождение

Общие положения

В данной части дипломного проекта рассматривается экономическая оценка работы предприятия, рентабельность и экономическая эффективность принятых решений на карьере "Большевик".

Экономическая оценка осуществляется на основе совокупности технико-экономических показателей, к которым, главным образом, можно отнести следующие:

·    капитальные вложения;

·        удельные капитальные вложения (на 1 тонну добытого полезного ископаемого);

·        полная себестоимость добычи полезного ископаемого;

·        стоимость основных производственных фондов;

·        производительность труда;

·        фондоотдача;

·        валовая прибыль;

·        уровень рентабельности;

·        прибыль, остающаяся в распоряжении предприятия;

·        чистая прибыль;

·        рентабельность капитальных вложений;

·        срок окупаемости удельных капитальных вложений.

.1 Капитальные вложения

Капитальные вложения на промышленное строительство и оборудование определяются сводной сметой затрат, приведенной в табл. 9.1. В табл. 9.2. приведены затраты на оборудование и транспорт.

Таблица 9.1

Капитальные вложения на промышленное строительство

№ главы	Наименование затрат	Сумма затрат, млн. руб.
		Базовый вариант		Предлагаемый вариант
1	Подготовка территории строительства	36	34
2	Затраты на горно-капитальные работы	28	28
3	Затраты на промышленные здания и сооружения	6300	6300
4	Затраты на оборудование и транспорт	801,5	378,1
5	Затраты на инструменты, приспособления, производственный инвентарь	36	34
6	Благоустройство промышленной площадки	4	4
7	Временные здания и сооружения	46	39
8	Прочие работы и затраты	725	682
Итого		7976,5	7500

Таблица 9.2.

Перечень и стоимость имеющегося и приобретаемого карьерного оборудования

Вид техники	Стоимость, тыс. руб.	Действ. Карьер		Предложенный вариант
		Количество	Общая цена	Количество	Общая цена
ЭКСКАВАТОРЫ
ЭКГ - 5А	34 000	2	68 000	2	68 000
ЭКГ - 8И	74 000	5	370 000	-	-
ЭКГ - 5У	77 200	2	154 400	-	-
ЭШ - 6/45	81 500	1	81 500	1	81 500
ВСЕГО		673 900		149 500
ТРАНСПОРТ
Электровоз EL-21	40 000	2	80 000	-	-
Думпкары 2ВС-105	2 000	5	10 000	-	-
БелАЗ-7526	5 000	3	15 000	3	15 000
БелАЗ-7540	5 000	-	-	10	50 000
ВСЕГО		105 000		65 000
ОСТАЛЬНОЕ
Wirtgen 2500 SM	75 000	-	-	2	150 000
Буровой станок СВБ-2	3 000	3	9 000	-	-
Бульдозер Т-500	5 800	1	5 800	1	5 800
Бульдозер Т-330	4 800	1	4 800	1	4 800
Бульдозер Т-170	3 000	1	3 000	1
ВСЕГО		22 600		163 600
ИТОГ		801 500		378 100

Удельные капитальные вложения определяются отношением капитальных затрат на строительство предприятия, приведенных в сводной смете, к годовой производственной мощности карьера по полезному ископаемому:

Куд = К / Vц.г., руб/т,

где Vц.г. - годовая производственная мощность карьера по полезному ископаемому, 3 892 000 т;

) для базового варианта:

Куд = 7 976 500 000 / 3 892 000 = 2049, 5 руб/т;

) для предлагаемого варианта:

Куд = 7 500 000 000 / 3 892 000 = 1927 руб/т.

.2 Основные производственные фонды предприятия

Общая сумма основных производственных фондов определяется укрупнено и принимается равной затратам, определенным в сводной смете капитальных вложений, уменьшенным на величину возвратных сумм по временным зданиям и сооружениям. В табл. 9.3 приведена величина возвратных сумм.

Таблица 9.3

Величина возвратных сумм

Наименование затрат	Сумма затрат, млн. руб.
	Базовый вариант	Предлагаемый вариант
За полезное ископаемое от попутной добычи	17,7	12,4
По временным зданиям и сооружениям	18,6	15,6
Всего возвратных сумм	36,3	28

Основные производственные фонды предприятия составят:

Фосн = К - Вз, млн. руб.,

где К - суммарные капитальные вложения;

Вз - величина возвратных сумм;

) для базового варианта:

Фосн = 7976,5 - 36,3 = 7940,2 млн. руб.;

) для предлагаемого варианта:

Фосн = 7500 - 28 = 7472 млн. руб.

.3 Полная себестоимость полезного ископаемого

Под себестоимостью продукции понимают выраженные в денежной форме эксплуатационные затраты на производство и реализацию единицы продукции.

Производственная себестоимость - это все производственные затраты на выпуск единицы продукции по данному предприятию, включающие затраты по всем производственным цехам и участкам предприятия и общепроизводственные расходы.

