Эксплуатация горных машин и оборудования при разработке месторождения открытым способом в условиях разреза «Черногорский» АО «СУЭК Хакасия» со специальной частью «Разработка методики ремонта и восстановления крупногабаритных шин карьерных самосвалов на примере БелАЗ-7530

ВВЕДЕНИЕ 10
1 ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 12
1.1 Общие сведения и природные условия 12
1.2 Геологическая изученность карьерного поля 13
1.3 Оценка сложности геологического строения карьерного поля 17
1.4 Гидрогеологические условия 25
1.5 Характеристика полезного ископаемого 26
1.6 Современное состояние горных работ 30
1.7 Вскрытие месторождения 36
1.8 Подготовка полезного ископаемого к выемке 50
1.9 Выемочно-погрузочные работы 59
1.10 Отвалообразование 66
2 МЕХАНИЗАЦИЯ ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ РАБОТ 69
2.1 Выбор, обоснование и расчет бурового оборудования 70
2.1.1 Расчёт бурового оборудования по вскрышным породам 71
2.1.2 Расчёт эксплуатационных показателей буровых станков для бурения по вскрышным породам 73
2.1.3 Расчёт бурового оборудования по полезному ископаемому 75
2.1.4 Расчёт эксплуатационных показателей буровых станков для бурения по полезному ископаемому 76
2.2 Определение парка буровых станков 77
2.3 Выемка полезного ископаемого 78
3 КАРЬЕРНЫЙ ТРАНСПОРТ 91
3.1 Выбор вида транспорта 91
3.2 Формирование базы исходных данных и принятие вариантов оборудования к моделированию 92
4 СТАЦИОНАРНЫЕ МАШИНЫ И УСТАНОВКИ 101
4.1 Расчёт длины и геометрической высоты нагнетательного трубопровода 101
4.2 Расчёт необходимой производительности насосной станции, выбор труб для построения внешней сети водоотливной установки 102
4.3 Выбор насосов 104
4.4 Анализ рабочего режима водоотливной установки 108
4.5 Выбор электродвигателей, определение годовых и удельных затрат электроэнергии на водоотлив 110
5 ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ ГОРНЫХ МАШИН И ОБОРУДОВАНИЯ 112
5.1 Режим работы предприятия 112
5.2 Выбор и расчет необходимого количества оборудования 112
5.3 Определение количества и видов ремонта оборудования 113
5.4 Расчет численности ремонтного персонала. 119
5.5 Расчет станочного оборудования 121
5.6 Проектирование ремонтной базы 121
5.6.1 Расчет производственных площадей 121
5.6.2 Определение параметров проекта здания ремонтной базы 124
5.6.3 Управление механической службой 125
5.7 Восстановление детали шестерни экскаватора Экскаватор Komatsu PC-4000 126
5.7.1 Обоснование выбора способа восстановления детали 126
5.7.2 Технология восстановления детали и необходимое оборудование 132
5.7.3 Технологическая карта восстановления детали 133
6 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РЕМОНТА И ВОССТАНОВЛЕНИЯ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ШИН КАРЬЕРНЫХ САМОСВАЛОВ НА ПРИМЕРЕ БЕЛАЗ-7530» 137
6.1 Анализ статистических данных пробегов шин карьерных самосвалов 137
6.2 Инструменты и оборудование для ремонта КГШ 140
6.3 Разработка методики восстановления и ремонта КГШ, применяемых на карьерных самосвалах типа БелАЗ-7530 144
6.4 Оценка эффективности разработанной методики ремонта шин 150
7 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 152
7.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов 152
7.2 Мероприятия по борьбе с шумом и вибрацией 152
7.3 Мероприятия по борьбе с пылью, вредными газами 154
7.4 Технические и организационные мероприятия по охране труда 154
7.5 Санитарно-гигиенические условия труда работников 155
7.6 Меры безопасности при работе экскаватора 156
7.7 Меры безопасности при проведении БВР 157
7.8 Мероприятия по электробезопасности 158
7.9 Меры безопасности при эксплуатации автомобильного транспорта 159
7.10 Меры безопасность при отвалообразовании 160
7.11 Мероприятия по пожарной безопасности 160
7.12 Охрана окружающей среды 162
7.13 Анализ промышленных загрязнений окружающей среды 163
7.14 Мероприятия по охране поверхностных и подземных вод 164
7.15 Организация природоохранной деятельности предприятия 165
7.16 Безопасность жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях 165
8 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 167
8.1 Расчет капитальных затрат на строительство предприятия 167
8.2 Организация управления производством и организация труда 171
8.2.1 Схема управления и производственная структура 171
8.2.2 Организация труда 171
8.3 Расчет себестоимости добычи полезного ископаемого 176
8.3.1 Вспомогательные материалы 176
8.3.2 Энергия 180
8.3.3 Налог за добычу полезных ископаемых 182
8.3.4 Основная заработная плата производственных рабочих 182
8.3.5 Дополнительная заработная плата производственных рабочих 182
8.3.6 Отчисление на социальные нужды 182
8.3.7 Амортизация 182
8.3.8 Расходы по эксплуатации и содержанию оборудования 182
8.3.9 Цеховые расходы 183
8.3.10 Калькуляция себестоимости 184
8.4 Оценка качества проекта 186
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 188
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 189

