Организация добычи НСМ. 3

Министерство  транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство морского и речного  транспорта

Федеральное государственное образовательное  учреждение

высшего профессионального образования

Волжская  государственная академия водного  транспорта

 

Факультет кораблестроения,

гидросооружений и защиты окружающей среды

 

 

Кафедра транспортных технологий и маркетинга

 

 

 

 

 

Курсовая    работа

по дисциплине: «Технические средства и технология добычи НСМ»

 

 

«Организация  добычи НСМ»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: студент  группы Г-4                                                                   Полотнов П.В.

 

Проверил:                                                                                                        Галушкин А.В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нижний Новгород

2013г

Введение.

 

К  НСМ  относятся: песок (в естественном  состоянии), обогащенный  и  фракционированный  песок, ПГС  и  производные  из  нее, полученные  в  процессе  технологической  переработки (производства). Это  ОПГС  четырех  фракций  и  гравий  двух  фракций.   

Производственная  поставка НСМ имеет огромную роль в  работе портов. На долю этих поставок приходится более 50 % от общей прибыли. Добыча, поставка и складирование  НСМ это основные задачи портов. В настоящее время добыча НСМ  в акватории портов приобретает  всё более важное значение, так  как это наиболее дешёвый и  действенный способ добычи из существующих на данный момент.

В  настоящее  время  добыча  НСМ  добычей  НСМ  занимаются  108  портов  и  больше  количество  мелких  предприятий  различных  форм  собственности. 

Целью данной курсовой работы является поиск  оптимального варианта технологической  схемы производства и поставки НСМ, расчёт затрат, доходов и прибыли, при конкурировании заданного (многочерпакового) и проектного (землесосного) добывающего  снаряда.

Производственная  поставка НСМ имеет огромную роль в  работе портов. На долю этих поставок приходится более 50 % от общей прибыли. Добыча, поставка и складирование  НСМ это основные задачи портов. В настоящее время добыча НСМ  в акватории портов приобретает  всё более важное значение, так  как это наиболее дешёвый и  действенный способ добычи из существующих на данный момент.

Целью данной курсовой работы является поиск оптимального варианта технологической схемы  производства и поставки НСМ, расчёт затрат, доходов и прибыли, при  конкурировании заданного (ПЗС) и конкурентного (ПЧС) добывающего снаряда.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исходные данные

 

 

 

1. Добываемый материал ПГС

 

2. Объём добычи за навигацию,  тыс.куб.м: 610

 

3. Наименование порта ОАО «Нижегородский порт»

 

4. Тип добывающего снаряда Многочерпаковый

 

5. Средняя глубина разработки месторождения,  м 6,1

 

6. Содержание гравия в месторождении, % 61,1

 

7. Продолжительность навигации, сут. 177

 

8. Коэффициент неравномерности перевозок 1,16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Анализ исходных данных, выбор технических средств добывающего каравана и грузового флота, определение их количества.

 

1.1.Краткое описание груза.

 

1.1.1. Технические требования:

 

Несортированные смеси песчано-гравийные.

1. Несортированные смеси песчано-гравийные получают в процессе добычи с

погрузкой в суда при разработке обводнённых песчано-гравийных 

месторождений с использованием или без использования специальных 

устройств для улучшения  их качества.

2. Несортированные смеси песчано-гравийные по зерновому составу,

допустимому содержанию пылевидных и глинистых частиц, в том числе  глины

 в комках, органических  примесей должны отвечать значениям  показателей 

качества, указанным в  таблице 1.

 

Таблица 1. Значение показателей качества несортированных смесей песчано-гравийных, добываемых техническими средствами пароходств.

 

Наиме-нование пароход-ства	Содер-жание зёрен гравия более 5 мм, % по массе	Размеры зёрен, мм		Размер зёрен гравия, превышающих  наибольший размер, мм	Количество % по массе не больше
		песка	Гравия		Зерен гравия превышающий наибольший размер	Пыле-видых и глинис-тых частиц всего	В том числе глины в комках	Орга-ничес-ких приме-сей
Волжское	От 20 до 80	До 5.0	От3 до 70	Св. 70	10,0	3.0	1,0	0,5

 

3. Дробимость, морозостойкость, истираемость зерен  гравия, содержание в выделенном из смеси гравия зерен слабых пород  и зерен пластинчатой и игловатой  формы, сопротивление гравия удару  на копре, содержание в песке и  гравии, составляющих смесь, рудных минералов, сернистых и сернокислых соединений, слюды, глауконита, глинистых сланцев, мергеля минералов и пород, которые могут обладать потенциально-реакционной способностью, угля и других органических примесей определяются по данным геологических отчетов по месторождениям.

