Вспомогательные работы, электроснабжение карьера

1. Геологическое строение и горно-геологическая характеристика месторождения

1.1 Основные сведения

Поле разреза «Бачатский» расположено в пределах Бачатского месторождения в северо-западной части Кузнецкого бассейна.

По административному положению поле разреза находится на территории Беловского и Гурьевского районов Кемеровской области Российской Федерации. В непосредственной близости от южной границы разреза по долине реки Большой Бачат, проходит электрифицированная железная дорога Новокузнецк-Новосибирск, связывающая месторождение с крупными административными центрами Кузбасса и Сибири. По долине реки Малый Бачат, в 1 км севернее поля разреза, проходит железнодорожная ветка Белово-Гурьевск, к которой примыкают подъездные пути разреза «Бачатский». Ближайшим промышленным центром является город Белово, удалённый на 30 км к востоку от месторождения. Населенные пункты: деревни Шестаково, Мамонтово, Артышта, поселок Бачаты, расположенные поблизости, соединены между собой шоссейными и грунтовыми дорогами.

Бачатское месторождение представляло собой продольную котловину, абсолютные отметки которой изменялись от +210 м (в южной части поля разреза в долине реки Большой Бачат) до +310 м — на водоразделах.

Первоначальный рельеф поверхности поля разреза сильно изменен. В процессе ведения горных работ открытым способом сформировались искусственные формы рельефа — возвышенности, образовавшиеся от складирования пород вскрыши (абс. отм. +283 м) и понижения на площадях добычных и вскрышных работ (абс. отм. -20 м).

Гидросеть представлена р. Большой Бачат, протекающей в 500 м от южной границы горного отвода разреза, и р. Малый Бачат, протекающей в 1200 м от его северо-западной границы горного отвода. Обе реки являются притоками реки Ини.

Климат района резко континентальный. Продолжительность безморозного периода составляет 100 дней. Установление снегового покрова отмечается в середине ноября. Средняя температура января (самого холодного месяца) — 16,1−16,8 ^ОС, а минимальная — 41,9−42,8^ОС. Количество осадков, выпадающих в зимнее время, 100−150 мм, высота снежного покрова — 20−25 см. Глубина промерзания грунтов составляет 1,6−2,5 м, при средней — 1,8 м.

Преобладающими являются ветры юго-западного направления.

Сейсмичность района — 7 баллов.

1.2 Геологическая характеристика месторождения

В пределах поля разреза выделены отложения верхнебалахонской подсерии верхнепермского возраста, включающей (в стратиграфической последовательности сверху вниз) Усятскую, Кемеровскую и Ишановскую свиты. [1]

Усятская свита включает пласты VIII-I Внутренние. Мощность свиты составляет 150 м, рабочая угленосность — 9%. Литологический состав вмещающих пород характеризуется переслаиванием песчаников и алевролитов.

Кемеровская свита, развитая на всей площади разреза, характеризуется самой высокой угленосностью благодаря наличию в ней очень мощных пластов Горелого и Мощного. Мощность свиты от почвы пласта Мощного до кровли пласта II Характерного изменяется от 153 до 240 м. Рабочая угленосность 20−38%. В составе свиты широко распространены песчаники, мощность слоев которых достигает 30−50 м.

Ишановская свита, вскрытая верхняя часть разреза которой составляет 80 м, содержит 7 пластов угля, промышленное значение и повсеместное распространение имеют только три верхних — III, II и I Безымянные. Рабочая угленосность вскрытой части 10%. В составе свиты преобладают песчаники.

В пределах поля разреза «Бачатский», наибольшим распространением пользуются песчаники и алевролиты. Угли, аргиллиты и др. породы имеют подчиненное положение.

Соотношение литологических разностей пород и угля по свитам приведено в таблице 1.

Таблица 1. Соотношение литологических разностей пород и угля по свитам

Поле разреза «Бачатский» расположено в центральной части Бачатского месторождения, приуроченного к зоне складчатого пояса предгорий Салаирского кряжа, и представляет изолированную от основной площади Кузбасса брахисинклинальную складку.