Весь текст будет доступен после покупки

В современных условиях развития горнодобывающей промышленности особую значимость приобретают вопросы повышения эффективности открытых горных работ, оптимизации технологических процессов и снижения экологической нагрузки на окружающую среду. Рациональное использование минерально-сырьевой базы, внедрение прогрессивных методов разработки месторождений и совершенствование системы управления производственными процессами — ключевые задачи, от решения которых зависит конкурентоспособность предприятий отрасли.
В связи с этим комплексное проектирование карьера, включающее геологическое обоснование, выбор рациональной технологии и механизации горных работ, организацию транспорта и ремонтного обслуживания, а также оценку экономической эффективности и мер безопасности, представляет собой актуальную научно-практическую задачу.
Дипломный проект составлен по предприятию ООО «СУЭК-Хакасия» «Разрез Черногорский». Разрез построен на базе Черногорского каменноугольного месторождения, расположенного в Усть-Абаканском районе Республики Хакасия. В состав крупнейшей угольной компании АО «СУЭК» входит 29 угледобывающих предприятий (17 разрезов и 12 шахт 9-ти регионов России), 7 обогатительных фабрик и установок, балкерный терминал в порту Ванино, предприятия производственного транспорта и ремонтно-механические заводы, сервисные подразделения. Объемы международных продаж (Китай, Великобритания, Южная Корея, Япония, Германия) увеличились на 8% и составили 45,6 млн т угля. АО «СУЭК» обеспечивает около 27% экспорта российского угля и 5% мирового экспорта угля.
Цель дипломной работы — разработать проект карьера для добычи полезного ископаемого, обеспечивающий:
- рациональное использование недр;
- высокую производительность и экономическую эффективность производства;
- соблюдение требований промышленной и экологической безопасности.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- проанализировать геологические и горно-технические условия месторождения, определить запасы и границы карьерного поля;
- обосновать способ разработки, главные параметры карьера и систему вскрытия месторождения;
- выбрать и рассчитать комплекс горно-транспортного оборудования, оптимизировать технологические процессы (подготовка уступов, выемка, погрузка, транспортировка, отвалообразование);
- разработать схему организации ремонтного обслуживания оборудования и проект ремонтной базы.
- оценить условия труда и разработать мероприятия по обеспечению безопасности жизнедеятельности и охране окружающей среды.
- выполнить технико-экономическое обоснование проекта, включая расчёт капитальных затрат, себестоимости добычи и показателей эффективности инвестиций.
Объект исследования - месторождение полезного ископаемого и производственная система карьера.
Предмет исследования - технологические, организационные и экономические аспекты проектирования и эксплуатации карьера.
Методы исследования:
- анализ геологической и горно-технической документации;
- технико-экономические расчёты;
- моделирование технологических процессов;
- методы системного анализа и оптимизации.
Научная новизна работы заключается в комплексном подходе к проектированию карьера, учитывающем взаимосвязь геологических, технологических, технических и экономических факторов, а также требования экологической безопасности.
Практическая значимость работы состоит в том, что разработанные решения могут быть использованы при проектировании и эксплуатации карьеров по добыче полезных ископаемых. Результаты исследования позволяют:
- повысить эффективность использования горно-транспортного оборудования;
- снизить себестоимость добычи;
- минимизировать негативное воздействие на окружающую среду;
- обеспечить безопасные условия труда.
Структура дипломной работы. Работа состоит из введения, восьми глав, заключения и списка используемых источников.
В первой главе рассматривается изученность, сложность строения, гидрогеологические условия, характеристики полезного ископаемого и горно-геологические условия эксплуатации.
Во второй главе обосновывается механизация открытых горных работ.
Третья глава посвящена выбору и организации карьерного транспорта.
В четвёртой главе рассматриваются стационарные машины и установки.
Пятая глава содержит расчёты по эксплуатации и ремонту горных машин и оборудования, включая проектирование ремонтной базы.
Шестая глава представляет специальную часть проекта.
Седьмая глава посвящена вопросам безопасности жизнедеятельности и охраны окружающей среды.
Восьмая глава включает экономическое обоснование проекта: расчёт капитальных затрат, себестоимости и эффективности инвестиций.
В заключении подведены итоги исследования, сформулированы основные выводы и рекомендации [1].

