Эксплуатация горных машин и оборудования при разработке рудного месторождения открытым способом в условиях карьера «Восточный» ПАО «Полюс» со специальной частью «Оценка эффективности применения вибродиагностики карьерных экскаваторов

ВВЕДЕНИЕ 9
1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРЕДПРИЯТИИ И ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕСТОРОЖДЕНИЯ 11
1.1 Характеристика предпиятия 11
1.2 Геологическое строение месторождения 14
1.2.1 Стратиграфия, литология, тектоника 14
1.2.2 Характеристика рудных тел 16
1.2.3 Физико-механические свойства пород и руд. 19
1.2.4 Гидрогеологические условия 21
1.2.5 Геологические запасы руд месторождения 22
1.3 Технология ведения горных работ 23
1.3.1 Современное состояние горных работ 23
1.3.2 Вскрытие карьерных полей 26
1.3.3 Подготовка полезного ископаемого к выемке 31
1.3.4 Система разработки 39
1.3.5 Выемочно-погрузочные работы 40
1.3.6 Отвалообразование 47
2 МЕХАНИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ КАРЬЕРА 49
2.1 Выбор, обоснование и расчет бурового оборудования 51
2.1.1 Расчёт бурового оборудования по вскрышным породам 51
2.1.2 Расчёт эксплуатационных показателей буровых станков для бурения по вскрышным породам 54
2.1.3 Расчёт бурового оборудования по полезному ископаемому 55
2.1.4 Расчёт эксплуатационных показателей буровых станков для бурения по полезному ископаемому 58
2.2 Определение парка буровых станков 59
2.3 Выемка полезного ископаемого 62
3 КАРЬЕРНЫЙ ТРАНСПОРТ 78
3.1 Общие сведения 78
3.2 Экономико-математическое моделирование выбора погрузочно-транспортного комплекса для заданных условий 81
3.3 Организация работы 90
4 СТАЦИОНАРНЫЕ МАШИНЫ 92
4.1 Расчёт длины и геометрической высоты нагнетательного трубопровода 92
4.2 Расчёт необходимой производительности насосной станции, выбор труб для построения внешней сети водоотливной установки 93
4.3 Выбор насосов 95
4.4 Анализ рабочего режима водоотливной установки 99
4.5 Выбор электродвигателей, определение годовых и удельных затрат электроэнергии на водоотлив 102
5 ТЕХНОЛОГИЯ РЕМОНТА 104
5.1 Режим работы предприятия 104
5.2 Определение количества и видов технических обслуживаний и ремонтов 105
5.3 Расчет численности ремонтного персонала 109
5.4 Расчет станочного оборудования 111
5.5 Проектирование ремонтной базы 112
5.5.1 Расчет производственных площадей 112
5.5.2 Выбор схемы ремонтной базы 113
5.6 Управление механической службой 115
5.7 Виды износов оборудования 116
5.8 Выбор детали 118
5.9 Обоснование выбора способа восстановления детали 119
5.10 Технология восстановления детали и необходимое оборудование 121
5.11 Технологическая карта восстановления детали 126
- Химстойкие защитные перчатки, 127
защитные перчатки 127
6 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ. ПРИМЕНЕНИЕ ВИБРОДИАГНОСТИКИ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ НАДЁЖНОСТИ ГОРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ В УСЛОВИЯХ ПАО «ПОЛЮС» 129
6.1 Обзор существующих методов диагностики состояния горных машин 129
6.2 Теоретические основы вибродиагностики 133
6.2.1 Понятие и принципы вибродиагностики 133
6.2.2 Методы оценки уровня динамического качества машины по результатам измерения вибраций 134
6.2.3 Технические средства вибродиагностики 136
6.3 Оценка текущего состояния горных машин 138
6.4 Разработка системы комплексной диагностики 148
6.4.1 Обоснование выбора методов диагностики и контроля 148
6.4.2 Выбор мест установки вибрационных датчиков 150
6.4.3 Оборудование и комплектующие системы мониторинга технического состояния ЭКГ-10 152
6.4.6 Монтаж оборудования 155
6.5 Экономическая эффективность модернизации 157
7 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ОХРАНА ТРУДА 159
7.1 Технические и организационные мероприятия по охране труда 159
7.2 Правила безопасности 162
7.2.1 Правила безопасности при выемочно-погрузочных работах 162
7.2.2 Правила безопасности при транспортировании горной массы 163
7.3 Охрана окружающей среды 165
7.3.1 Мероприятия по охране атмосферного воздуха 165
7.3.2 Экологический мониторинг 166
7.3.3 Мероприятия по охране поверхностных и подземных вод 167
7.3.4 Мероприятия по охране окружающей среды при складировании (утилизации) отходов производства 168
7.3.5 Рекультивация земель 168
7.4 План ликвидации аварий 169
8 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 171
8.1 Организация и управление производством карьера «Восточный» по добыче руд Олимпиадинского месторождения 171
8.1.1 Организация управления производством и производственная структура карьера «Восточный» 171
8.1.2 Режим и организация работ карьера 173
8.2 Расчет основных технико-экономических показателей процесса добычи руды 175
8.2.1 Расчет суммы капитальных вложений и амортизационных отчислений 175
8.2.2 Организация труда и заработной платы работников карьера 176
8.2.2.1 Расчет численности работников карьера 176
8.2.2.2 Расчет фонда заработной платы работников карьера 177
8.3 Расчет себестоимости добычи руды 178
8.3.1 Вспомогательные материалы 178
8.3.2 Расчет расходов по статье «Энергия на технологические цели» 182
8.3.3 Основная заработная плата производственных рабочих 183
8.3.4 Отчисления в фонды социального страхования 183
8.3.5 Амортизация 183
8.3.6 Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования 183
8.3.7 Цеховые расходы 183
8.4 Прибыль, рентабельность, фондоотдача, фондоемкость 184
8.5 Показатели эффективности карьера «Восточный» 185
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 186
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 187

