Горное оборудование. Технологический транспорт

Оглавление 
 

1. Общие сведения

    Киркинское  месторождение, расположенное в 40 км к северо-востоку от г. Выборга  Ленинградской области, на северо-восточном  берегу озера Петушиное (Хи-Ярви), является сырьевой базой щебеночного производства ЗАО "ККНМ".

    В 1,2 км к юго-западу от месторождения  проходит автомобильное шоссе Выборг-Каменногорск.

    Месторождение детально разведывалось в 1956, 1966, 1970 годах, запасы утверждались в установленном  порядке.

    В 1997 году ГП «Геоинформпром» выполнена переоценка запасов гнейсо-гранитов месторождения.

    По  результатам проведенных геологоразведочных работ запасы полезного ископаемого  Киркинского месторождения были утверждены протоколом ТКЗ СЗРГЦ  № 1515 от 05.08.97 г. в количестве 44635 тыс. м³ по категориям А+В+С₁ и 18192 тыс. м³ по категории С₂.

    Ожидаемый объем запасов по состоянию  на 01.01.2010 г. составит 30590 тыс. м³ по категориям А+В+С₁ и 18192 тыс. м³ по категории С₂.

    Годовая производительность карьера в 2010 году составит 1000 тыс. м³ горной массы в плотном теле.

2. Геолого-промышленная характеристика месторождения

1. Краткая геологическая и  гидрогеологическая характеристика месторождения

    В геологическом строении Киркинского  месторождения  гнейсо-гранитов  принимают участие гнейсо-граниты и гнейсы ровенской толщи и перекрывающие их четвертичные образования.

    Полезное  ископаемое представлено магматическими породами – гнейсо-гранитами и  гнейсами, не отличающимися от друг друга по физико-механическим показателям и относящимися к единому технологическому типу сырья.

    Разработка  месторождения ведется 6-ю добычными  уступами с отметками горизонтов «-10» м; 2м; 14м; 26м; 38м; 50м.

    Фактическая высота уступов по горизонтам карьера  согласно маркшейдерским данным составляет:

• на горизонте «-10» м – от 11,0 до 12,5 м;
• на горизонте 2 м – от 11,5 до 12,5 м;
• на горизонте 14 м – от 12 до 13,5 м;
• на горизонте 26 м – от 12 до 14 м;
• на горизонте 38 м – от 12 до 15 м;
• на горизонте 50 м – от 4 до 8 м.

    Подошва вскрышного уступа проходит по кровле полезного ископаемого на абсолютных отметках 36-66 м.

    Мощность  гнейсо-гранитов в контуре подсчета запасов изменяется от 29,9 до 86,1 м, составляя  в среднем, до горизонта подсчета запасов с отметкой «-10,0» м, 59,0 м.

    Вскрышные породы на невскрытой карьером части месторождения сложены моренным материалом с включениями гравия, гальки и валунов до 40-50 %, мелких линз и маломощных прослоев глин и песчаных глин. В углублениях возвышенной части месторождения вскрыты пески, супеси, глины, местами плывуны, иногда – болотная растительность.

    Почвенно-растительный слой – маломощный, встречается  неповсеместно, отсутствует на обнаженных участках.

    Мощность  вскрышных пород – 0,3 – 11,5 м, в  том числе почвенно-растительного  слоя – 0,1 – 0,3 м.

    Абсолютные  отметки кровли полезной толщи изменяются в достаточно широких пределах – от 66,8 м в центральной (возвышенной) части месторождения до 19,9-30 м – в понижениях рельефа и на флангах месторождения.

    В геологическом строении участка, планируемого к отработке, принимают участие те же гнейсо-граниты и гнейсы, которые слагают все месторождение в целом.

    Многолетний опыт эксплуатации месторождения показывает, что в процессе отработки полезного  ископаемого существенного накопления воды в карьере не наблюдалось, поскольку  максимальный уровень подземных вод соответствует отметке поверхности в оз. Петушиное, т.е. 14,0-14,9 м.

    При ведении горных работ ниже уровня грунтовых вод (гор. +2,0 - «-10» м) обводнение карьера происходит за счет подземных  вод и атмосферных осадков, выпадающих на площадь месторождения. При этом водопритоки в карьер, ожидаемые в 2010 году, составят:  за счет подземных вод – 123 м³/ сут., за счет дождевых осадков – 1257 м³/ сут., за счет ливневых осадков – 26455 м³/ сут.

    2.2.  Качественная характеристика полезного ископаемого

    Гнейсо-граниты  характеризуются следующими физико-механическими  показателями:

    Средняя плотность, т/м³ – 2.63-2.85,

    Предел  прочности при сжатии составляет: в сухом состоянии - 77 ÷ 276 МПа, в водонасыщенном состоянии – 71 ÷ 230 МПа.

