Составление сетевого графика на вскрытие и подготовку участка Восточный в этаже -280 -350м в условиях Таштагольского филиала ОАО 'Евразруда'
Тема
Составление
сетевого графика на вскрытие и подготовку
участка
Восточный в этаже -280 -350м в условиях Таштагольского филиала ОАО «Евразруда»
ВВЕДЕНИЕ
Во все времена роль горной промышленности имела
особенное значение в развитии народного хозяйства как отдельного региона, так и
страны в целом. Нельзя недооценить насколько важным для современной России
является уровень её развития. Горные предприятия являются основным и
единственным источником сырья для металлургии, а соответственно всей тяжёлой
промышленности. С каждым кодом особую актуальность с каждым годом приобретают
такие проблемы как:
1. Управление горным давлением в условиях
постоянно растущих глубин
2. Необходимость соответствия продукции
общемировым стандартам
. Оптимальное с технической и
экономической точек зрения планирования работ
Целью данной работы является определение
продолжительности вскрытия и подготовки горизонта -350м восточного участка
Таштагольского филиала ОАО «Евразруда». Для выполнения этой задачи необходимо
составить сетевой график на вскрытие и подготовку данного участка
месторождения. Сетевые графики применяются для обеспечения своевременной
подготовки блоков к очистной выемке, подготовки нового фронта к очистной
выемке, а так же для планирования развития очистных работ на месторождении и
др. То насколько верно составлен график, в последствии окажет прямое влияние на
скорость и эффективность выполнения работ.
1. Горно-геологические
условия месторождения
Кондомская группа железорудных месторождений,
объединяющая (с юга на север) Кочуринское, Таштагольское, Шалымское,
Шерегешское магнетитовые месторождения, располагается на юге Кемеровской
области в 200 км к юго-востоку от Новокузнецка и связана с ним
электрифицированной железной дорогой.
Таштагольское - Кочуринское рудное поле, куда
собственно входит Таштагольское месторождение и семь участков Кочуринского
месторождения, имеет следующие географические координаты: 52о42’55” -52о56'00”
северной широты и 87о50'43” - 88о00'00” восточной долготы. Таштагольское месторождение
состоит из Западного, Северо-западного, Восточного и Юго-восточного участков.
Первые три находятся в пределах городской черты административного центра города
Таштагола с одноименной железнодорожной станцией. Юго-восточный участок
расположен в 500 м к юго-востоку от него, Северо-Кочуринский и У1 Кочуринский
участки отстоят на 1-1.5 км к югу, а расстояние до наиболее отдаленных
Кочуринских участков не превышает 4-5 км.
Рельеф района горно-таежный с абсолютными
отметками от +420 м до +990 м, а в пределах месторождения от +430 м до +760 м.
Относительные превышения водоразделов над речными долинами достигают 400 м.
Климат района резко континентальный с коротким умеренно жарким летом и
продолжительной зимой с обильными снегопадами и буранами. Среднегодовая температура
колеблется от 0о до -10оС, Минимальная зимняя -45о, максимальная летняя +37о.
Среднегодовое количество осадков достигает 800-1200 м. Около 30% годовых
осадков выпадает в виде снега.
Растительность района в основном хвойная
(преобладают пихта, ель, кедр). Местами встречаются смешанные леса (хвойные,
осина, береза). В связи с обильными осадками сильно развит травяной покров.
Таштагольское железорудное месторождение
приурочено к контакту альбитизированной сиенитовой интрузии с толщей
вулканогенно-осадочных пород, содержащих прослои и линзы известняков и состоит
из пяти участков: Восточного (эксплуатируемого), Юго-Восточного, Западного,
Северо-Западного и Глубокого. Рудная зона прослежена на глубину 1.5 км от
поверхности без признаков выклинивания.