Весь текст будет доступен после покупки

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Общие сведения и природные условия

Черногорское месторождение каменного угля географически приурочено к Усть-Абаканскому району Республики Хакасия. Непосредственно угледобывающий разрез «Черногорский» занимает западный фланг Черногорской мульды. Ближайшими точками расселения выступают: поселок Курган, расположенный приблизительно в 7 км к северо-востоку от границ разреза; 9-й поселок (около 12 км); город Черногорск (в 15 км к северо-востоку); а также административный центр Республики Хакасия – город Абакан, находящийся в 25 км к востоку. Схематичное расположение объекта отображено на рисунке 1.1.
Территория карьерного поля характеризуется мелкосопочным волнистым рельефом степного типа, имеющим общее плавное понижение в направлении долины реки Енисей. Постоянные естественные водотоки в пределах границ разреза отсутствуют.
В геоструктурном отношении Черногорское месторождение находится на северо-западной периферии Южно-Минусинской мульды, на левобережье реки Енисей, примерно в 10 км к северо-западу от места впадения в него реки Абакан.
Данное месторождение является частью Минусинского угленосного бассейна. Этот бассейн представляет собой крупную межгорную депрессию, ограниченную отрогами хребтов Кузнецкого Алатау, Западного и Восточного Саяна. Внутренняя структура Минусинской депрессии подразделяется на Северо-Минусинскую, Средне-Минусинскую и Южно-Минусинскую котловины, которые различаются по времени формирования, мощности осадочных толщ, литологическому составу и уровню угленосности.
В пределах угленосной площади Черногорская мульда имеет овальные очертания, будуть вытянутой в субширотном направлении (с юго-запада на северо-восток). Её размеры составляют около 24 км по длинной оси и 12 км по короткой.
Рельеф карьерного поля относится к мелкосопочному типу с колебаниями абсолютных высот в диапазоне 310–360 метров. Постоянные водотоки на данной площади не зафиксированы. Растительный покров типичен для степных ландшафтов и представлен преимущественно травянистыми формами и кустарниками.
На северо-восточной окраине месторождения расположен г. Черногорск с населением 75 тыс. чел., в котором угольная промышленность является ведущей отраслью. В 18 км к юго-востоку находится центр Республики Хакасия г. Абакан. Города Абакан и Черногорск связаны ж.-д. веткой Абакан-Ачинск с Транссибирской и Южно-Сибирской магистралями.
Климатические условия района носят резко континентальный характер, что выражается в значительных температурных контрастах: продолжительной холодной зиме и сравнительно коротком жарком, засушливом лете. Диапазон среднегодовых температур воздуха варьируется в пределах от +1,8 до -1,0 °C.
Устойчивый снежный покров на территории карьерного поля формируется, как правило, в конце ноября. Его мощность обычно не превышает 20 см. Характерной особенностью является неустойчивость снежного покрова, который в отдельные малоснежные зимы может практически отсутствовать. Глубина сезонного промерзания грунтов достигает максимальных значений до 3,0 м, при этом средние показатели составляют 1,5–2,0 м. Распространения многолетнемёрзлых пород (вечной мерзлоты) в районе не наблюдается.
Годовое количество атмосферных осадков относительно невелико и составляет в среднем 245–295 мм. Основная их доля (221–258 мм) выпадает в тёплый период года с апреля по октябрь. Распределение осадков по месяцам неравномерно: максимальные среднемесячные значения приходятся на июль (56–66 мм), минимальные — на январь (4–6 мм) [1].
Ветровой режим территории характеризуется преобладанием северного и северо-западного направлений. Средние скорости ветра находятся в интервале 4–9 м/с, а максимальные порывы могут достигать 20–30 м/с.
В сейсмическом отношении район относится к зоне с расчетной интенсивностью потенциальных землетрясений в 7 баллов по шкале MSK-64.

