Перспективы поддержания уровня добычи железорудного сырья в Уральском регионе связаны главным образом с освоением Качканарского месторождения титаномагнетитов (запасы категории А+В+С1 3,28 млрд. т), расположенного рядом с эксплуатируемым Качканарским ГОКом Гусевогорским месторождением.
Обеспеченность запасами железных руд по горнорудным предприятиям составляет: ОАО "Качканарский горно - обогатительный комбинат" - 65 - 67 лет, акционерное общество открытого типа (далее - АООТ) "Высокогорский горнообогатительный комбинат" - более 30 лет, ОАО "Богословское рудоуправление" - 35 - 36 лет, ОАО "Гороблагодатское рудоуправление" - 13 - 49 лет, ОАО "Первоуральское рудоуправление" - 25 - 28 лет; запасами медных руд: ОАО "Сафьяновская медь" - 23 - 24 года, ОАО "Святогор" (Волковский рудник) - 30 - 35 лет, ООО "Валенторский карьер" - 8 - 9 лет, ООО "Левихинский рудник" - 15 - 18 лет, Турьинский рудник - 5 лет.
Анализ развития горнорудных предприятий, состояния минерально - сырьевой базы Свердловской области показывает, что для решения задачи максимально возможного обеспечения металлургических предприятий области на период до 2015 года собственным минеральным сырьем необходимо решить следующие проблемы:
1) геологоразведочные работы - геолого-экономическая переоценка запасов полезных ископаемых; увеличение финансирования геологоразведочных работ за счет собственных средств и инвестиций добывающих и металлургических;
2) горное производство - реконструкция горных, обогатительных и агломерационных предприятий; разработка стратегии развития каждого горнорудного предприятия на период до 2015 года; освоение новых месторождений полезных ископаемых; разработка и создание новых технологий для разработки глубокозалегающих рудных тел открытым и подземным способом; разработка и создание нового горнотранспортного оборудования; создание горно-металлургических холдингов для производства чугуна и стали.
Необходимое финансирование геологоразведочных работ может составить в 2005 году 270 млн. рублей, в 2010 и 2015 годах - по 400 млн. рублей.
1.4 Выбор оборудования на добычном участке
Для добычного участка, с годовой производительностью 2000 тыс. м в год, выбраны: экскаватор ЭКГ-10 с ковшом объемом 10м3 вывозку горной породы автомобильным транспортом
автосамосвалами БелАз-7555А,
буовой станок СБШ-270 ИЗ и
буовой станок СБШ-250 МН.
Таблица 1. Техническая характеристика экскаватора ЭКГ-10
| Вместимость ковша (м 3 ) | 10 |
| Высота копания (м) | 16.5 |
| Максимальный радиус копания (м) | 18.4 |
| Максимальная высота выгрузки (м) | 15.7 |
| Максимальный радиус выгрузки (м) | 16.3 |
| Скорость передвижения (км/ч) | 0.45 |
| Масса (т) | 395 |
| Высота разгрузки (м) | 8.2 |
| Радиус вращения кузова (м) | 7.78 |
| Ширина кузова (м) | 7.45 |
| Высота экскаватора (м) | 14.3 |
| Продолжительность цикла (с) | 26 |
Таблица 2 Техническая характеристика БелАз -7555А
| БелАЗ | 7555А |
| Двигатель | ЯМЗ-845-10 |
| Мощность кВт (л.с.) | 537 (730) |
| Трансмиссия | ГМП (6+1) |
| Шины | 24.00-35 |
| Максимальная скорость, км/ч | 55 |
| Радиус поворота, м | |
| Масса, т | 40.5 |
| - длина | 8890 |
| - ширина | 5240 |
| - высота | 4610 |
| Объем платформы, стандартная комплектация, м3 | |
| - геометрический | 25 |
| - с шапкой 2:1 | 34.2 |
| Объем платформы, углевозная комплектация, м3 | |
| - геометрический | 49 |
| - с шапкой 2:1 | 56 |
Принимаем 12 часовой двухсменный график работы, с учетом времени на технологические перерывы (обслуживание узлов машин, прием и сдача смены, время на обед и личные надобности и т.п. 2 часа).
Согласно описанных выше горно-геологических условий комплекса по "Краткому справочнику по открытым горным работам" (Мельникова) принимаем коэффициент экскавации для пород категории равным 0,6, коэффициент рыхления горной породы 1,5, коэффициент наполнения ковша 0,8 и коэффициент использования экскаватора 0,7.