На Восточном участке, наиболее крупном и сложном
по строению, рудные тела образованы за счет замещения магнетитом останцев
вулканогенно-осадочных преимущественно карбонатных пород, руды магнетитовые. По
форме рудные тела представляют собой линзообразные столбы и пластообразные
залежи непостоянной мощности. Простирание рудной зоны 800-1200 м, истинная
мощность рудной зоны изменяется от 40 до 120 м, а её видимая мощность достигает
200 м и более. Падение зоны крутое, восточное (80-90о). Все рудные тела и боковые
породы разбиты густой сетью безамплитудных и малоамлитудных трещин отдельности
и кливажа. Кроме того, на Восточном участке проходит диагональный разлом с
вертикальной амплитудой по падению более 120 м, являющийся условной границей
между рудными телами 1 и 6-9. В пределах Восточного участка разведочными и
эксплуатационными работами вскрыто и оконтурено 12 рудных тел, четыре из них
полностью отработаны.
В настоящее время в пределах участка выделяются
следующие рудные тела: р.т. 1; р.т. 2, 5, 6; 6-9; 10; 14; 16. Минимальная
мощность рудных тел - 5 м, максимальная - 80 м, средняя - 40 м. Средняя рудная
площадь одного горизонта - 60 тыс.кв.м. Действующая площадь одного горизонта 37
тыс.кв.м.
Восточный участок на севере переходит в
Северо-Западный, который в свою очередь переходит в Западный участок.
Юго-Восточный участок является южным продолжением Восточного участка.
2. Выбор и обоснование
способа вскрытия и схемы подготовки
Месторождение вскрыто четырьмя вертикальными
стволами: «Ново-Капитальный», «Западный», «Северный», «Южный», квершлагами.
Ствол «Ново-Капитальный» расположен в лежачем
боку месторождения. Диаметр ствола в свету 7.5 м. Ствол пройден на глубину 800
м (до гор. -350 м) и является единственным рудовыдающим стволом на РУ. Ствол
оборудован двумя скипами грузоподъемностью 25 т каждый, клетью и бадьевым
подъемом. Назначение ствола - подъем рудной массы из шахты, спуск-подъем
грузов, материалов, людей. По вентиляции ствол является нейтральным. Ствол
шахты «Западный» расположен в лежачем боку месторождения, юго-восточнее ствола
«Ново-Капитальный». Сечение ствола до гор. +210 м круглое, диаметром 5.5 м в
свету; ниже гор. -210 м - эллипсовидное. Ствол пройден и армирован до гор. -280
м (глубина 730 м). В этаже -350 м:-280 м ствол пройден гезенком по оси ствола.
Ствол оборудован двумя клетями и предназначен для спуска-подъема людей,
оборудования, материалов, является единственным воздухоподающим стволом в
шахту.
Вентиляционные стволы «Северный» и «Южный»
расположены на флангах месторождения, диаметр стволов 4.5 м в свету.
Оборудованы одноклетьевыми подъемными установками с противовесом. Ствол
«Северный» пройден до гор. -350 м, ствол «Южный» до гор. -210 м полным сечением
и в этаже -280 м: -210 м гезенком по оси ствола.
Ствол «Северный» используется для выдачи из
шахты отработанного воздуха, спуска-подъема людей, материалов, выдачи породы.
Ствол «Южный» служит для вентиляции (выдачи
отработанного воздуха).
На всех горизонтах проходятся «Грузовой»,
«Порожняковый», «Северный», «Южный» квершлаги, порожняковый и грузовой
квершлаги предназначены для подачи свежего воздуха к рудным телам, движения
составов с рудой, породой, грузами, передвижения людей. Квершлаги «Южный» и
«Северный» служат в основном для выдачи отработанного воздуха к стволам
«Южному» и «Северному».
На сегодняшний день ведутся работы по
строительству ствола «Сибиряк». Диаметр ствола в свету 7.5 м, глубина - 1055 м.
Ствол пройден до отметки - 603 м. Ведутся работы по армировке. Ствол «Сибиряк»
вводится в эксплуатацию в 2007 г. Он предназначен для выдачи рудной массы из
шахты, спуска и подъема материалов, оборудования и людей. Ствол будет оснащен
двумя скипами грузоподъемностью 50 т каждый, клетью и инспекторским подъемом. С
вводом ствола «Сибиряк» в строй будет прекращен подъем рудной массы по стволу «Ново-Капитальный».
«Сибиряк» будет соединен с рудными телами двумя квершлагами на гор. -350 м. На
сегодня проходка квершлагов завершена, ведется проходка выработок
околоствольного двора на гор. -350 м.