    Водопоглащение – 0,0-0,5%

    Влажность взорванной горной массы, подаваемой из карьера на переработку, в осенне-весенний период и при интенсивных дождях составляет:

• для фракций более 70 мм – 1 %, фракций 5-70 мм – 3-5 % и фракции 0-5 мм – 8-10 %.

    Физико-механические показатели щебня, получаемого после переработки сырья Киркинского месторождения гнейсо-гранитов, приведены в таблице 1.

Таблица 1

    Щебень, изготовленный из пород месторождения, по всем показателям соответствует  требованиям ГОСТ 8267-93 «Щебень и  гравий из плотных горных работ для  строительных работ» и ГОСТ 7392-2002 «Щебень  из плотных горных пород для балластного слоя железнодорожного пути». Согласно ГОСТ 26633-91 «Бетоны тяжелые и мелкозернистые» указанный щебень используется в качестве крупного заполнителя для всех видов тяжелого бетона, для оснований усовершенствованных капитальных покрытий и нижнего слоя двухслойных покрытий автомобильных дорог и аэродромов, а также для железнодорожного строительства.

    Песок из отсевов дробления характеризуется  следующими показателями:

    Марка – 1200.

    Модуль  крупности – 2,6-2,8.

    Содержание  пылевидных, глинистых и илистых частиц – 4,7-6,7 %.

    Содержание  фракции менее 0,16 мм – 8,1-13,4 % (II класс).

    Содержание  зерен более 5 мм – 1,8 – 2,5 %.

    Содержание  зерен более 10 мм – отсутствует.

    Песок из отсевов дробления удовлетворяет  требованиям ГОСТ 8736-93.

    По  показателю удельной эффективной активности природных радионуклидов полезное ископаемое отвечает требованиям НРБ-99, предъявляемым к строительным материалам I класса, использование которых в строительстве ограничивается.

3. Технология  добычных работ

    Полезная  толща на месторождении представлена гнейсо-гранитами – умерено трещиноватыми породами III – IV категории, имеющими прочность на сжатие от 77 до 276 в среднем 180-200 Мпа; средний объемный вес – 2,67 т/м³.

    По  трудности экскавации гнейсо-граниты  относятся к IV-V группе пород по ЕНВ-1979 г. и IX-X группам (в равном соотношении) по СНиП IV-5-82. Коэффициент крепости  по шкале проф. Протодьяконова находится в пределах 12-16.

    Режим работы карьера по добыче – круглогодовой, 260 рабочих дней в две 12-часовые  смены, на вскрыше – сезонный в одну 12-часовую смену.

    В настоящее время горные работы ведутся  в северной и центральных частях Киркинского месторождения.

    Фронт работ вытянут с севера на юг с  подвиганием в восточном направлении.

    Связь вскрышного и добычного горизонтов с откаточной автодорогой осуществляется через групповую въездную траншею, пройденную в западной части месторождения и через систему скользящих съездов.

    Заезд на горизонт 50 м и на вскрышной  горизонт осуществляется автодорогой, пройденной вдоль северного борта по временным съездам.

    Вдоль северного борта карьера на горизонте 26 м в связи с большой высотой  нерабочего уступа оставляется улавливающая берма шириной 20 м.

    Разработка  месторождения производится по цикличной  транспортной схеме с размещением  вскрышных пород во внутренние и внешние отвалы.

    Добыча  полезного ископаемого предусматривается  с предварительным рыхлением  буровзрывным способом методом скважинных зарядов. Бурение скважин производится станками ROC L7 (2 шт.). Станки ROC L7 предусматривается  использовать на всех горизонтах  карьера и для бурения контурных скважин при постановке уступов в конечное положение.

    Расчет  параметров скважинных зарядов выполнен согласно «Типовым проектным решениям элементов буровзрывных работ с  применением метода скважинных зарядов на карьерах нерудных строительных материалов», а также с учетом рекомендаций Санкт-Петербургского горного института, изложенных в «Заключении по экспертизе безопасности воздействия взрывных работ, проводимых на карьере Каменногорского КНМ, на здания г. Каменногорска (1997г.)

    Расчетные параметры буровзрывных работ для  основного взрывания скважин  диаметром 165 мм приведены в табл. 2.

    Высота  развала горной массы (10,3 м) обеспечивается параметрами буровзрывных работ.

Таблица 2 

    Параметры подлежат уточнению в производственных условиях. Вес заряда в одной группе замедления равен 4,0 т, длина забойки принимается не менее 3 м. Общее количество ВВ в массовом взрыве в пределах взрывоопасных зон принимается не более 32,5 т. Эти ограничения установлены УСЗО Ростехнадзора письмом № 453 от 12.02.1996 г.