Тектоническое строение поля разреза очень сложное. Основная структура — брахисинклиналь осложнена дополнительными складками второго и более высоких порядков, а также тектоническими разрывами, различными по амплитуде и протяжённости. Наиболее четко выделяются и прослеживаются по всему полю разреза крупные синклинали: Главная, А, С, синклинали F, L, Б, B, E и другие приурочены к их крыльям. Менее четко выражены антиклинали, наиболее крупные из них Центральная, АЕ, БВ. Падение крыльев складок невыдержанное, от пологого 10−15^о до крутого 70−80^о, местами запрокинутое. Преобладающие углы падения пластов достигают 50−80^о. Угленосные отложения нарушены большим количеством тектонических разрывов. Наиболее крупные из них прослеживаются по всему полю. Амплитуда смещения крыльев составляет 70−270 м и более. Протяженность нарушений с амплитудой 10−100 м от 100 до 2000 м, с амплитудой 1−10 м — от 10 до 100 м. В соответствии с действующей «Классификацией запасов месторождений и прогнозных ресурсов твёрдых полезных ископаемых» по сложности геологического строения, выдержанности и мощности пластов, качеству угля, поле разреза отнесено к месторождениям очень сложного строения — 3 группе.

Породы и пласты угля интенсивно трещиноваты. Интенсивность трещиноватости увеличивается вблизи замков складок и тектонических нарушений. Трещины имеют различную степень раскрытости, а также отличаются по характеру заполнителя. Трещиноватость оказывает отрицательное влияние на состояние и устойчивость массива горных пород.

В обводнении поля разреза принимают участие подземные воды угленосных и четвертичных отложений. К зоне устойчивого питания рыхлых отложений относится юго-западный борт разреза, где питание осуществляется за счёт инфильтрации вод из Сагарлыкского гидроотвала. Коренные породы характеризуются наибольшей водоносностью у северной и южной границ разреза, где коренные породы контактируют с аллювиальными отложениями долин рек, в особенно, наиболее выветрелой части толщи до глубины 70−100 м. Коэффициент фильтрации коренных пород низкий — изменяется от 0,017 до 2,5 м/сутки, при среднем значении 0,22 м/сутки. Согласно Справке по среднегодовому водопритоку в разрез за 2002;2004 гг. приток подземных вод составляет 218 м³/час.

Угленосные отложения поля разреза включают 22 пласта угля. На балансе разреза числятся 10 пластов. Часть пластов являются некондиционными.

Наибольшим распространением пользуются пласты Кемеровской свиты — II Прокопьевский, Горелый (верхняя пачка), Горелый (нижняя пачка), Мощный и Ишановской свиты — II Безымянный, I Безымянный.

По мощности пласты разделяются на:

— тонкие (0,5−1,3 м) — Проводник Мощного;

— средней мощности (1,3−3,5 м) — VIII Внутренний, VII Внутренний, V Внутренний, IV Внутренний, I Внутренний, Лутугинский, частично, I Безымянный;

— мощные (3,5−15,0) — Горелый верхняя пачка, Горелый нижняя пачка, II Прокопьевский, I Прокопьевский, II Безымянный, I Безымянный;

— весьма мощные (более 15,0 м) — Мощный.

Угли пластов I, II, III Безымянных относятся к марке СС, пласта Мощного — к марке СС и, частично, Т, а остальных пластов — КО, КС, СС и Ж.

Запасы угля утверждены в технических границах разреза до гор.+0 м с разделением запасов на I и II очереди. Разрезом запасы в технических границах учитываются без разделения на очереди. В границах разреза запасы угля категории, А отсутствуют, запасы категории В составляют незначительное количество — 40,0 млн. т (10,46%) и, в основном (93−95%), выделены на пластах Мощный и Горелый. На основании форм отчетности (5-ГР и 2-ГР), предоставленных геолого-маркшейдерской службой разреза, количество запасов, учитываемых разрезом по состоянию на 1.01.2010 г. представлено в таблице 2.

Таблица 2. Балансовые запасы

Аналитическая влага невысокая и составляет в среднем 1,2−1,4%. Уголь пластов, намечаемых к отработке на разрезе, отличается довольно низкой зольностью чистых угольных пачек — в среднем на уровне 6,6−8,6%, а по пл. Мощному — 4,8%. Зольность с учетом 100% засорения породными прослоями пластам изменяется, в широком в диапазоне от 6−8% до 26,4%. Для определения зольности добываемого угля в целом по разрезу был проведен расчет зольности угля по отдельным пластам, принятым в отработку, с учетом засорения его породой от внутрипластовых прослойков и боковыми породами. Зольность угля по пластам рассчитывалась в соответствии с «Методикой расчета норм показателей качества и продуктов их переработки…» 1987 г. и «Изменениями № 1 к «Методике…» от 1993 г. Расчет эксплуатационной зольности угля по пластам проводился по существующей схеме ведения горных работ и учету добываемого угля и представлен в таблице А.1 (приложение А). Угли всех пластов отличаются низким содержанием серы — по средним значениям не более 0,39%. Выход летучих веществ по углям верхних пластов в среднем составляет 19,3−21,6%, нижних — 23,3−27,2%. Спекающие свойства углей отдельных пластов проявляются по-разному: так по пластам Безымянным, Мощному и I Прокопьевскому толщина пластического слоя составляет 0−7 мм, а по нижележащим пластам — в среднем 9−11 мм, при колебаниях 5−14 мм. Теплота сгорания высшая по бомбе по пластам составляет 34,90−35,48 МДж/кг или 8335−8473 ккал/кг.