Весь текст будет доступен после покупки

1. СТУ 7.5–07–2021. Система менеджмента качества. Общие требования к построению, изложению и оформлению документов учебной деятельности : взамен СТО 4.2–07–2014 : введен 07.12.2021 / Сибирский федеральный университет. – Красноярск : СФУ, 2021. – 61 с.
2. Назыров, Ш. Н. Проект открытой разработки Черногорского каменноугольного бассейна разрезом «Черногорский» производственной мощностью 12,5 млн т угля в год / Ш. Н. Назыров. – Красноярск, 2017. – 168 с.
3. Подсчёт запасов Черногорского каменноугольного месторождения открытых горных работ разреза «Черногорский» ООО «СУЭК-ХАКАСИЯ» в границах лицензий АБН 00473, АБН 15469 ТЭ, АБН 14668 ТЭ, АБН 00578 ТЭ по состоянию на 01.01.2016 г. / М. В. Кяргин, А. Ю. Шатков, О. А. Мачкасова, Т. В. Ожогина. – Абакан, 2016. – 133 с.
4. Технико-экономическое обоснование постоянных разведочных кондиций Черногорского каменноугольного месторождения в границах разреза «Черногорский» и шахты «Хакасская» ООО «СУЭК-Хакасия» / Г. С. Ефимова и др. – Красноярск, 2016. – 241 с.
5. Ржевский, В. В. Открытые горные работы. Ч. 1. Производственные процессы : учебник для вузов / В. В. Ржевский. – Москва : Недра, 1985. – 509 с.
6. Ржевский, В. В. Открытые горные работы. Ч. 2. Технология и комплексная механизация : учебник для вузов / В. В. Ржевский. – Москва : Недра, 1985. – 548 с.
7. Трубецкой, К. Н. Справочник «Открытые горные работы» / К. Н. Трубецкой. – Москва : Горное бюро, 1994. – 590 с.
8. Синьчковский, В. Н. Технология открытых горных работ : учебное пособие / В. Н. Синьчковский, В. Н. Вокин, Е. В. Синьчковская. – Красноярск : ИПК СФУ, 2009. – 508 с.
9. Синьчковский, В. Н. Практикум по курсу «Процесс открытых горных работ» : учебное пособие / В. Н. Синьчковский, Ю. В. Ромашкин. – Красноярск : ГУЦМиЗ, 2006. – 156 с.
10. Поздняков, З. Г. Справочник по промышленным взрывчатым веществам и средствам взрывания / З. Г. Поздняков, Б. Д. Росси. – 2-е изд., перераб. и доп. – Москва : Недра, 1977. – 253 с.
11. Назарова, Е. Ю. Технология и безопасность взрывных работ : методические указания для выполнения практических работ / Е. Ю. Назарова. – Красноярск, 2009. – 49 с.
12. Открытая геотехнология : учебное пособие / В. Н. Вокин, В. Н. Морозов, Е. Ю. Назарова, М. Ю. Кадеров. – Красноярск : Сибирский федеральный университет, 2013. – 156 с.
13. Мельников, Н. В. Краткий справочник по открытым горным работам / Н. В. Мельников. – 4-е изд., перераб. и доп. – Москва : Недра, 1982. – 414 с.
14. Плютов, Ю. А. Методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Транспортные машины и комплексы» / Ю. А. Плютов. – Красноярск : СФУ, 2015. – 8 с.
15. Система электронного обучения СФУ. Курс «Карьерный транспорт» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://e.sfu-kras.ru/course/view.php?id=1556 (дата обращения: 15.12.2025).

Весь текст будет доступен после покупки