    Для обеспечения устойчивости откосов  при постановке в конечное положение  борта карьера предусматривается  контурное взрывание способом предварительного щелеобразования. Заряд для контурного взрывания представляет собой гирлянду из патронов ВВ (аммонит 6ЖВ). Взрывание их производится с опережением на 95-100 мсек по отношению к взрыву основных зарядов рыхления. Скважины диаметром 165 мм бурятся под углом 70°. Бурение скважин осуществляется двумя буровыми станками ROC L7. Учитывая работы по подработке подошвы горизонтов и планово-предупредительные ремонты

    Взрывание скважин – короткозамедленное, многорядное.

    Дробление негабаритных кусков (более 1000 мм) предусматривается выполнять шпуровыми (30 %) и накладными (70 %) зарядами ВВ. Выход негабарита - 4¸7 %.

    Ориентировочный суточный объем дробления негабарита составит 250 м³. Для обуривания негабарита шпуровым способом применяется буровой станок Sandvik DC121R.

    Отгрузка  разрыхленной горной массы осуществляется экскаваторами ЭКГ –5А с ковшом емкостью 5,2 м³.

    По  данным эксплуатации среднемесячная производительность добычного экскаватора ЭКГ- 5А  при погрузке в автосамосвалы  грузоподъемностью 40 т породы IV-V группы (по СниП-82) с плотностью 2,67 т/м³ 1930 м³ в плотном теле.

    Максимальный  сменный объем погрузки горной массы  с учетом неравномерности подачи автотранспорта (К=1,1) и простоев технологического оборудования ДСЗ (К=0,75), составит: 

     м³, где 1923 – среднесменный объем погрузки. 

    Для выполнения сменного объема погрузки в карьере достаточно иметь два  рабочих экскаватора ЭКГ-5А, коэффициент  использования которых составит 0,7.

    Учитывая  необходимость подмены экскаваторов на время ремонтов, а также наличие в работе в течение года 6 добычных горизонтов (для чего требуется перегон оборудования), количество добычных рабочих экскаваторов в карьере принимается равным 3.

    Вспомогательные работы включают подчистку автодорог, окучивание раздробленного негабарита и организацию карьерного водоотлива.

    Для выполнения подчистки автодорог  и подъездов к экскаватору, окучивания раздробленных негабаритов в  удобные для экскаватора навалы на карьере необходимо использовать один бульдозер Б-170 на тракторе Т-170.

4. Горное  оборудование. Технологический  транспорт

1. Расчет  карьерного транспорта

    В настоящем разделе плана горных работ на 2010 год рассматриваются  вопросы карьерного транспорта, в  задачи которого входит транспортировка  сырья из карьера к корпусу  первичного дробления дробильно-сортировочного завода и вскрышных пород в отвал №3 (рекультивация).

    В качестве исходных материалов для расчета  карьерного автотранспорта приняты  данные части ПРГР, приведенные в  таблице 3.

    Таблица 3.

    Основные  карьерные перевозки выполняются  хозяйственным способом.

    Сырье из карьера на промплощадку ДСЗ предусматривается вывозить автосамосвалами БелАЗ грузоподъемностью 42 т.

    Для перевозки вскрыши используются автосамосвалы БелАЗ-7547 г/п 42 т. Расчет потребного количества автосамосвалов для выполнения карьерных превозок выполнен в соответствии с «Нормами технологического проектирования предприятия нерудных строительных материалов» (ОНТП 18-85) и сведен в таблицу 4.

    Рабочий сменный парк автосамосвалов определен  по формуле:

                                      (шт.)

    где: Q_см – сменный объем перевозок, т;

         T_об – время оборота автомобиля в минутах;

         a - коэффициент неравномерности перевозок в течение смены;

                      a = 1/Ки,

    где: Ки – коэффициент использования  заводского оборудования по времени

                  К = 0,82, a = 1,22.

    480 – время рабочей смены в  минутах;

    q – грузоподъемность самосвала в тоннах;

    b - коэффициент использования смены, включая время на нулевые пробеги

      (b = 0,9).

    Инвентарный парк автомобилей определен по сменному рабочему парку с учетом коэффициента технической готовности автосамосвалов по формуле:

                                     (шт.)

    где: N_p – сменный рабочий парк автосамосвалов, шт;

           К_т.г. – коэффициент технической готовности автосамосвалов К_т.г. = 0,76;

           a - коэффициент использования рабочего парка (a = 0,9).

      Результаты расчетов приводятся  в таблице 4.

    Таблица 4.

2.   Карьерные автодороги

    Вывозка полезного ископаемого с карьера  на ДСЗ осуществляется по существующей откаточной автодороге. В пределах карьера для движения карьерного автотранспорта устанавливаются временные  внутренние автодороги с покрытием  из местного щебеночного материала и отсевов дробления.

    В соответствии с требованиями СНиП 2.05.07-91 «Промышленный транспорт» внутрикарьерные  автодороги отнесены к категории  III – К.

    Основные  параметры приведены ниже.

    Таблица 5.