Согласно «Положению о составе затрат, включенных в себестоимость продукции» от 5.08.1992 г затраты необходимо сгруппировать в соответствии с экономическими содержаниями по элементам:

·    затраты на оплату труда с учетом отчислений ЕСН;

·        затраты на запасные части;

·        затраты на вспомогательные материалы;

·        затраты на электроэнергию;

·        затраты на горюче-смазочные материалы;

·        амортизационные отчисления;

·        затраты на взрывные работы;

·        прочие неучтенные затраты.

Определение затрат по перечисленным выше элементам производится далее.

Затраты на оплату труда

Явочный состав рабочих определяется в соответствии с количеством оборудования и нормой обслуживания рабочих мест или машин. Явочная численность рабочих, занятых на основных технологических процессах по добыче и транспортированию горной массы, рассчитана в соответствии с действующими отраслевыми нормами по труду исходя из проектных объемов того или иного вида работ и в соответствии с рабочим парком оборудования.

Переход от явочной численности производственного и ремонтного персонала к списочной производится путем применения переходного коэффициента от явочного состава к списочному. В таблице 9.4 приводится расчет затрат на оплату труда рабочих для базового и предлагаемого варианта.

Формула для расчёта оплаты труда:

Фонд оплаты труда (ФОТ):

ФОТ=Nспис·З/Пср.мес·12, тыс.руб./год,

где Nспис - списочное число рабочих;

З/Пср.мес - среднемесячная заработная плата рабочих.

Социальные отчисления = ФОТ·ЕСН; тыс. руб./год,

где ЕСН = 30 %.

Издержки на персонал = ФОТ + социальные отчисления.

Таблица 9.4

Расчет затрат на оплату труда рабочих

Профессии и должности	Зарплата, тыс. руб.	Действ. Карьер		Предложенный вариант
		Списочный состав	Общая З/п тыс. руб/год	Списочный состав	Общая З/п тыс. руб/год
ИТР
Начальник цеха	Средняя 30	1	360	1	360
Зам начальника цеха		1	360	1	360
Технорук		1	360	1	360
Механик		2	720	2	720
Мастер по ремонту и эксплуатации оборудования		2	720	2	720
Энергетик		1	360	1	360
Энергетик смены		4	1440	2	720
Мастер по ремонту и наладке эл. схем экскаваторов		1	360	1	360
Мастер производственного участка		2	720	2	720
Горный мастер		4	1440	4	1440
Старший маркшейдер		1	360	1	360
Итого		20	7200	18	6480
Рабочие
Машинист экскаватора	35	40	16800	12	3840
Помощник машиниста экскаватора	15	7	1260	6	1080
Машинист электровоза	30	5	1800	-	-
Помощник машиниста электровоза	20	4	960	-	-
Дежурный стрелочного поста	15	4	720	-	-
Машинист бурового станка	25	4	1200	4	1200
Машинист бульдозера	20	3	720	3	720
Электрослесарь ТП	15	4	720	-	-
Дежурный электрослесарь	15	4	720	2	360
Монтер пути	15	8	1440	-	-
Ремонтные рабочие	15	45	8100	20	3600
Рабочий маркшейдерской службы	25	1	300	1	300
Кладовщик-уборщик	12	1	144	1	144
Уборщик помещений	12	1	144	1	144
Оператор комбайна	35	-	-	8	3360
Водитель а/с БелАЗ-7526	30	12	4320	12	4320
Водитель а/с БелАЗ-7540	30	-	-	28	10080
Рабочие по ремонту и содержанию автомобильных и железных дорог и водорегулирующих сооружений.	15	8	1440	3	540
Итого рабочих		153	40788	97	28488
Всего трудящихся		173	47988	115	34968
Отчисления на социальное страхование тыс. руб.			14 396		10490
Издержки на персонал, тыс. руб.	62 384			45458

Затраты на запасные части

Условно затраты на запасные части можно принять как 10% стоимости оборудования в год. Тогда затраты составят:

Ззап = Соб·10% , млн. руб.

где Соб - общая стоимость оборудования.

) для базового варианта:

Ззап = Соб·10% = 801,5 млн. руб. ·10% = 80,15 млн. руб.

) для предлагаемого варианта:

Ззап = Соб·10% = 378,1 млн. руб. ·10% = 37,81 млн. руб.

Затраты на вспомогательные материалы

Издержки на вспомогательные материалы составляют 10 % от стоимости запасных частей.

Звсп = Ззап·10%

) для базового варианта:

Звсп = Ззап·10% = 80,15 млн. руб.·10% = 8 млн. руб.

) для предлагаемого варианта:

Звсп = Ззап·10% = 37,81 млн. руб.·10% = 3,8 млн. руб.

Затраты на электроэнергию

Расчет затрат на электроэнергию производится по тарифу 4 рубля за 1 кВт.ч. Расчет производится на установленную мощность трансформаторов и электродвигателей высокого напряжения, а также за фактически потребляемые кВт. ч активной электроэнергии.