 

 

 

 

 

1.1.2.Требования безопасности

 

Песок, смеси  песчано-гравийные, гравий, производимые по ТУ 5711-005-00283227-95 не токсичны, пожаро- и взрывобезопасны. [1]

 

1.1.3. Радиационно-гигиеническая оценка НСМ

 

1. НСМ должна быть дана радиационно-гигиеническая оценка, по результатам

которой устанавливают  область их применения. НСМ в зависимости от

значений  удельной эффективной  активности естественных радионуклидов

(А эфф.) применяют:

• А эфф. до 370 Бк/кг (бета/кюри на кг) - во вновь строящихся жилых и

общественных  зданиях;

• при Аэфф. св. 370 до 740 Бк/кг - для дорожного строительства в пределах

территории  населенных пунктов и зон перспективной застройки, а также

при возведении производственных зданий и сооружений;

• при Аэфф. св. 740 до 1350 Бк/кг - в дорожном строительстве вне населенных

пунктов.

 

2. Периодический контроль показателя удельной эффективной активности

естественных радионуклидов  проводят в специализированных

лабораториях, аккредитованных  в установленном порядке на право 

проведения гамма-спектрометрических испытаний или в радиационно-

метрических лабораториях органов надзора. В случае отсутствия данных

геологической разведки по радиационно-гигиенической оценке

месторождения и заключения о классе песка, предприятие-изготовитель

проводит радиационно-гигиеническую  оценку разрабатываемых участков

горных пород экспрессным  методом непосредственно в забое  или на складах 

готовой продукции в соответствии с требованиями ГОСТ 30108.

 

1.1.4. Правила_ приемки.

 

1. Приемку и отгрузку указанных нерудных строительных материалов

производят  партиями. Партией считают количество нерудных строительных

материалов, одновременно   отгружаемое одному потребителю в одном 

судне (составе  судов) или в течение одних  суток. При отгрузке нерудных

строительных  материалов потребителям со складов, речных портов

автомобильным и железнодорожным транспортом, партией считается 

отгрузка  продукции одному потребителю в  одном железнодорожном составе

или в течение  одних суток.

 

2. Определение количества отгружаемых нерудных строительных материалов

производят  по массе или по объему. Массу  нерудных строительных

материалов, отгружаемых в судах, определяют по осадке судна. Пересчет

количества  нерудных строительных материалов из весовых единиц в

объемные  или обратно производят по значениям  объемной насыпной массы 

нерудных  строительных материалов, определяемой в состоянии 

естественной  влажности (в момент отгрузки потребителю).

 

3. Контроль  качества нерудных строительных материалов состоит из

определения: зернового состава, в том числе  модуля крупности для

несортированного  песка; содержания пылевидных глинистых  частиц и 

глины в комках; наличия органически примесей. Контроль качества по

указанным параметрам производится ежесуточно, кроме органических

примесей, контроль которых производится еженедельно.

 

5. Методы испытаний.
1. Количественное содержание органических примесей в процентах по массе определяется для несортированного песка входящего в состав несортированных песчано-гравийных смесей, в соответствии с ГОСТ 23740-87.

 

2. В несортированных  и обогащенных песчано-гравийных  смесях содержание пылевидных и глинистых  частиц, глины в комках определяется без разделения пробы на песок и гравий.

 

 

3. Другие  виды испытаний несортированных  песка, смесей песчано-гравийных несортированных  и обогащенных, а также гравия производит потребитель по ГОСТам 8735-88 и 8269-87.

 

1.1.6. Транспортирование и хранение.

 

1. Несортированные песок, смеси  песчано-гравийные и гравий

транспортируют в судах  и открытых железнодорожных вагонах, а также в

автомобилях в соответствии с утверждёнными в установленном  порядке 

правилами перевозок грузов соответствующим видом транспорта.

 

2. Нерудные строительные материалы  хранят на открытых площадках 

раздельно по видам  материалов в условиях, предохраняющих их от

засорения и загрязнения.

 

1.1.7. Перевозка и хранение грузов.