1.3 Физико-механические свойства горных пород

На поле разреза выделяются 3 основные группы пород [1]:

а) рыхлые отложения четвертичного и третичного возраста (к настоящему времени, в основном, отработаны);

б) коренные породы, затронутые выветриванием (глубина 40−80 м от кровли коренных пород);

в) коренные породы, не затронутые выветриванием (ниже глубины 40−80 м).

Рыхлые отложения. Верхний вскрышной горизонт мощностью 3−10 м на северо-востоке и до 63 м на юго-западе поля разреза сложен лессовидными суглинками, обогащёнными, в основном, грубообломочным, слегка окатанным делювиальным материалом. Плотность суглинков возрастает с глубиной. По классификации проф. М. М. Протодьяконова лессовидные суглинки относятся к VIII категории, а обогащённые делювием — VI категории.

Коренные породы. Сцементированные коренные породы, затронутые процессами выветривания, залегают на глубинах от 40−60 до 70−80 м от поверхности коренных пород и представлены песчаниками, алевролитами и аргиллитами. Граница зоны выветривания зависит от рельефа коренных пород, их литологии и наличия тектонических нарушений. Так, в песчаниках она расположена на глубине 40−60 м, в алевролитах и аргиллитах — на глубине 70−80 м.

Коренные породы, не затронутые выветриванием, слагают основную толщу угленосных отложений и представлены песчаниками, алевролитами и аргиллитами, залегающими на глубине ниже 40−80 м от поверхности коренных пород.

К неблагоприятным инженерно-геологическим процессам относятся осыпи, обрушения, оползни, оплывание, суффозия и наледи.

Осыпи распространены в пределах всего разреза. Наиболее интенсивно под воздействием процессов выветривания и под влиянием буровзрывных работ осыпаются уступы, сложенные алевролитами, в меньшей степени — массивными песчаниками.

Обрушения горных пород приурочены к контактам слоев и трещин. Ослаблению поверхности обрушения способствуют взрывные работы и проникновение в трещины поверхностных вод.

Оползни в бортах разреза приурочены к породам различного возраста и состояния. Наиболее часто оползнями захвачены уступы, сложенные желтыми, бурыми и серыми суглинками. Оползни в коренных породах связаны, главным образом, с тектоническими нарушениями, трещиноватостью и переслаиванием слоев. Этому способствуют поверхности ослабления, падающие в выработку.

2. Горные работы

2.1 Существующие состояния и анализ горных работ

Производство горных работ по всем направлениям технологических процессов и производственным мероприятиям осуществляется в соответствии с имеющимися на разрезе разрешительными и иными утверждёнными и согласованными в установленном порядке документами.

Поле разреза «Бачатский» отрабатывается одновременно тремя эксплуатационными участками (Северным, Центральным и Южным), расположенными в границах единого карьерного поля. В настоящее время на участке «Южный» приостановлены горные работы в области, попадающей в санитарно-защитную зону.

Развитие горных работ осуществляется по продольно-углубочной двухбортовой схеме. Схема вскрытия поля разреза осуществляется как траншеями внешнего заложения, так и скользящими съездами в рабочей зоне и на погашенных бортах.

На выемке угля и вскрыши используются экскаваторы цикличного действия с ковшом ёмкостью от 4 до 30 м³ (мехлопаты, драглайны, гидравлические экскаваторы).

На транспортировании угля используется автомобильный транспорт, а на перевозке вскрышных пород — автомобильный, железнодорожный и авто-железнодорожный транспорт.

В соответствии с принятыми ранее проектными решениями предприятие должно было:

— в 2006 произвести ввод ЦПТ-1;

— в 2010 — ЦПТ-2;

— в 2011 освоить производственную мощность 10 млн. т;

По состоянию горных работ на 2012 г. показатели производственной мощности достигнуты — ставится вопрос об увеличении до 13 500 млн. т. Вместе с тем не запущена ни одна из линий ЦПТ, что обусловило появление отставания вскрышных работ от добычных.