Общая сумма затрат может быть определена по следующему выражению:

, руб./год

где a - тариф за 1 кВ установленной мощности или за 1 кВ максимальной мощности двигателей (100 руб.);- тариф за 1 кВт. ч потребляемой энергии (4 руб.);

 - установленная мощность трансформаторов и высоковольтных двигателей с максимальной нагрузкой, кВт;

, кВт,

где  - номинальный коэффициент мощности (0,9);

Мн - номинальная мощность сетевых двигателей, кВт;

ηдв - КПД двигателя при средней его загрузке (0,85);- фактически потребленная электроэнергия за определенный период времени, кВт. ч.;

, кВт. ч

где Мн - номинальная мощность сетевых двигателей;

 - число часов работы оборудования (буровые станки работают по 8 ч в день 175 смен в год);

 - коэффициент использования мощности двигателей;

для экскаваторов - 0,5; для освещения - 0,6;

для остального - 0,9;

с - надбавка или скидка за электроэнергию, можно принять равной 0.

Данные расчетов и итоговые значения по базовому и предлагаемому варианту представлены в табл. 9.5.

Таблица 9.5

Расчет затрат на электроэнергию

Наименование потребителей	Число потребителей	Установленная мощность, кВт	Суточный расход, кВт/сут	Число дней в работе	Годовой расход, МВт/год	Затраты на энергию, млн руб
БАЗОВЫЙ ВАРИАНТ
ЭКГ - 8И	5	630	37 800	365	13 797	55,27
ЭКГ - 5У	2	630	15 120	365	5 519	22,16
ЭКГ - 5А	2	250	6 000	365	2 190	8,79
ЭШ - 6/45	1	560	6 720	365	2 453	9,88
СВБ 2М	3	56	1 210	175	212	0,85
EL - 21	2	1160	25 056	365	9 145	36,73
Насос	2	3 600	365	1 314	5,27
Освещение	всего	32	461	365	168	0,68
Вспомогательные службы	всего	200	4 320	365	1 577	6,33
Всего расходы на электроэнергию по базовому варианту, млн. руб.					145,97
ПРЕДЛАГАЕМЫЙ ВАРИАНТ
ЭКГ - 5А	2	250	6000	365	2 190	8,79
ЭШ - 6/45	1	560	6 720	365	2 453	9,88
Насос	2	75	3 600	365	1 314	5,27
Освещение	всего	32	461	365	168	0,68
Вспомога-тельные службы	всего	200	4 320	365	1 577	6,33
Всего расходы на электроэнергию по предлагаемому варианту, млн. руб.						30,95

Затраты на горюче-смазочные материалы

Расход топлива для автосамосвалов:

) базовый вариант:

Расстояние транспортирования пород до пунктов разгрузки составляет от 1 до 3 км: 1 км для глины и 3 км для опоки на завод, 2 км для вскрышных пород.

Инвентарный парк автосамосвалов с учетом производственной мощности карьера составляет 3 а/с БелАЗ-7526. Число рейсов автосамосвалов при транспортировке глины, опоки и вскрышных пород - 54750 рейсов в год.

Тогда годовой пробег автосамосвалов составит 109,5 тыс. км/год.

) предлагаемый вариант:

Расстояние транспортирования пород до пунктов разгрузки составляет от 1 до 3 км: 1 км для глины и 3 км для опоки на завод, 1,5 км для мела, 1 км для вскрышных пород.

Инвентарный парк автосамосвалов с учетом производственной мощности карьера составит 12 единиц: 3 а/с БелАЗ-7526 и 9 а/с БелАЗ-7540. Число рейсов автосамосвалов БелАЗ-7540 при транспортировке полезного ископаемого (мел) составит 183960 рейсов в год, автосамосвалов БелАЗ-7526 при транспортировке глины, опоки и вскрышных пород - 54750 рейсов в год (всего 238710 рейсов в год). Тогда годовой пробег автосамосвалов составит: 368 тыс. км/год + 109,5 тыс. км/год = 477,5 тыс. км/год.

Для автосамосвалов нормируемое значение расхода топлива рассчитывается по следующему соотношению:

Qас = 0,01·Hас·S·(1+0,01·D) + Hz·Z, л.,

где S - годовой пробег автомобиля, км;ас - базовая линейная норма расхода топлива самосвала с учетом транспортной работы, Hас=103/100 км;- дополнительная норма расхода топлива на каждый рейс с грузом при маневрировании в местах погрузки и разгрузки, л (для автосамосвала до 0,2 л жидкого топлива на единицу самосвального подвижного состава);- количество рейсов с грузом, совершенных автосамосвалами в год, Z=238710;- поправочный коэффициент (суммарная относительная надбавка или снижение) к норме в процентах. Для районов с умеренным климатом величина надбавок составляет 10%.