1. Поставщик при транспортировании обязан сопровождать каждую партию НСМ, отгружаемых потребителю, документом о качестве, в котором указывают:

- наименование  предприятия-изготовителя и его  адрес; 

- номер  и дата выдачи документа; 

- номер  партии, наименование и количество  материала; 

- номера  вагонов и номер судна, номера  накладных;

-зерновой  состав;

- класс,  модуль крупности, полный остаток  на сите N 063, марку по прочности,  морозостойкости (для гравия)- из  геологического отсчета; 

- содержание  пылевидных и глинистых частиц, а также глины в комках;

- удельная  эффективная активность естественных  радионуклидов в песке в соответствии  с 5.4;

- содержание  вредных компонентов и примесей;

- обозначение  настоящего стандарта.

 

2. Песок транспортируют в открытых железнодорожных вагонах  и судах, а также автомобилях  в соответствии с утвержденными  в установленном порядке правилами  перевозки грузов соответствующим  видом транспорта и хранят на складе у изготовителя и потребителя в условиях, предохраняющих песок от загрязнения.
3. При перевозке песка железнодорожным транспортом должно быть обеспечено также выполнение требований Технических условий погрузки и крепления грузов, утвержденных Министерством путей сообщения.
4. Нерудные строительные материалы хранят на открытых площадках раздельно по видам  материалов в условиях, предохраняющих их от засорения и загрязнения
5. При отгрузке и хранении песка в зимнее время предприятию-изготовителю необходимо принять меры по предотвращению смерзаемости (перелопачивание, обработку специальными растворами и т.п.).

 

1.1.8. Гарантии производителя.

 

1. Производитель гарантирует соответствие качества НСМ требованиям настоящих технических  условий при соблюдении условий  транспортирования и хранения.

 

1.1.9. Характеристики обогащенного песка.

 

Обогащенный песок, дробленый, обогащенный из отсевов  дробления пески, с улучшенным зерновым составом получаемые с применением  специального обогатительного оборудования и поставленный без разделения фракции .

   Обогащенный песок в зависимости  от зернового состава подразделяются  на следующие группы:

-повышенной  крупности ;

-крупный

-средний.

Обогащенный песок отсева дробления подразделяется на следующие группы:

-повышенной  крупности ;

-крупный

-средний

    группа  песка повышенной крупности   имеет модуль крупности частиц: 3-3,5

-крупный:2,5-3мм

-средний:2-2,5мм

-мелкий:1,5-2мм

     К очень мелкому песку относят  песок с модулем крупности  частиц: 1-1,5мм

Для бетонов  должны использоваться природные обогащенные  пески с модулем крупности: 1,5-3,25мм

      Наличие дерен размером свыше  5мм не должно превышать в  % по массе следующих значений:

-в  природном песке 10%

-в  обогащенном песке 5%

 

 

      Количество пылевидных и глинистых  частиц в песке не должно  превышать по массе следующих  значений:

-в  природном песке 3-35%

-в  обогащенном песке 2-5%

-в  том числе глины в комках  в приделах 0,5% ,а в обогащенном  песке 0,25-0,35%

 

1.2.Выбор технических средств добывающего каравана и их характеристики

 

Выбор проектов добывающих снарядов (базовый и проектный  варианты) и технических средств  караванов производится на основе [2]. В курсовом задании местов добычи является акватория порта Астрахань на р. Волга. Так как глубины в р-не карьера малы, выбор средств добычи необходимо производить исходя из их осадки. Характеристики добывающих снарядов приведены в таблице 2.

 

Таблица 2 Характеристики добывающих снарядов

Характеристика	Базовый вариант
Тип добывающего снаряда	ПЧС-450
Номер проекта	92-017
Разряд РРР	О
Производительность м3/ч	450
Глубина разработки, м	15
Осадка, м	1,76
Балансовая стоимость, тыс.руб	2000
Численность команды
- всего	31
- на вахте	10

 

Таблица 3. Характеристики брандвахты

Номер  проекта	81120
Разряд  регистра	О
Габариты , м
Балансовая  стоимость, тыс. руб.	470
Стоимость  содержания	137

 

Таблица 4. Характеристики мотозавозни

Номер  проекта	907
Разряд  регистра	0
Габариты , м
Осадка	0,72
Балансовая  стоимость, тыс. руб.	25
Стоимость  содержания,	27

 

 

 

Базовый вариант:

 

Черпаковый  снаряд. В таблице 2 приведены характеристики черпакового

снаряда по [3].

Брандвахта. В таблице 3 приведены характеристики брандвахты.