Схема движения автосамосвалов сквозная, с вывозкой горной породы на расстояние 3 км. Установленная скорость движения автотранспорта составляет:
- в заходке и с грузом 15 км/ч
- порожнего 30 км/ч
2. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ
2.1 СРАВНЕНИЕ И РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ БУРОВЫХ СТАНКОВ
Таблица 3 Технические характеристики СБШ
| Показатели | Буровой станок | |
| СБШ-250МН | СБШ-270 ИЗ | |
| Диаметр скважины, мм | 243, 269 | 250, 270 |
| Глубина бурения, м, не более | 32 | 32 |
| Угол наклона скважины к горизонту, градус | 60, 75, 90 | 60, 75, 90 |
| Коэффициент крепости пород по шкале проф. М. М. Протодьяконова | 10-16 | 14…20 |
| Подача снаряда на забой | Канатно-гидравлическая | канатный, двумя лебедками с электроприводом |
| Усилие подачи, кН, не более | 300 | 450 |
| Ход подачи, м | 8 | 10 |
| Способ удаления буровой мелочи | Воздушно-эмульсионное пыле улавливание | водо-воздушной смесью |
| Установленная мощность, кВт | 386 | 640 |
| Габариты в рабочем положении, мм: | ||
| ширина | 4960 | 6090 |
| длина | 8625 | 12 780 |
| высота | 15310 | 19450 |
| Масса станка, т | 65 | 136 |
Рассчитаем производительность бурового станка СБШ-250 МН
Техническая скорость бурения скважин может быть посчитана по имперической зависимости
Uб.т = 3 Рос ģ пв/10Пб D (м.п/мин)
Uб.т 0,32 до 0,1 м.п/мин
При D=0,25 м, пв = 1,35 с Рос = 0,18 до 0,3 МН ,
где
D - диаметр скважины (м)
Рос - осевая нагрузка (МН)
пв - частота вращения (мин )
Uб.т. - скорость бурения скважины (м.п/мин)
Техническая скорость бурения пород с коэффициентом f = 14
Рассчитаем сменную производительность бурового станка
Uб.с = Тс ģ Ки/tб + tв (м/смену),
где
Ки - коэффициент использования станка по бурению в течении смены 0,5 - 0,8 (принято 0.6)
tб и tв - удельные затраты времени соответственно на бурение и выполнение вспомогательных операции на 1 м.п скважины (мин/м.п)
tв = t1 + t2 + t3 + t4 +t5, (мин/м.п),
где
t1 (мин/мп ) - время на переезд от скважины к скважине c учетом установки и снятия станка с домкратов(0,38)
t2(мин/мп ) - время на замену долота(0,13)
t3 (мин/мп )-время на подъем бурового става(0,34)
t4(мин/мп ) -время на перехват штанги(0,7)
t5(мин/мп) - время на сборку и разборку бурового става(0,1)
tв = 0,38 + 0,13 + 0,34 + 0,7 +0,1 = 1,65 ( мин/м.п)
Вспомогательные операции tб (мин) 1,65
Бурение 1 метра по XVII категории tв (мин) 6,19
Тс- количество рабочих смен в год (600 смен)
Подставляем полученные значения в формулу Uб.с=Тс ģ Ки/tб+tв(м/смену), и находим сменную производительность СБШ-250 МН
Uб.с = 45.9 (м.п/смену)
Зная скорость бурения в смену можно определить годовую производительность станка
Uб.г = Uб.с ģ Тсм.г (м/год),
где
Тсм.г - количество рабочих смен в год (600 смен)
Uб.г = 45.9 ģ 600 = 27551 м.п/г
При бурении скважины диаметром 250 мм (0,25 м) выход горной массы с одного метра составляет 23,1 м 3 следовательно можно посчитать годовой объем выхода горной массы.
Vгод. = 27551 ģ 23,1 = 636428 (м.3 /год)
Рассчитаем производительность бурового станка СБШ-270 ИЗ
Техническая скорость бурения скважин расчитана по имперической зависимости
Uб.т = 3 Рос ģ пв/10Пб D (м.п/мин)
Uб.т 0,32 до 0,1 м.п/мин
При D=0,27 м, пв =от 0 до 140 об/мин Рос = от 0 до 0,45 МН ,где
D - диаметр скважины (м)
Рос - осевая нагрузка (МН)
пв - частота вращения (об/мин )
Uб.т. - скорость бурения скважины (м.п/мин)
Техническая скорость бурения пород с коэффициентом f = 14
Рассчитаем сменную производительность бурового станка- Uб.с
Uб.с = Тс ģ Ки/tб + tв (м/смену),
где: Ки - коэффициент использования станка по бурению в течении смены 0,5 - 0,8 (принято 0.8). tб и tв - удельные затраты времени соответственно на бурение и выполнение вспомогательных операции на 1 м.п скважины (мин/м.п)
tв = t1 + t2 + t3 + t4 +t5, (мин/м.п),
где
t1 (мин/мп ) - время на переезд от скважины к скважине c учетом установки и снятия станка с домкратов(0,16)
t2(мин/мп ) - время на замену долота(0,1)
t3 (мин/мп )-время на подъем бурового става(0,22)
t4(мин/мп ) -время на перехват штанги(0,5)
t5(мин/мп) - время на сборку и разборку бурового става(0,06)
tв = 0,16 + 0,1 + 0,22 + 0,5 +0,06 = 1,04 ( мин/м.п)
Вспомогательные операции tв (мин) 1,04
Бурение 1 метра по XVII категории tб (мин) 4.23
Тс- количество рабочих смен в год (600 смен)
Подставляем полученные значения в формулу Uб.с=Тс ģ Ки/tб+tв(м/смену), и находим сменную производительность СБШ-270 ИЗ
Uб.с = 91.08 (м.п/смену)
Зная скорость бурения в смену можно определить годовую производительность станка
Uб.г = Uб.с ģ Тсм.г (м/год),
где
Тсм.г - количество рабочих смен в год (600 смен)
Uб.г = 91.08 ģ 600 = 54648 м.п/г
При бурении скважины диаметром 270 мм (0,27 м) выход горной массы с одного метра п. составляет 25.4 м 3 следовательно можно посчитать годовой объем выхода горной массы. Vгод. = 54648 ģ 25.4 = 138887 (м 3 /год)
На СБШ 270 ИЗ реализована блокировка включения ходового механизма при опущенной в скважину штанге.
Механизмы станка (вращатель бурового става, подачи, хода) приводятся в действие двигателями постоянного тока с питанием от тиристорных преобразователей. Система управления обеспечивает высокую заводскую готовность, снабжена диагностикой с возможностью замены ячеек и блоков подналадки системы.