Нормируемое значение расхода топлива для общего парка автосамосвалов составит:

) базовый вариант:ас = 0,01·103·109500·(1+0,01·10) + 0,2·54750 = 135 013,5 л/год;

) предлагаемый вариант:

Оас = 0,01·103·368000·(1+0,01·10) + 0,2·183960 = 453 736 л/год.

Расход топлива для комбайна Wirtgen 2500 SM по предлагаемому варианту:

Расход топлива для комбайна составляет в среднем 191,5 л/час дизельного топлива.

Годовой расход топлива для двух комбайнов составит:

Qк = 2·Нк·Тгод·Kи

где Нк - средний расход дизельного топлива;

Тгод - время работы за год (8700 ч);

Ки - коэффициент использования оборудования (0,8).

Qк = 2·191,5·8700·0,8= 2 665 680 л/год.

Затраты на топливо:

Зт = Ст·Q, тыс. руб./год

где Ст - стоимость 1 тонны дизельного топлива (25 руб.)

) для базового варианта:

Зт = Ст ·Qас = 135 013,5·25 = 3 375 тыс. руб./год

) для предлагаемого варианта:

Зт = Ст · ( Qас + Qк ) = 25·(453 736+ 2 665 680) = 77 985,4 тыс. руб./год.

Затраты на смазочные материалы:

Затраты на смазочные материалы принимаем равными 10% от затрат на дизельное топливо:

) для базового варианта:

Зм = Зт ·0,1 = 3 375 000·0,1 = 337,5 тыс. руб./год

) для предлагаемого варианта:

Зм = Зт ·0,1 = 77 985 400 ·0,1 = 7 798,5 тыс. руб./год.

Затраты на горюче-смазочные материалы составят:

Згсм = Зт + Зм , тыс. руб./год.

) для базового варианта:

Згсм = 3 375 + 337,5 = 3 712,5 тыс. руб./год.

) для предлагаемого варианта:

Згсм = 77 985,4 + 7 798,5 = 85 783,9 тыс. руб./год.

Амортизация основных фондов

Амортизационные отчисления определены по нормам на различные виды оборудования от стоимости основных фондов.

Произведем расчет норм амортизации оборудования по формуле:

,

где n - срок амортизации оборудования, лет.

Срок амортизации для всего горного оборудование составляет 7 ¸ 10 лет.

Расчет амортизационных отчислений на горное оборудование произведем по формуле:

A = S·NА·Т , тыс. руб.

где S - стоимость горного оборудования, тыс. руб.;

Т - период, на который рассчитываются амортизационные отчисления, лет.

 (для базового варианта),

 (для предлагаемого варианта).

) амортизационные отчисления для базового варианта:

A = 801 500·0,1·1= 80 150 тыс. руб./год;

) амортизационные отчисления для предлагаемого варианта:

A = 378 100·0,1·1= 37 810 тыс. руб./год.

Расчёт затрат на производство взрывных работ

В течение года для удовлетворения потребностей предприятия необходимо взорвать 1317,6 тыс. м3 породы. Для предлагаемого варианта объёмы взорванной породы существенно снизятся за счёт перехода на механическое рыхление мела комбайном выше гор. +69 м и составят 152,3 тыс. м3 (горизонт глины).

Затраты на приобретение ВВ, а также на необходимые средства взрывания и на само взрывание составляют в среднем 45 руб на 1 м3. Тогда затраты на производство взрывных работ можно рассчитать по формуле:

Звр= Vвр·Суд.вр, тыс. руб./год,

где Суд. вр. - удельная стоимость взрывания 1 м3 горной породы;

Vвр - годовой объём взрывных работ.

) затраты на производство взрывных работ для базового варианта:

Звр= 1 317 600·45 = 59 292 тыс. руб./год;

) затраты на производство взрывных работ для предлагаемого варианта:

Звр= 152 300·45 = 6 853, 5 тыс. руб./год.

Прочие затраты

Прочие затраты принимаем равными 10% от суммы общих эксплуатационных затрат:

) прочие затраты по базовому варианту составят:

Зпр = (62,384 + 80,15 + 8 + 145,97 + 3,713 + 80,15 + 59,292)·0,1 = 43,96 млн. руб;

) прочие затраты по предлагаемому варианту составят:

Зпр = (45,458 + 37,81 + 3,8 + 30,95 + 85, 784 + 37,81 + 6,854)·0,1 = 24,85 млн. руб.

Общие эксплуатационные затраты приведены в табл. 9.6.