Весь текст будет доступен после покупки

Горнодобывающая промышленность выступает фундаментальной основой экономики, обеспечивая сырьевую базу для ключевых отраслей. Открытый способ разработки рудных месторождений, характеризующийся высокой производительностью и экономической эффективностью, является преобладающим для извлечения полезных ископаемых. Успешность данного метода в значительной степени определяется надежностью и бесперебойной работой сложных горных машин и комплексов, функционирующих в экстремальных условиях карьеров.
Эксплуатация оборудования на карьере «Восточный» ПАО «Полюс» сопряжена с воздействием значительных механических нагрузок, абразивного износа, низких температур и других негативных факторов. Это приводит к интенсивному старению узлов и агрегатов, увеличению частоты отказов, росту затрат на техническое обслуживание и ремонт, а также создает потенциальные риски для промышленной безопасности. В этой связи задача повышения надежности и продления ресурса горной техники приобретает критическую важность для обеспечения рентабельности и конкурентоспособности предприятия.
Одним из наиболее эффективных современных подходов к решению данной задачи является внедрение систем технической диагностики, основанных на контроле вибрационного состояния оборудования. Вибродиагностика позволяет перейти от планово-предупредительных ремонтов к обслуживанию по фактическому состоянию, своевременно выявлять зарождающиеся дефекты, прогнозировать остаточный ресурс и предотвращать внезапные аварийные остановки. Это способствует минимизации незапланированных простоев, оптимизации затрат на ремонтный фонд и повышению общей эксплуатационной готовности парка машин.
Целью данного дипломного проекта является разработка комплекса мероприятий по совершенствованию эксплуатации горных машин и оборудования на карьере «Восточный» и оценка экономической эффективности внедрения системы вибродиагностики для карьерных экскаваторов.
Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:
- изучить общие сведения о предприятии и геологическую характеристику месторождения;
- проанализировать текущее состояние и технологию ведения горных работ;
- рассмотреть механическое оборудование карьера и карьерный транспорт;
- изучить стационарные машины и системы водоотлива;
- разработать систему технического обслуживания и ремонта оборудования;
- исследовать возможности применения вибродиагностики и ультразвуковой диагностики для контроля состояния горных машин;
- оценить влияние предложенных мер на безопасность жизнедеятельности и охрану труда;
- провести экономический анализ эффективности предложенных решений.
Объектом исследования выступает процесс эксплуатации горных машин и оборудования на рудном карьере «Восточный».
Предметом исследования являются методы и средства повышения надежности оборудования, в частности, применение вибродиагностики.
Практическая значимость работы заключается в разработке конкретных инженерных решений и организационных мер, направленных на повышение эффективности использования горной техники, которые могут быть внедрены в производственный процесс ПАО «Полюс». Реализация проекта позволит снизить эксплуатационные затраты, увеличить межремонтные периоды и обеспечить более безопасные условия труда.
Результаты данного проекта будут способствовать повышению эффективности работы карьера «Восточный», увеличению надёжности и срока службы горного оборудования, а также улучшению общих производственных показателей предприятия.

