Курсовой проект - Обоснование, выбор и расчёт средств механизации очистных работ в условиях рудника

Подождите немного. Документ загружается.

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Сибирский федеральный университет»

ИНСТИТУТ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ И ЗОЛОТА

Институт И Г Д и Г

Кафедра

Дисциплина Горные машины и комплексы

Группа

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Обоснование, выбор и расчёт средств механизации очистных работ в

условиях рудника

Пояснительная записка

___________________

(обозначение документа)

Зав.кафедрой _____________________ _ ______

(подпись, дата) (учёное звание, степень, инициалы, фамилия)

Руководитель

Проекта (работы)_____________________ _

(подпись, дата) (учёное звание, степень, инициалы, фамилия)

Разработал студент___________________ ___ ______________

(подпись) (инициалы, фамилия)

Красноярск, 2009г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение……………………………………………………………………………….2

1. Горно-геологическая характеристика месторождения………………………...3

2.Расчет планового задания…………………………………………………….......5

3.Выбор и обоснование отделения горной массы от массива……………….......7

4. Обоснование выбора и расчет рабочего оборудования рудника……………8

4.1.Буровое оборудование………………………………………………….........8

4.2.Буровой инструмент для бурения……………………………………….......11

4.3. Расчет параметров бурения………………………………………………....11

4.4. Правила технической эксплуатации бурильных машин……………………14

5.Оборудование для доставки руды…………………………………………………..15

5.1. Расчет параметров погрузочного оборудования…………………………….18

5.2 Специальная часть……………………………………………………………...23

5.3.Правила технической эксплуатации погрузочно - транспортных

машин……………………………………………………………………………………30

Заключение

Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

Значительное место в хозяйственной жизни нашей страны занимает развитие

горнорудной промышленности и, в частности, добыча руд черных и цветных металлов.

Рост добычи полезных ископаемых осуществляется не только в связи с вводом в

эксплуатацию новых горных предприятий, но и в результате научно-технического

прогресса на рудниках и карьерах.

Основными задачами научно-технического прогресса в области подземного

горнорудного транспорта являются:

всемерное расширение применения самоходного высокопроизводительного

забойного оборудования;

переход на поточную технологию транспорта руды в блоках;

расширение области применения машин непрерывного действия для погрузки и

транспортирования крепкой абразивной горной массы;

увеличение мощности и грузоподъемности подземных транспортных машин;

увеличение энерговооруженности труда забойных рабочих;

применение дистанционного и автоматического управления транспортной

техникой.

Значительная роль в решении поставленных задач принадлежит инженерам,

специализирующимся в области технологии и комплексной механизации разработки

рудных месторождений подземным и открытым способами.

Задачей данного курсового является:

закрепление и углубление знаний, полученных во время изучения теоретического

курса;

получение навыков применения полученных знаний при решении инженерных

задач;

научиться самостоятельно решать вопросы по выбору и расчету очистных и

проходческих машин для конкретных условий;

определение экономических показателей работы средств механизации.

1. ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Основной выемочной единицей при этой системе разработки также является

панель, которую рядами целиков разделяют на камеры, расположенные по

простиранию или падению залежи.

Выемку панельных запасов руды при камерно-столбовой системе разработки

осуществляют отдельными забоями в камерах. В каждой камере поочередно

выполняют все основные производственные процессы. В остальном система схожа

со сплошной.

Условия применения этой системы следующие: устойчивость руд и пород

может быть ниже, чем при использовании сплошной системы, из-за уменьшенных

размеров камер; мощность рудного тела – от 2 – 3 до 12 – 15 м (при использовании

самоходного оборудования) и до 15-20 м (в варианте системы со взрыводоставкой);

угол падения – до 20 – 25° (при применении самоходного оборудования) и до 35 –

50° (при использовании взрыводоставки); ценность руд может быть достаточно

высокой при частичном или полном извлечении целиков; качество руд (содержание

металлов) может колебаться в довольно широких пределах, так как выемка

изолированными камерами позволяет при необходимости добывать руду раздельно

по сортам.