Таблица 9.6

Общие эксплуатационные затраты

	Базовый вариант, млн. руб.	Предлагаемый вариант, млн. руб.
Оплата труда и отчисления ЕСН	62,384	45,458
Затраты на запасные части	80,15	37,81
Затраты на вспомогательные материалы	8	3,8
Затраты на электроэнергию	145,97	30,95
Затраты на горюче-смазочные материалы	3,713	85,784
Амортизационные отчисления	80,15	37,81
Затраты на взрывные работы	59,292	6,854
Прочие неучтённые затраты	43,96	24,85
ИТОГО	483,62	273,32

Эксплуатационные затраты на добычу 1 т полезного ископаемого

Общий объём добычи цементного сырья

Годовая производительность карьера по клинкеру составляет 2 млн. т. в год. На производство 1 т уходит 1525 кг мела и 311 кг глины. Годовая производительность карьера по опоке, используемой в качестве гидравлической добавки, в соответствии с заданием на проектирование - 220 тыс. т/год. Тогда общий объём добываемого цементного сырья составляет:

(1,525 + 0,311)·2 млн. т + 0,22 млн. т = 3,892 млн. т. цементного сырья.

Эксплуатационные затраты на добычу 1 т полезного ископаемого определяются как частное от деления общих эксплуатационных затрат на общий объем добычи цементного сырья:

) для базового варианта:

Сд = 483,62 млн. руб./3,892 млн. т. = 124,3 руб./т;

) для предлагаемого варианта:

Сд = 273,32 млн. руб./3,892 млн.т. = 70,2 руб./т.

Эксплуатационные затраты на 1 м3 вскрыши

Эксплуатационные затраты на 1 м3 вскрыши (одинаковы для обоих вариантов):

где V = 56,5 тыс.м3 - годовой объем вскрышных работ;

Зв - общие эксплуатационные затраты на вскрышные работы.

Общие эксплуатационные затраты на вскрышные работы состоят из затрат автосамосвал БелАЗ-7526 и бульдозер ДЗ-27 на базе трактора Т-170, которые работают сезонно в одну 8-ми часовую смену и составляют 3 500 тыс. руб./год.

.

Производственная себестоимость полезного ископаемого (цементного сырья)

Спр = Сд + Кв·Св,

где Кв - текущий коэффициент вскрыши, 0,018 м3/т;

) для базового варианта:

Спр = 124,3 + 0,018·62 = 125,4 руб/м3;

) для предлагаемого варианта:

Спр = 70,2 + 0,018·62 = 71,3 руб/м3.

Полная себестоимость полезного ископаемого (цементного сырья)

Полная себестоимость полезного ископаемого - это не только производственные затраты на выпуск продукции, но и внепроизводственные расходы.

Полная себестоимость определяется по формуле:

Сп. = Спр·kвн.пр., руб/м3,

где Спр - производственная себестоимость полезного ископаемого;

kвн.пр. = 1.05 - коэффициент, учитывающий внепроизводственные расходы;

) базовый вариант:

Спол. = 125,4 ·1,05 = 131,7 руб/т;

) предлагаемый вариант:

Спол. = 71,3 ·1,05 = 74,9 руб/т.

Производственная себестоимость 1 т цемента

Выход цемента из клинкера со всеми добавками составляет 70%, т.е. в год завод производит 2 млн. т · 0,7 = 1,4 млн. т. цемента.

Затраты на производство 1 т цемента на заводе при обжигании в печи, на примеси и др. составляют 1700 руб./т. Общая себестоимость цемента рассчитывается по формуле:

Сц = ( Зп.и. + Сцз·Qц) / Qц , руб./т

где Зп.и. - общие затраты на годовую добычу полезного ископаемого (цементного сырья);

Сцз - затраты на получение 1 т цемента на заводе;

Qц - объём производимого цемента в год.

) себестоимость 1 т цемента для базового варианта:

Сц = (483,62 + 1700·1,4) / 1,4 = 2045,4 руб./т;

) себестоимость 1 т цемента для предлагаемого варианта:

Сц = (273,32 + 1700·1,4) / 1,4 = 1895,2 руб./т.

Полная себестоимость 1 т цемента

Полная себестоимость 1 т цемента определяется по формуле:

Спол.ц. = Спр·kвн.пр., руб/м3

где Сц - производственная себестоимость цемента;

kвн.пр. = 1.05 - коэффициент, учитывающий внепроизводственные расходы;

) себестоимость 1 т цемента для базового варианта:

Спол.ц. = 2045,4·1,05 = 2 147,7 руб/т;

2) себестоимость 1 т цемента для предлагаемого варианта:

Спол.ц. = 1895,2·1,05 = 2000 руб/т.

9.4.Производительность труда

Производительность труда определяется в соответствии с запланированным объемом добычи полезного ископаемого и штатом трудящихся предприятия.

Годовая производительность труда рабочего рассчитывается по формуле:

, т/чел,

где Qг - годовой объем добычи полезного ископаемого, Qг = 3,892 млн.т;

Nр - списочная численность рабочих на предприятии;

) для базового варианта:

Рр = 3892000/173= 22 497,1 т/чел;

) для предлагаемого варианта:

Рр = 3892000/115= 33 843,5 т/чел.