Весь текст будет доступен после покупки

1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРЕДПРИЯТИИ И ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕСТОРОЖДЕНИЯ

1.1 Характеристика предпиятия

ПАО «Полюс» — одна из крупнейших в мире и крупнейшая в России золотодобывающая компания с полным циклом производства: от разведки и добычи до переработки и реализации конечного продукта. Занимает второе место по объёму запасов и ресурсов в мире (доказанные и вероятные запасы по международной классификации составляют 64,4 миллиона унций). ПАО «Полюс» имеет самую низкую себестоимость производства среди 10 крупнейших компаний отрасли [1].
Ключевые активы ПАО «Полюс» находятся на территории Красноярского края, в Иркутской и Магаданской областях, также как и в Республике Саха (Якутия), объединяя 5 функционирующих рудников, объекты по добыче золота из россыпей и несколько объектов, находящихся на различных этапах строительства и активной разработки.
Олимпиадинское месторождение представляет собой флагманский проект компании ПАО «Полюс», занимая лидирующие позиции по объему добычи, с его участием обеспечивается более 50 % производства золота. Залегающая здесь руда проходит этапы обработки на трех заводах (ЗИФ-1, ЗИФ-2, ЗИФ-3) с совокупной производственной способностью, достигающей 13 миллионов тонн руды за год. В целях эффективной переработки сульфидных руд, характерных для Олимпиадинского месторождения, внедрена инновационная технология окисления BIONORD, разработанная специалистами компании ПАО «Полюс» [2].
Месторождение Олимпиадинское, расположенное в Северо-Енисейском районе в Красноярском крае на севере от Еруды на расстоянии 540 км от Красноярска, известно своей открытой добычей полезных ископаемых. Месторождение было впервые обнаружено в 1975 году. Городской поселок Северо-Енисейский, находясь на 80 км к северу от залежи, служит центром управления региона. Для транспортировки в Северо-Енисейск доступны воздушные маршруты из Красноярска и Новосибирска, а также существует дорожная сеть, пролегающая с юга. Этот населенный пункт играет ключевую роль в обеспечении района всем необходимым.
ПАО «Полюс» занимает лидирующие позиции не только на российском, но и на мировом рынке золотодобычи. Компания осуществляет добычу руды в карьерах Олимпиадинского месторождения, разрабатываемого в Северо-Енисейском районе, примерно в 600 км к северу от Красноярска.
Местоположение месторождений Олимпиада и Благодатное показано на рисунке 1.1.