Подготовка во многом схожа с подготовкой месторождения при применении

сплошной системы. Отличия заключаются в том, что нижний по падению штрек

часто выполняет функции откаточного, а рудоспуски проходят из внутреннего

пространства панели. Для сообщения между камерами проводят прямолинейный

или ломаный наклонный съезд Вентиляционные выработки обычно не проводят

специально, и камеры проветривают последовательно, направляя свежий воздух из

забоя одной камеры в забой следующей.

Размеры панелей по падению составляют 120 – 180 м, по простиранию – до 150

– 200 м. Изолированные опорные целики размещают рядами по простиранию. В

плане они имеют прямоугольную форму и отделены друг от друга просечками.

Ширина камер 5 – 10 м, ширина целиков 3 – 6 м.

Очистные работы в панели ведут сверху вниз по падению, а в каждой камере –

по простиранию.

Так как пространство камер ограничено, в каждой из них в определённой

очерёдности бурят шпуры, заряжают и взрывают, убирают отбитую руду и

осуществляют анкерное крепление кровли с отставанием в 4 – 6 м от забоя. Все

машины очистного комплекса работают в панели одновременно, но в разных

камерах. При бурении шпуров используют самоходные бурильные установки,

которыми также бурят шпуры в кровле для установки анкерной крепи. Нередко к

манипуляторам бурильной установки подвешивают корзину, из которой ведут

осмотр и оборку кровли, установку анкерной крепи, заряжание шпуров

переносными пневмозарядчиками.

Руду доставляют погрузо-доставочными и погрузочно-транспортными

машинами. Руду по камере и далее по наклонному съезду доставляют к

рудоспускам. Если угол падения залежи более 12 – 15°, рудоспуски проходят иногда

на каждые одну-две камеры. Трасса наклонного съезда при этом направлена под

углом к линии падения таким образом, чтобы уклон его почвы был не более 10 –

12°.

Опорные целики могут не отрабатываться. Однако в тех случаях, когда

допустимо обрушение поверхности, целики частично отрабатывают после выемки

запасов из камер, а затем их остатки взрывают, вызывая обрушение кровли.

Очистную выемку начинают с обуривания камерных запасов.После завершения

бурения производят заряжание и взрывание. Силой взрыва руда отбрасывается в

рудоприемные воронки, откуда скреперными установками или самоходными

погрузо-доставочными машинами руду доставляют до рудоспуска, выходящего на

откаточный горизонт.

Годовая производительность рудника: Аг = 2100 тыс .тонн. год.

Коэффициент крепости : f = 11.

Плотность породы: γ = 3,6 т/м

Мощность рудного тела: m = 9 м.

Угол падения рудного тела: α = 65°

Расстояние откатки: L= 400 м.

Система разработки камерно-столбовая. Рис.1.

Породы: вязкие монолитные .

Рис. 1

Схема камерно-столбовой разработки с доставкой руды с помощью самоходного оборудования:1 -

основной транспортный штрек; 2 - вентиляционный штрек; 3 - панельный штрек; 4 - заезды; 5 -

вентиляционная выработка; 6 - междукамерные целики; 7 - буровая установка; 8 - погрузочно-

доставочная машина.

2. РАСЧЕТ ПЛАНОВОГО ЗАДАНИЯ

Для условий данного рудника принимаются:

- режим работы – прерывный;

- количество рабочих дней в году – 305;

- количество смен в сутки – 3;

- продолжительность смены – 7 ч.;

Характеристика

производства

дней

см

Номинальный фонд времени работы

оборудования

см

сут

мес

год

С прерывным

технологическим

процессом

305 3 7 21 520 6240

Месячная производительность рудника, т/мес

мес

= Q

/12 =2100000/12 = 175000 т

- годовая производительность, т.