Мотозавозни. В таблице  4 приведены характеристики мотозавозни.

По [4]. Стоимость баржи  принимается из [5].

1.3 Выбор типа грузового флота  и его характеристики

Добывающий земснаряд при разработке карьеров обслуживается транспортным (грузовым) флотом, который загружается у борта снаряда и транспортируе груз к месту назначения. Состав и тип грузового флота зависит от рода груза, его количества, типа и характеристик снаряда и вида сообщения (транзитное, местное). Выбор судов грузового флота должен обеспечивать условия его скоростной обработки в начальном и конечном пунктах.

Для перевозок  массивных навалочных грузов, в том  числе и НСМ, создан и применяется  различный флот:

• суда-площадки (все виды НСМ). Погрузка осуществляется: КПл, ПЗС, ПЧС.
• трюмные суда (обогощённый песок, ОПГС, гравий). Погрузка осуществляется: ПЗС, ПЧС.
• бункерная баржа (песок и ПГС). Погрузка осуществляется: КПл, ПЗС.

Для перевозки  заданного рода груза и принимая во внимание тип снарядов принимаем  к эксплуатации судно-площадку.

Грузоподъёмность  по выбранному типу судна (грузового  флота) принимается на основе рекомендаций источника [6].

Исходя из характеристик  выбранного типа снаряда и рода груза  рассчитаем требуемую грузоподъёмность судна по формуле (1):

                                        ₍₁₎

где:     Р_дб – паспортная производительность снаряда,

J_гр- плотность заданного груза (т/м³),

Q_р^с-  расчетная грузоподъемность судна.

 

т

Характеристики  судна принимаются из источника [7] и приведены в таблице 5

Таблица 5. Характеристики судна-площадки.

 

Тип суд-на	№ про-екта	Разряд регистра и классифика-ционный  тип	Гру-зо-подъ-ём-ность,т	Габариты, м			Осад-ка с гру-зом,м	Строит. стои-мость, тыс.руб	Себесто-имость содерж. судна на стоянке  руб/сут	Коэффи-циент верти-кальной проница-емости
				L	B	H
Бар-жа-пло-щад-ка.	Р56	«     О»	2800	86,0	17,8	9,08	2,6	616	190	1.0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Организация технологических схем производства и поставки НСМ.

Для каждого  типа добывающего снаряда существует наиболее рациональный способ отработки  месторождения:

     для плавучих кранов – траншейно-ямный  способ.

     для землесосов – траншейный  способ.

     для многочерпаковых снарядов  – папильонажный способ.

В данной курсовой работе в  базовом  варианте (черпаковый) –  папильонажный способ.

Добыча папильонажным способом(базовый вариант):

 

Обозначения

КС1, КС2, КС3 –  контрольные створы.

1 – становой  носовой якорь - устанавливается  примерно по середине блока  траншей

на расстоянии 600 ÷ 800 м. вверх по течению.

2 – боковые  якоря (папильонажные) – укладываются  за пределами КС2 вне боковых 

кромок.

Длина каждой серии больше 100 м.

 

Для разрабатываемого месторождения необходимо расставить якоря за пределами первой серии  траншей. Расставляются якоря при  помощи мотозавозни сначала носовые  затем кормовые.

При необходимости, а именно: сильное течение реки и/или ветер, требуется установка  кормовых якорей в той же последовательности.

 

Разработка  первой серии осуществляется в направлении  от левой кромки. При этом снаряд для лучшего заполнения черпаков грунтом и предохранения от поломок  черпаковой цепи устанавливают под  углом 15 – 25⁰ по отношению к боковой кромке. Такой поворот осуществляется в сторону движения снаряда.

Разработка  карьера ведётся полосами глубиной 0.7 – 1 м., шириной до 3 м.

Достигнув правой кромки, снаряд подаётся вперёд на ширину выработанной полосы, поворачивает под  указанным углом в направлении  очередного движения и, за счёт натяжения  левого папильонажного троса и ослабления правого, разрабатывает очередную  полосу.