Исходные данные для курсовой
работы приняты на основании реально действующего предприятия, без каких-либо
изменений. Необходимо выбрать схему вскрытия рудного тела восточного участка до
горизонта - 350м.В качестве вариантов могут быть рассмотрены следующие способы
вскрытия
· углубка стволов до горизонта
-350 м и проведение квершлагов;
· проведение двух
слепых стволов с вышележащего горизонта в районе рассматриваемого рудного тела
Применение способа вскрытия со
слепыми стволами, имеет отрицательные факторы, такие как:
дополнительные расходы,
связанные с перепуском и подъёмом руды, породы и шахтной воды, а так же
проведением и оборудованием новых околоствольных дворов;
усложнение схемы вентиляции и
ее пониженная эффективность на новом горизонте.
большая изрезанность массива.
В соответствии с этим принимаем
способ вскрытия и подготовки рудного тела углубкой вертикальных стволов и
проведением квершлагов.
Подготовка этажа
К подготовительным работам относят откаточные
штреки и орты, разделяющие месторождения, и восстающие, разделяющие
месторождения этаж на выемочные блоки. В особую группу выделяют нарезные
выработки, которые расположены в пределах блоков. К ним относятся подэтажи или
слоевые выработки, разделяющие этаж на отдельные выемочные участки, выработки
горизонта вторичного дробления и доставки (камеры дробления, штреки
скреперования и т.д.) выработки горизонта подсечки (штреки, орта), рудоспуски,
развороты воронок, вентиляционные сбойки и другие.
Схема подготовки основного (откаточного)
горизонта определяется элементами залегания рудного тела, физико-механическими
свойствами горных пород, принятым способом транспортирования руды, а так же
выбранной системой разработки. Один из основных факторов, от которых зависит
подготовка основного горизонта, это мощность залежи полезного ископаемого. В
весьма мощных рудных телах при наличии одного откаточного штрека
транспортирование руды к нему со всех участков добычного блока затруднено.
Поэтому к рудному телу проводят или несколько откаточных ортов или несколько
штреков (из откаточного штрека), расположенного по лежачему боку, через каждые
15-50метров по простиранию.
Учитывая то, что увеличение глубины разработки
влечёт за собой увеличение горного давления, наиболее целесообразной будет
являться подготовка откаточного горизонта ортами заездами и полевыми
откаточными штреками.
К рассмотрению принимаются два варианта схем
подготовки откаточного горизонта: орто-штрековая подготовка с тупиковой
трассировкой вагонов и орто-штрековая подготовка с кольцевой трассировкой
вагонов. Так как мощность рассматриваемого рудного тела составляет 35-45
метров, то проектом принимается орто-штрековая подготовка с кольцевой
трассировкой вагонов, как наиболее подходящая при такой мощности. Орты будут
проводиться вкрест простирания залежи через каждые 25 - 30м.
3 Определение
производительности рудника
Подготовка месторождения осуществляется полевыми
штреками и ортами. Орты проходятся от полевых штреков. Расстояние между ортами
27 м. Орта делят рудные тела на блоки шириной 27 м и длиной по мощности рудной
зоны. Сечение ортов в черне 12.5 кв.м.; в свету 7.6-8.26 кв.м.
Месторождение (Восточный участок) отрабатывается
от центра к флангам в нисходящем порядке от поверхности. Высота
эксплуатационного этажа составляет до гор. -210 м:60 м, ниже гор. -210 м:70 м.
Отработка рудных тел ведется системами массового обрушения с обрушением
залегающих пород. Порядок отработки горизонтов от центра к флангам, начиная с
рудного тела 6-9 к рудному телу 1 на север и 14-16. Средняя площадь одного
горизонта составляет 60 тыс.кв.м., действующая рудная площадь одного горизонта
составляет 34 тыс.кв.м.
Среднее годовое понижение около 15 м. Срок
отработки этажа 5-6 лет. Обычно в стадии отработки находятся 2-3 горизонта,
однако, в связи с отработкой запасов в бывшем предохранительном целике под
старую ДОФ на гор. 0, -70 м, в стадии отработки может находится одновременно до
пяти горизонтов с гор. 0 до гор. -280 м.