9.5 Фондоотдача

Фондоотдача измеряется отношением произведенной за год продукции (в натуральном или в стоимостном выражении) к среднегодовой стоимости основных производственных фондов.

 , т / руб.

где Фосн. - среднегодовая стоимость основных производственных фондов, руб;

или  = , руб. / руб.,

где В - сумма годовой выручки от реализации продукции.

В = Цп·Qц,

где Цп - цена реализуемой продукции, руб./т;

Qц - годовой объем реализуемой продукции, т;

В = 3000 · 1 400 000 = 4 200 000 000 руб./год = 4 200 млн. руб/год;

1) для базового варианта:

) для предлагаемого варианта:

.6 Валовая прибыль предприятия

Валовая прибыль предприятия ПВ (руб.) представляет собой сумму прибыли от реализации продукции, основных фондов и иного имущества предприятия выводимого из эксплуатации, а так же доходов от внереализованных операций, уменьшенных на сумму расходов по этим операциям:

ПВ = Пр + Ппр

где Пр - прибыль от реализации продукции, руб.;

Ппр. - прибыль от внереализованных операций, руб.

Прибыль от реализации продукции определяется как разница между выручкой от реализации продукции без налога на добавочную стоимость и затратами на производство и реализацию, включаемыми в себестоимость

Пр = В′-Спол·Q

где Спол - полная себестоимость продукции, руб./т

В′ - выручка от реализации продукции за вычетом НДС, руб.

В′=В-Nндс руб.

где В - годовая выручка от реализации продукции, руб.

НДС - сумма налога на добавленную стоимость (18%).

Nндс = (B-Зм)·НДС/(100+НДС),

где Зм - годовая стоимость приобретённых и используемых материальных ресурсов (складывается из затрат на инструменты и инвентарь, горюче-смазочные материалы, вспомогательные материалы, электроэнергию, запасные части), млн. руб./год.

Годовая выручка от реализации продукции для обоих вариантов составляет 4 200 млн. руб.

) Расчёт валовой прибыли для базового варианта:

Зм = 36 + 80,15 + 8 + 145, 97 + 3,713 = 273,8 млн. руб./год;

Nндс = (4 200 - 273,8)·18/(100+18) = 598,9 млн. руб;

В′ = 4 200 - 598,9 = 3 601,1 млн. руб;

Пр =3 601 100 000 - 2 147,7·1 400 000 = 594,32 млн. руб;

Ппр= 0;

Пв = 594,32 млн. руб.

) Расчёт валовой прибыли для предлагаемого варианта:

Зм = 34 + 37,81 + 3,8 + 30, 95 + 85,784 = 192,3 млн. руб./год;

Nндс = (4 200 - 192,3)·18/(100+18) = 611,34 млн. руб.

В′ = 4 200 - 611,34 = 3 588,66 млн. руб.

Пр = 3 588 660 000 - 2 000 ·1 400 000 = 788,66 млн. руб.

Для предлагаемого варианта величина Ппр будет равна стоимости средств, вырученных от продажи ненужной техники (два экскаватора ЭКГ-5У, два экскаватора ЭКГ-8И, 2 буровых станка СВБ-2М, 2 электровоза EL-21).

Ппр = 2·12 млн. руб. + 2·10 млн. руб. + 2·1 млн. руб. + 2·5 млн. руб. = 56 млн. руб.

Пв = 788,66 + 94 = 844,66 млн. руб.

.7 Уровень рентабельности

Рентабельность является относительным показателем эффективности работы предприятия и определяется отношением прибыли от реализации продукции к полной себестоимости:

где Пр - прибыль от реализации продукции, млн. руб./год;

Собщ - полная себестоимость продукции, млн. руб./год;

) для базового варианта:

Cобщ = 2147,7 руб./т · 1400 млн. т/год = 3006,78 млн. руб./год;

R = 594,32/3006,78·100 % = 19,8 %;

) для предлагаемого варианта:

Cобщ = 2000 руб./т · 1400 млн. т/год = 2800 млн. руб./год;

R = 788,66/2800 ·100 % = 28,2 %

9.8 Средства, остающиеся в распоряжении предприятия

Средства, остающиеся в распоряжении предприятия, представляют собой сумму амортизационных отчислений и валовой прибыли за вычетом всех обязательных выплат и налогов:

,

где ПЧ(А) - прибыль, остающаяся в распоряжении предприятия, руб.;

Пв - валовая прибыль, руб.;

Пн - налогооблагаемая прибыль по основной деятельности, руб.;

Нп - налог на прибыль по основной деятельности (20 %), %;

А - годовая сумма амортизационных отчислений, руб;

) базовый вариант:

 млн. руб.;

) предлагаемый вариант:

 млн. руб.

9.9 Чистая прибыль предприятия

Чистая прибыль предприятия формируется из валовой прибыли за вычетом всех обязательных выплат и налогов:

,руб.

1) базовый вариант:

млн. руб.;

) предлагаемый вариант:

млн. руб.