Суточная производительность рудника, т/сут

сут

= Q

мес

=175000/305 =573,7

- число рабочих дней в году.

Сменная производительность рудника, т/смену

см

= Q

сут

см

= 573,7/3 = 191,2

см

- количество смен .

Определяем эксплуатационную производительность в час по формуле

экс

= Q

см

/Т

см

=191,2/7=27,3

экс час

= Q

экс

/γ = 27,3/ 3,6= 7,6 м

/час

где  = 3,6 м

/т – плотность добываемой руды.

Годовой объём работ по бурению, шпм /год

= Q

/ =2100000/2,4 =875000

Для расчета задания по буровым работам используем показатель λ (выход

руды, т/м) при крепости 11 и при данной системе разработки для шпуровой отбойки

принимаем 0,68м

/м; [2] λ=0,68×γ=0,68×3,6= 2,4 т/м.

Месячный объём по бурению, шпм/мес

мес

= Q

мес

/ =175000/2,4= 7291,6

Суточный объём работ по бурению, шпм/сут

сут

= Q

сут

/= 573,7/2,4=239

Сменный объём работ по бурению, шпм/смену

см

= Q

см

/ = 191,2/2,4 = 80

Часовой объём работ по бурению, шпм/час.

час

= Q

смчас

/ = 27,3/2,4=11,4

3.ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ОТДЕЛЕНИЯ ГОРНОЙ МАССЫ

ОТ МАССИВА

Практика убедительно показывает, что в настоящее время разрушение горных

пород взрывом является основным способом отделения от массива скальной

породы, ее дробления или перемещения. Эффективность буровзрывного способа

подготовки объясняется специфическим характером выделения тепловой энергии

при взрыве взрывчатого вещества и преобразованием ее в кинетическую энергию

продуктов взрыва и энергию взрывной волны, которая распространяется со

скоростью, превышающей или равной скорости звука, благодаря чему в движение за

короткое время вовлекаются большие объёмы среды. Поэтому взрывные работы

остаются практически единственным средством разрушения больших объёмов

горных пород, отличаются быстротой исполнения и относительно небольшими

затратами, занимая в себестоимости добычи полезных ископаемых всего 12-20 %.

При этом необходимо подчеркнуть, что повышение качества взрывной подготовки

пород является одним из основных путей увеличения производительности

погрузочного и транспортного оборудования.

При выборе способа отделения горной массы от массива, следует учитывать,

что общая оценка буровзрывного способа базируется на трёх основных критериях:

безопасности, экономичности и экологичности.

Подземные взрывные работы отличаются повышенной опасностью поражения

людей, повреждения механизмов и сооружений от воздействия ударной воздушной

волны, сейсмических колебаний, разлёта кусков породы, ядовитых газов и пр.

Поэтому они должны выполняться в строгом соответствии с Едиными правилами

безопасности при взрывных работах и быть экологически безопасными.

Экономичность буровзрывных работ достигается на основе глубоких знаний

физико-технических свойств горных пород, теории их разрушения, теории взрыва и

создания промышленных ВВ, теории детонации, способов и средств инициирования

зарядов ВВ; процессов разрушающего, сейсмического и воздушного действия

взрыва зарядов ВВ; методов управления энергией взрыва и ряда других сложных

вопросов.

Так же следует учитывать, что трудоемкость подземных буровзрывных работ

занимает 60 % общей трудоёмкости добычи. С увеличением крепости пород

относительная трудоемкость буровзрывных и в первую очередь буровых работ

возрастают.

Анализируя вышесказанное, для условий данного рудника принимается

буровзрывной способ отделения горной породы от массива.

4. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА И РАСЧЕТ РАБОЧЕГО

ОБОРУДОВАНИЯ РУДНИКА

Разнообразные и сложные горнотехнические условия разработки руд

предопределяют применение различных по конструктивному выполнению и

технологии систем разработки, а они, в свою очередь, определяют широту

диапазона необходимых конструкций и типоразмеров машин.