Рисунок 1.1 – Местоположение месторождений золота Олимпиада и Благодатное

Первичные руды Олимпиадинского месторождения относятся к упорным золотомышьяковым рудам, так как тонкодисперсное золото в них ассоциировано с сульфидными минералами, прежде всего с арсенопиритом, что не позволяет достичь приемлемого извлечения при прямой сорбционно-цианистой переработке.
Добытая руда подаётся на золотоизвлекательные фабрики (ЗИФ), где используется современный комплекс технологических линий, позволяющих перерабатывать как окисленную, так и сульфидную руду. В частности, в 2004 году была введена в эксплуатацию ЗИФ-3, проектная мощность которой достигает 8 млн тонн руды в год, а применяемая технология биоокисления обеспечивает повышение уровня извлечения золота из упорных руд даже в экстремальных климатических условиях Крайнего Севера.
Переработка руды организована по технологии, предусматривающей разделение процессов для получения золота из разных типов руд. Для окисленной руды, добываемой с 1994 по 1995 гг., применяется традиционный метод цианирования с использованием смолы в пульпе (ЗИФ №1, проектная мощность 1,3 млн. тонн/год). В свою очередь, для сульфидной руды, извлекаемой на карьерах, предназначенных для ЗИФ №2 (проектная мощность 3 млн. тонн/год) и ЗИФ №3 (проектная мощность 8 млн. тонн/год), используются комбинированные процессы флотации, биовыщелачивания и цианирования.
Карта-схема расположения Олимпиадинского ГОКа ПАО «Полюс» представлена на рисунке 1.2.

Весь текст будет доступен после покупки

1. ООО «ПОЛЮС ПРОЕКТ». Реконструкция сооружений карьерa «Восточный» : проектная документация. Раздел 8. Перечень мероприятий по охране окружающей среды. Часть 1. Пояснительная записка / П-П-02599.1-ООС1. – Том 8.1. 2022. ––225 с.
2. Кузнецов, Д.В. Обоснование технологических комплексов горнотранспортного оборудования для открытой разработки рудных месторождений в суровых климатических условиях : диссертация ... кандидата технических наук : 25.00.22 / Кузнецов Дмитрий Владимирович; [Место защиты: Иркут. нац. исслед. техн. ун-т]. - Красноярск, 2015. - 150 с. : ил.
3. Анистратов, Ю. И. Технологические процессы открытых горных работ / Ю. И. Анистратов. – Москва : ООО «Научно-технический центр “Горное дело”», 2007. – 448 с.
4. Российская Федерация. Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору. О утверждении федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила безопасности при производстве, хранении и применении взрывчатых материалов промышленного назначения» : приказ от 3 декабря 2020 г. № 494 (в ред. Приказа Ростехнадзора от 25.05.2022 № 171). – Зарегистрировано в Минюсте России 25 декабря 2020 г. № 61824.
5. Баранов, Л. В. Технология и безопасность взрывных работ : справочное пособие / Л. В. Баранов, В. В. Першин, А. П. Муратов [и др.]. – Москва : Недра, 1993. – 237 с.
6. Справочник по буровзрывным работам / М.Ф. Друкованный, Л.В. Дубнов, Э.О. Миндели [и др.]. – М.: Недра, 1976. – 631 с.
7. Ржевский, В.В. Учебник для вузов Ч.2. Технология и комплексная механизация –М.: URSS, 2021. – 552 c.
8. Список ОГР, справочник Трубецкого [Текст]: справ. / К.Н. Трубецкой, Н.Г. Потапов [и др.]. – М.: Горное бюро, 1994. – 590 с.
9. Демченко, И. И. Горные машины карьеров / И. И. Демченко. – Красноярск : Сибирский федеральный университет, 2015. – 252 с.
10. Плютов, Ю. А. Транспортные машины и комплексы : электронный образовательный курс // Система электронного обучения СФУ. – Красноярск, 2019. – URL: https://e.sfu-kras.ru/course/view.php?id=1656 (дата обращения: 24.10.2025).
11. Плютов, Ю. А. Карьерный транспорт : электронный образовательный курс // Система электронного обучения СФУ. – Красноярск, 2019. – URL: https://e.sfu-kras.ru/course/view.php?id=1556 (дата обращения: 24.10.2025).
12. Галкин, В. И. Транспортные машины : учебник для вуза / В. И. Галкин, Е. Е. Шешко. – Москва : Издательство «Горная книга», Издательство МГГУ, 2010. – 588 с.

Весь текст будет доступен после покупки