.10 Рентабельность капитальных вложений

Рентабельность капитальных вложений является относительным показателем эффективности работы предприятия, характеризующим темп оборота вложенного в производство капитала:

где Пч - чистая прибыль предприятия;

К - суммарные капитальные вложения.

) для базового варианта:

Рк = 475,5/7976,5·100% ≈ 6%;

) для предлагаемого варианта:

Рк = 675,7/7500·100% ≈ 9%.

9.11 Срок окупаемости капитальных вложений

Величина, обратная рентабельности капитальных вложений, представляет собой срок окупаемости капитальных вложений:

1)Базовый вариант:

Ток = 7976,5/475,5 = 16,8 лет;

)Предлагаемый вариант:

Ток = 7500/675,7 = 11,1 лет.

Результаты расчетов приведены в таблице 9.7.

Таблица 9.7

Основные технико-экономические показатели

Показатели	Ед. изм.	Базовый вариант	Предлагаемый вариант
Годовой объём добычи цементного сырья	тыс. т	3 892	3 892
Годовой объём производства цемента	тыс. т	1400	1400
Текущий коэффициент вскрыши	м3/т	0,018	0,018
Капитальные вложения	млн. руб.	7976,5	7500
Удельные капитальные вложения	руб./т	2049,5	1927
Размер основных производственных фондов	млн. руб.	7940,2	7472
Эксплуатационные затраты на добычу 1 т цементного сырья	124,3	70,2
Полная себестоимость полезного ископаемого (цементного сырья)	руб./т	131,7	74,9
Полная себестоимость цемента	руб./т	2 147,7	2 000
Штат рабочих	чел.	173	115
Годовая производительность труда рабочего	т/чел.	22497,1	33843,5
Фондоотдача	руб./руб.	0,53	0,56
Валовая прибыль	млн. руб.	594,32	844,66
Уровень рентабельности	%	19,8	28,2
Средства, остающиеся в распоряжении предприятия	млн. руб.	555,6	713,5
Чистая прибыль предприятия	млн. руб.	475,5	675,7
Рентабельность капитальных вложений	%	6	9
Срок окупаемости капитальных вложений	лет	16,8	11,1

Обзор научной литературы

Название статьи (перевод)	Автор	Источник	Краткий обзор на русском языке
Reserve estimation of an open pit mine under price uncertainty by real option approach (Спрогнозированная оценка в условиях ценовой нестабильности на открытых разработках)	Aакбари А <http://www.scopus.com/search/submit/author.url?author=SHIRAZI%2c+M.A.&authorId=35199070500&origin=recordpage>.www.sciencedirect.comВ данной статье говорится, что спрогнозированная оценка - ключ нахождения правильного NPV(чистого дисконтированного дохода) в горном проекте. Наиболее важный фактор для спрогнозированной оценки - цена на металл. Ценовые колебания не так давно превосходили реальные цены, в результат этого, наложили высокую степень нестабильности в оценке и впоследствии к целой процедуре планирования. Реальным подходом выбора оценки стал эффективный метод принятия решения в нестабильных условиях. Этот подход используется для оценки проектов природных ресурсов и по сей день. Результаты исследования могут быть применены для всех видов добываемого сырья.
Designingmonsterminingtrucks (Проектирование грузовиков-монстров в горной промышленности)	Айрдан <http://www.scopus.com/search/submit/author.url?author=Aerden%2c+T.&authorId=35106610700&origin=recordpage> П.www.sciencedirect.comLiebherr LMS использовала технологию долговечности, чтобы спроектировать самые большие дизельно - электрические грузовики горной промышленности. Грузовик Либхерра T282B, один из самых больших дизельно - электрических грузовиков в настоящее время, с вместимостью кузова 363 тонны, 7.8 м высотой, 15.3 м в длину, управляется шестью 4 - х метровыми колесами, которые приводятся в действия с помощью дизельного двигателя T282B - на 12 % легче чем другие сопоставимые грузовики горной промышленности. Износ шин также минимизирован. Эта модель, созданная с LMS для различных грузов.
King of quarries (Король карьеров)	Джонсон К.	www.sciencedirect.com	В данной статье говорится о самом большом и наиболее производительном карьере Шотландии - «Glensanda». При разработке данного карьера используются такие методы, которые помогают минимизировать пагубное воздействие на окружающую среду. Карьер добывается сырье для производства материалов, используемых при изготовлении дорожных покрытий. Данный карьер был введен в эксплуатацию Foster Yeoman Ltd в 1986, карьер принадлежит Совокупным Отраслям промышленности, производит 7 млн.т/год гранита для железнодорожного балласта, бетона и дорожного камня для рынков Европы. На карьере используются такие виды оборудований как: Caterpillar 777D грузовик-погрузчик, Caterpillar 992G колесный погрузчик. Бурение проводятся с помощью двух буровых станков Atlas Copco DM45 Drillmaster large. В настоящее время, карьер имеет запасы сырья на 50 лет работы.
A computational study of particulate emissions from an open pit quarry under neutral atmospheric conditions (Вычислительное исследование пылевыделения на карьерах, при нормальных условиях)	Сильвестр Л.	www.sciencedirect.com	При работе карьера выделяется много пыли, в результате таких процессов, как взрывание, транспортировка, погрузка и отвалообразование. Пылевыделение может представлять серьезные экологические и эксплуатационные проблемы, воздействующие на людей, находящихся вблизи объекта, и на окружающую среду. Эта работа представляет краткий обзор решений вычислительной гидрогазодинамики (CFD). Данная модель создана для развития внутреннего режима вентиляции в пределах поверхностного слоя карьера. Эта модель использовалась, чтобы изучить дисперсию и смещение частиц пыли, произведенных во время взрывания. Пути минеральных частиц были смоделированы, используя лагранжевое прослеживание частицы. Частицы четырех фракций размера были выпущены из пяти местоположений взрыва для восьми различных указаний ветра. Исследование пришло к заключению, что важным аспектом является направление ветра в карьере по отношению к месту взрыва, массовая фракция между 0.3 и 0.6 из испускаемых частиц была сохранена в карьере. Задержание было самым высоким, когда расстояние от местоположения взрыва до подветренной границы карьера было самым большим.
Truck and shovel dispatching rules assessment using simulation (Программа моделирования для карьерных самосвалов)	Ив Лизотте	www.sciencedirect.com	Цель этой работы состоит в том, чтобы описать программу моделирования, используемую для оценки по нескольким параметрам, применяемых автоматизированных систем, которые помогают оптимизировать производительность самосвалов. Изученная система является полуавтоматической с диспетчером, сообщающим инструкцию по радио. Программа моделирования структурирована таким образом, что позволяет контролировать процессы передвижения в различных пунктах перевозки. Таким образом, минимизируются время транспортировки, максимизируется непосредственное использование самосвалов. Данный пример демонстрирует, как правильно управлять транспортом, чтобы повысить производительность таких полуавтоматических систем. Также в данной программе учтены ряд реальных проблем, связанных с перевозкой.