К факторам, влияющим на конструктивное выполнение и рабочие параметры

машин, относятся:

 высокая крепость и абразивность руд;

 разнообразие площадей поперечных сечений очистных забоев;

 жесткие требования по ограничению загрязнения воздушной среды (пыль,

газ, масляный туман);

 крутые повороты, ограниченные площади поперечного сечения выработок,

плохая видимость, неровная и обводненная почва, наличие подъёмов и спусков,

затрудняющих мобильность при перемещении и работе оборудования.

В этих условиях конструкция машин должна обеспечить:

 широкий диапазон рабочих параметров при относительно небольших

размерах и массе, что желательно с точки зрения сокращения типоразмеров и

унификации узлов;

 надежность в работе и удобство в обслуживании;

 автономность привода, что позволяет устранить сложные коммуникации и

работы по их систематическому наращиванию;

 достаточно высокую мощность и производительность;

 безопасность эксплуатации;

 экономичность.

4.1.Буровое оборудование

Выбор бурового оборудования осуществляется с учётом его целесообразного

применения, оценки достоинств и недостатков, его стоимости, а также стоимости

запасных частей.

Принятое оборудование должно отвечать следующим основным требованиям:

1. Обеспечивать заданную производительность;

2. Обеспечивать высокую надёжность;

3. Обеспечивать минимальную трудоёмкость и стоимость;

4. Обеспечивать экологичность окружающей среды.

5. Иметь простоту в управлении.

6. Обеспечивать безопасность в работе.

7. Сочетаться с другим оборудованием.

Учитывая крепость буримых пород, а также производительность рудника

принимается самоходное оборудование. Самоходные бурильные установки

позволяют наиболее полно решать вопросы комплексной механизации бурения

шпуров, исключая ручной труд и улучшая санитарно-гигиенические условия

работы, и, кроме того, они частично механизируют или облегчают выполнение

таких операций, как осмотр и крепление забоя, заряжание шпуров, оборка кровли и

др.

Наибольшее распространение получили механические способы, которые по

характеру приложения силовых нагрузок и работы инструмента в забое разделяются

на четыре способа:

1. Ударный;

2. Вращательный;

3. Ударно-вращательный;

4. Вращательно-ударный.

Область применения и тип используемого оборудования при различных

способах бурения.

Таблица 1

Способ бурения

Коэффици

ент

крепости

пород

Тип оборудования

Вращательный

до 2

2-6

Ручные сверла,

пневматические сверла.

Колонковые сверла

Ударный 2 – 20

Переносные телескопные

перфораторы, буровые каретки с

бурильными машинами ударно-

поворотного действия

Ударно-

вращательный

2 – 20 погружные пневмоударники

Вращательно-

ударный

2 – 16 буровые головки

Учитывая крепость полезного ископаемого и вмещающих пород равных 11

соответственно для дальнейших расчётов принимаем машины вращательно-

ударного бурения.

Так как в разделе мы сделали вывод, что бурение будет ударно-

вращательное и система разработки данного месторождения предусматривает

применение самоходного бурового оборудования на пневмоколесном ходу,

относительная дешевизна новых отечественных машин, стоимость и

доступность запасных частей к ним, а также относительная простота

обслуживания и технического ремонта. Предварительный выбор бурового

оборудования можно сделать по следующим критериям выбора:

1. Техническая производительность;

2. Масса;

3. Мощность привода;

4. Тип энергии привода;

5. Количество человек обслуживающего персонала;

6. Скорость выполнения операций;

7. Экономичность

8. Наименьшая стоимость по сравнению с их аналогами

9. Соответствие с горно - техническими условиями и технологии

разработки.

10. Рекомендации по эксплуатации и ремонту.

Таблица 2

Критерии выбора Буровое оборудование