Нарезные работы ведутся на 4-5 горизонтах,
подготовительные на 2-3. На гор. -350 м - горно-капитальные работы.
месторождение вскрытие схема геологический
Таблица 2 - Исходные данные
Горизонт,рудное
тело
|
Годовое
понижение
|
Горизонтальная
эксплуатационная площадь рудного тела, м2
|
Средняя
плотность руды в массиве т/м3
|
Коэффициент
извлечения руды
|
Коэффициент
потерь руды, %
|
Коэффициент
разубоживания руды, %
|
-350м,
рудное тело
|
15
|
15000
|
3,7
|
0,9
|
10
|
17
|
Определим годовую производительность рудника по
годовому понижению горных работ (формула для крутых и наклонных рудных тел
является наиболее подходящей) по формуле:
Pо=V*S * * k1* k2*(1-n) / (1-p) (1)
где V - среднее
годовое понижение очистной выемки по всей рудной площади, м;
S -
горизонтальная площадь рудного тела, м2; - объёмный вес руды, т/м3;
k1 -
поправочный коэффициент на угол падения рудного тела;
k2 -
поправочный коэффициент на мощность рудного тела;
n и p -
коэффициенты потерь и разубоживания.
Учитывая исходные данные, принимаем
следующие значения:
V = 15 м;
S = 15000 м2;
k1 = 1,0 (так
как 55о);
k2 = 0,8 (так
как m = 35-45м);
n = 10 %, p = 17%
(средние показатели для системы этажного принудительного обрушения).
Подставляя в формулу, получим
Pо = 15 *
15000 * 3,7 * 1,0 * 0,83 * (1 - 0,1) / (1 - 0,83) = 3,2млн.т.
Таким образом, годовая
производительность рудника по годовому понижению горных работ составляет
3,2млн. т.
4. Система
разработки
Методика выбора основана на
основании источников [1,2]. При выборе системы разработки необходимо учитывать
постоянные и переменные факторы. На первой стадии производится отбор технически
приемлемых систем по постоянным факторам, а на втором - исключение выбранных
систем неприемлемых по переменным факторам. При рассмотрении каждого фактора
все последующие ещё не принимаются во внимание. Системы не пригодные по
какому-то фактору из дальнейшего отбора исключаются. Для наглядности полученные
результаты занесём в таблицу 3.
Таблица 3 - Отбор систем разработки
Факторы
|
Системы
разработки
|
|
С
естественным поддержанием очистного пространства
|
С
обрушением руды и вмещающих пород
|
С
исскуственным поддержанием очистного пространства
|
|
|
|
|
Постоянные
|
Устойчивая
руда, породы средней устойчивости
|
Все
системы
|
все
кроме систем с самообрушением
|
все
системы
|
|
|
|
|
мощность
40м, угол падения 70
|
Камерная
система
|
Этажное
и подэтажное принудительное обрушение
|
все
кроме столбовой системы с креплением и последующим обрушением и системы
разработки тонких жил
|
|
|
|
|
Переменные
|
руда
не склонна к возгоранию
|
то
же
|
то
же
|
то
же
|
руда
не склонна к слеживанию
|
то
же
|
то
же
|
То
же
|
поверхность
не сохраняется
|
то
же
|
то
же
|
-
|
контуры
залежи правильные
|
то
же
|
Этажное
принудительное обрушение
|
-
|
руда
рядовая
|
то
же
|
то
же
|
-
|
глубина
отработки 800м
|
то
же
|
то
же
|
-
|
В результате проведённого выбора определили, что
в данных условиях наиболее подходящими являются Камерная система разработки и
система этажного принудительного обрушения. Учитывая опыт действующего
предприятия выбираем систему этажного принудительного обрушения. Доставка руды
в очистных блоках производится вибродоставочными установками ВДПУ-4ТМ.
5. Проверка
производительности рудника по горным возможностям
Система этажного принудительного обрушения имеет
одну стадию отработки блока, включающую обуривание и обрушение массива:
Принимаем следующие параметры блока:
длина блока - 40м;
- ширина блока - 27м;
- расход ПНР - 3м/т.т.