 

Описание технологии загрузки судна

 

_{-  Перед загрузкой  секции (баржи) должны  быть приняты все  меры для обеспечения  безопасности занятых  при загрузке людей,  а так же против  поломок и повреждений  палубных устройств.} 

_{-  Загрузку рекомендуют  производить в  соответствии с  инструкцией последовательно  на 5 – 6 горок в  один слой. Направление  загрузки для несамоходных  судов – с кормы  в нос или обратно.}

_{-  Загрузку необходимо  начинать при следующих  условиях: глубина  акватории на месте  добычи должна  быть больше Нтр; отсутствие воды в бортовых и междудонных отсеках; исправное техническое состояние корпуса судна.}

_{-  Начало первого  этапа загрузки  судна соответствует  началу загрузки  первой кормовой (носовой)  горки. Затем последовательно  грузят вторую  и т.д. В процессе  загрузки всех  горок необходимо  осуществлять контроль  за осадкой судна  по линии углублений, а так же за  укладкой горок  по центровым линиям, нанесённым на  вторых бортах  грузового трюма.}

_{-  осадку судна на  ровный киль в  полном грузу необходимо  регулировать при  загрузке его на  последнем этапе  (последней горке). В конце загрузки  каждой секции (баржи)  допускается неравномерность  распределения груза  по длине трюма  не более 5 % от  общей массы груза.  При этом допускается  перегруз средней  части трюма по  сравнению с оконечностями  и наоборот.}

_{-  В процессе загрузки  необходимо осуществлять  контроль, чтобы секция (баржа)  в полном грузу  не имела крена.  При этом допустимый  дифферент в нос  или корму составлял  бы не более  5%.}

 

_{Особые  требования.}

1. _{Перегрузочные работы с навалочными грузами необходимо выполнять с соблюдением «Правил безопасности труда на перегрузочных работах в портах и на пристанях речного флота»}
2. _{Установка и учалка секций (барж) для проведения грузовых работ производится в соответствии с требованиями «Правил плавания по внутренним судоходным путям РФ» и должна обеспечивать безопасную стоянку флота в период её загрузки и её ожидания.}
3. _{Палубные работы, связанные с опасностью падения человека за борт, выполняются членами экипажа в спасательных жилетах.}
4. _{Перед пуском лебёдок необходимо убедиться в их исправности и отсутствии людей в зоне работы лебёдок, а так же вблизи выбираемых тросов и направляющих роликов.}
5. _{Загрузку секций (барж) грузового состава производить в расчленённом состоянии.}

 

_{Рисунок 2 - Схема загрузки несамоходного судна.}

 

4. Расчет технико-экономических  показателей и выбор оптимального  варианта технологической схемы  добычи НСМ.

 

4.1. Характеристика  складов при гидромеханизированной  разгрузке флота.

Склады для гидромеханизированной разгрузки судов с НСМ являются важным звеном гидрокомплекса: земснаряд – грузовое судно - гидроперегружатель - склад. Основными процессами, осуществляемыми на этих складах, являются: транспортирование материалов от разгружаемого судна до склада; укладка их в штабель и хранение; отвод воды со склада; загрузка автомашин и других транспортных средств.

Для транспортирования HCМ от гидроперегружателя до склада и непосредственно по складу используют трубопроводы, преимущественно диаметром 400-500 мм, длина которых зависит от планировки склада и удаленности его от береговой линии. Наибольшее распространение в речных портах получили два способа складирование материалов: эстакадный и безэстакадный.

При эстакадном способе напорный трубопровод укладывают на железобетонные эстакады. На каждую карту намыва делают ответвления от напорного трубопровода с выпусками, на которых устанавливают клинкетные задвижки для регулирования подачи пульпы. Максимальная высота штабеля зависит от высоты эстакад, составляющих 11-12 м.

При относительно высоких капитальных затратах на создание складов эстакадного типа достигаются минимальные эксплуатационные расходы на их содержание, так как отпадает необходимость в монтаже и демонтаже трубопроводов в процессе разгрузки НСМ из судов и загрузки их на автотранспорт.

Безэстакадный способ складирования материалов применяют на складах, расположенных близко к береговой полосе, а также на складах клиентуры. В этом случае трубы укладывают трубоукладчиком прямо на штабель. Этот способ не требует дорогостоящих эстакад и значительных затрат энергии на подачу пульпы, поскольку высота ее подъема достигает наибольшего значения на заключительном этапе намыва.

Для отвода воды со склада оборудуют специальные системы сбросной, фильтрационной и инфильтрационной воды.

Первая система состоит из шандорных колодцев и сорного коллектора сбросной воды, вторая – из дренажной канавы вокруг склада, дренажных (перфорированных) труб и колодцев по периметру склада, а иногда и в основании склада. Особенно большое влияние на работу складов гидроразгрузки судов оказывает режим инфильтрации воды непосредственно через штабель материала.