Заключение

В дипломном проекте была рассмотрена открытая разработка карьера цементного сырья "Большевик". Произведено описание геологического строения месторождения. В горной части рассмотрены вопросы вскрытия и системы разработки. Произведен расчет технологических процессов, включающих добычные, вскрышные работы, транспортирование и отвалообразование. На основании расчетов было выбрано основное горное оборудование, необходимое для работы в карьере.

Особое внимание в дипломной работе было уделено вопросам отработки толщи мела. Было предложено использование современных карьерных комбайнов Wirtgen 2500 SM, работающих с погрузкой в автотранспорт, взамен неэффективной схемы с многократной перевалкой мела с вышележащих горизонтов на нижележащие.

В результате проведенных расчетов установлено, что использование предложенной технологической схемы приведет к существенному снижению затрат на добычу цементного сырья. Это объясняется упрощением технологической схемы, отказом от буровзрывных работ и сокращением количества рабочих.

Приведена схема перехода к данной технологии и все её параметры.

В главе 9 приведены расчеты и экономическое обоснование преимуществ предложенной технологической схемы отработки мела.

Список использованных источников

1.  Чирков А.С., Птичников Е.В. Инструкция по дипломному проектированию для студентов специальности 130403 «Открытые горные работы» направления подготовки дипломированных специалистов «Горное дело». - М: Издательство МГГУ, 2010.

2.       Чирков А.С. Добыча и переработка строительных горных пород: Учебник для вузов. - 3-е изд., доп. - М.: «Мир горной книги», издательство «Горная книга», Издательство МГГУ, 2009. - 622 с.: ил.

.        Ржевский В.В. Открытые горные работы. Часть I. Производственные процессы: Учебник для вузов. - М: Недра, 1985.

.        Ржевский В.В. Открытые горные работы. Часть II. Технология и комплексная механизация: Учебник для вузов. - М: Недра, 1985.

.        Справочник. Открытые горные работы. - М: Горное бюро, 1994.

.        Шешко Е.Е. Горнотранспортные машины и оборудование для открытых работ. - М: МГГУ, 2003.

.        Единые правила безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом. - М.: Недра, 1987.

.        Массаковский Я.В. Экономика горной промышленности. - М: МГГУ, 2004.

.        Подэрни Р.Ю. Механическое оборудование карьеров. - М: МГГУ, 2003.

.        ГОСТ 2.850-75 Горно-геологические чертежи.

.        Пешкова М.Х. Экономическая оценка горных проектов. - М: МГГУ, 2003.

.        Волотковский С.А., Щуцкий В.И.,. Чеботаев Н.И. Электрификация открытых горных работ: Учебник для вузов. - М.:Недра,1987.