Технико-экономические показатели системы:
- производительность блока 360 тыс.т./год;
- потери руды 10%;
разубоживание руды 17%
Доля добычи руды блоками, находящимися в разной
стадии очистной выемки, в общей производительности рудника находится по
формуле:
KДi=Ki*(1-ni)/(1-рi) (2)
где KДi
- доля добычи руды блоками находящимися в разной стадии очистной выемки, доли
единицы;
Ki - доля
геометрических запасов блока, отрабатываемых на данной стадии, доли единицы;
ni, рi
- соответственно коэффициенты потерь и разубоживания при добыче руды на данной
стадии разработки.
Для отработки блока:
KД = 1 * (1-0,1) /
(1-0,17) = 1,0
Технически возможная производительность рудника PГ,
определяется по формуле
PГ=*(Nэ * Nбл * KДi * b) / (Ki * ) (3)
где n - число
стадий отработки блока при данной системе разработки;
Pi - производительность
блока на данной i-той стадии отработки, т/год;
Nбл - число
блоков в этаже;
Kр -
коэффициент резервных блоков;
b -
коэффициент использования рудной площади.
Для отработки блока:
PГ =
(360000*1*24*1*0,4)/1,2*1=2,8млн. т.
Следовательно, по горным
возможностям получили меньшую производительность, чем по годовому понижению. В
соответствии с этим принимается производительность блока равная 2,8 млн.тонн.
6.
Определение объёмов работ по вскрытию и подготовке рудного тела
На основании чертежа, определим
объёмы работ по вскрытию и подготовке рудного тела восточного участка. Объём
околоствольных дворов определится по формуле:
Для околоствольного двора с камерами
на откаточном горизонте:
Vод=4,0+7,6*A , тыс.м3 (4)
где Vод - объём
околоствольного двора тыс. м3;
A -
пропускная способность околоствольного двора, млн.т.
Для околоствольного двора на
вентиляционном горизонте:
Vод=1000+200*A , м3 (5)
Ново-капитальный ствол:
Vод = 4,0 + 7,6 *
2,8 = 25000 м3
Северный и Западный стволы:
Vод
=100+200*2,8=1560 м3
Полученные результаты занесём в таблицу 4, на
основании её построим сетевой график - Схема 1. Сводные показатели по сетевому
графику занесены в таблицы 5,6.
Таблица 4 - Наименования выполняемых работ
Предшествующее
событие
|
Последующее
событие
|
Наименования
выполняемых работ
|
01
|
02
|
Углубление
Северного ствола до гор-350м
|
01
|
03
|
Углубление
Н.-Капитального ствола до гор-350м
|
01
|
04
|
Углубление
Западного ствола до гор-350м
|
02
|
05
|
Армирование
Северного ствола
|
03
|
06
|
Армирование
Н.-капитального ствола
|
04
|
07
|
Армирование
Западного ствола
|
05
|
14
|
Проходка
и оборудование околоствольного двора Северного ствола
|
06
|
14
|
Проходка
и оборудование околоствольного двора Н.-Кап. ствола
|
07
|
14
|
Проходка
и оборудование околоствольного двора Западного ствола
|
05
|
08
|
Проведение
грузового квершлага
|
07
|
09
|
Проведение
порожнякового квершлага
|
08
|
10
|
Проведение
северного полевого штрека
|
09
|
11
|
Проведение
западного полевого штрека
|
10
|
12
|
Проведение
ортов №№1,2
|
11
|
13
|
Проведение
ортов №№3,4
|
12
|
14
|
13
|
14
|
Проведение
западного вентиляционного штрека
|
При построение сетевого графика образовалось три
полных пути.
Длины путей по сетевому графику равны:
L1= t
(01;02) + t (02;05) + t
(05;14)= 1.3+0.2+3.9=5.4 мес.
L2 = t
(01;02) + t (02;05) + t
(05;08)+ t (08;10) + t
(10;12) + t(12;14)
=1,2+0,2+12,9+10,7+1,5+10,7= 37,3 мес.
L3=t(01;03)+t(03;06)+t(06;14)=1,2+0,2+62,5=64
мес. = Ткр.
= t (01;02) + t (02;05) + t (05;08)+ t (08;10) + t (10;12) + t(12;14)
=1,2+0,2+12,9+10,7+1,5+10,7= 37,3 мес.
L5== t
(01;02) + t (02;05) + t
(05;14)= 1.3+0.2+3.9=5.4 мес.
Критический путь Ткр по сетевому графику равен
64 мес., таким образом, продолжительность всех работ на вскрытие и подготовку
рудного тела на горизонте -350 м Восточного участка в условиях Таштагольского
филиала ОАО «Евразруда» составляет 64 месяца.
Таблица 5- Расчет продолжительности операций во
времени
наименование
работ
|
обьем
проходческих работ
|
Единицы
измерения
|
норматив
проходки в месяц
|
время
на выполнение работ, мес.
|
углубление
Северного ствола до гор.-350 (01;02)
|
70
|
м
|
55
|
1,3
|
углубление
Н.Кап. ствола до гор-350 (01;03)
|
70
|
м
|
55
|
1,3
|
углубление
Западного ствола до гор.-350 (01;04)
|
70
|
м
|
55
|
1,3
|
армирование
Северного ствола (02;05)
|
70
|
м
|
300
|
0,2
|
армирование
Н.Кап. ствола (03;06)
|
70
|
м
|
300
|
0,2
|
армирование
Западного ствола (04;07)
|
70
|
м
|
300
|
0,2
|
проходка
и оборудование околоствольноо двора северного ствола (05;14)
|
1560
|
м3
|
400
|
3,9
|
проходка
и оборудование околоствольноо двора Н. Кап. ствола (06;14)
|
25000
|
м3
|
400
|
62,5
|
проходка
и оборудование околоствольноо двора Западного ствола (07;14)
|
1560
|
м3
|
400
|
3,9
|
проведение
грузового квершлага (05;08)
|
900
|
м
|
70
|
12,9
|
проведение
порожнякового квершлага (07;09)
|
900
|
70
|
12,9
|
проведение
сев.полевого штрека (08;10)
|
750
|
м
|
70
|
10,7
|
Схема1 - Сетевой график на вскрытие и подготовку
рудного тела Вотсточного участка в этаже -280...-350м в условиях Таштагольского
филиала ОАО «Евразруда»
Заключение
В результате проведённой работы был составлен
сетевой график на вскрытие и подготовку рудного тела Восточного участка этажа
-28- -350м в условиях Таштагольского филиала ОАО «Евразруда».
Было установлено:
наиболее целесообразным является способ вскрытия
вертикальными стволами и этажными квершлагами;
наиболее подходящей будет являться подготовка
откаточного горизонта -350м ортами заездами и полевыми откаточными штреками;
наиболее подходящей является система этажного
принудительного обрушения с открытым выработанным пространством и отбойкой руды
зарядами ВВ, расположенными в пучках восходящих и нисходящих, с выпуском и
доставкой руды через вибродоставочные установки ВДПУ-4ТМ с двусторонним
расположением выпускных воронок;
по горным возможностям годовая
производительность рудника составляет 2800000/год;
критический путь составляет 64 месяца, т.е.
время, затраченное на вскрытие и подготовку рудного Восточного участка а на
горизонте -350м в условиях Таштагольского филиала ОАО «Евразруда» будет
составлять 64 месяца.
Список использованной
литературы
1.
Шестаков В. А. Проектирование горных предприятий: Учебник для студ. вузов - 2-е
изд., перераб./В.А. Шестаков - М.: Изд-во МГГУ, 1995. -508с.
.
Деркаева А. В., Проектирование рудников / Методические указания к выполнению
курсовой работы / СибГИУ. - Новокузнецк, 2004. - 18 с.
.
Гусев И. П. Проектирование рудников: Учебное пособие /СМИ Новокузнецк, 1988. -
89с.
.
Материалы технического отдела Таштагольского филиала ОАО «Евразруда».
.
Материалы планового отдела Таштагольского филиала ОАО «Евразруда».
.
Материалы маркшейдерского отдела Таштагольского филиала ОАО «Евразруда».