2.2 Границы карьера

Филиал «Бачатский угольный разрез» осуществляет свою деятельность на основании «Лицензии на право пользования недрами» № 1729 КЕМ 11 703 ТЭ, от 18.09.2003 г. и Горноотводного акта № 1520 от 03.11.2003 года.

В настоящее время границей поля разреза «Бачатский» в плане является граница по Лицензионному соглашению (граница горного отвода — акт № 1520 от 03.11.2003 г.) в контуре с угловыми точками 1−2-3−4-5−6-7−8-9−10−11−12−13−14−15^а-16^а—-17−18−19—- далее по порядку —-36−36^а-37—- далее по порядку ??44−45−46 ^а -47 ^а -48−49−50−51−52−53−54−1). Нижняя граница отработки? гор. +0 м (абс). В контуре, обозначенном на гор.+0 угловыми точками 62−63−64−65−66−67−68−69−61−60−59−58−57−56−55−54−62 нижняя граница отработки — гор.-20 м (абс).

Размеры поля разреза:

? длина (по простиранию)? 10 150 м;

? ширина (вкрест простиранию) — до 2100 м.

Площадь горного отвода — 1513 га.

Результирующий угол откоса — 35^О.

Отрабатываемые пласты:

I-III Безымянные, I-II Прокопьевские, Лутугинский, Горелый н.п., Горелый в.п., Характерные, Внутренние до глубины +0 м (абс.).

Мощный? до глубины +0 м (абс.), а в контуре, обозначенном угловыми точками 62−63−64−65−66−67−68−69−61−60−59−58−57−56−55−54−62, до глубины -20 м (абс.).

2.3 Вскрытие карьерного поля

Фактические горные работы ведутся на всем поле разреза — Северном, Центральном и Южном участках.

Верхняя группа горизонтов Северного участка (+ 156 и выше на Восточном борту и +210 и выше на Западном борту), отрабатывается на железнодорожный транспорт, нижележащие горизонты? на автомобильно-железнодорожный транспорт при использовании двух экскаваторных перегрузочных пунктов, находящихся в разрезе на гор + 156 м и гор +220 м.

На участке имеются 4 траншеи:

— северная групповая траншея внешнего заложения, переходящая во внутреннюю;

? северо-западная групповая траншея внутреннего заложения;

? северо-западная № 1 групповая траншея внутреннего заложения;

? северо-восточная групповая траншея внутреннего заложения.

Рабочие горизонты, отрабатываемые на железнодорожный транспорт вскрываются Северной и Северо-Западной траншеями. Северной траншеей осуществляется вскрытие восточного борта и центральной части участка с помощью системы железнодорожных заездов со станции Семенушкино, имеющей транспортную связь с Северным отвалом и внешней сетью. Северо-западной траншеей вскрывается западный борт участка со станции Породная с выходом на Западный железнодорожный отвал. По этой же схеме вскрываются верхние горизонты западного борта Центрального участка (50−62 пр).

Рабочие горизонты, отрабатываемые на автомобильно-железнодорожный транспорт, вскрываются системой скользящих съездов и автомобильных заездов, имеющих автотранспортную связь с экскаваторными перегрузочными пунктами. Далее вскрышные породы железнодорожным транспортом вывозятся через Северную и Северо-Западную траншеи на Северный и Западный отвалы.

Через Северо-Западную № 1 траншею предусматривается автотранспортная связь добычных горизонтов со станцией Погрузочная (угольным складом № 8).

Вскрытие горизонтов восточного борта центральной части участка (отрабатываемых на автотранспорт) предусматривается Северо-Восточной № 1 траншеей с выходом на Северо-Восточный автоотвал и системой скользящих съездов на рабочих горизонтах.

Для связи с обогатительной фабрикой (ОФ) и техкомплексами Северо-Восточная № 1 траншея соединена с Северо-Восточной траншеей и от нее автодорогой № 2 с Юго-Восточной траншеей.

Центральный и Южный участки поля разреза отрабатываются на автотранспорт.

Центральный участок вскрыт Западной и Северо-Восточной траншеями, Южный — Юго-Западной и Юго-Восточной въездными траншеями.

Юго-Восточная траншея — внешнего заложения, переходящая во внутреннюю, остальные траншеи внутреннего заложения. Все траншеи — общие, наклонные, с петлевой формой трассы.

Через Западную и Юго-Западную траншеи, а также систему скользящих съездов, осуществляется автотранспортная связь рабочих горизонтов с Сагарлыкским автоотвалом; через Северо-Восточную траншею и систему скользящих съездов — с Восточным автоотвалом и угольным складом № 2; через Юго-Восточную траншею и систему скользящих съездов — с промплощадкой и угольным складом № 1.

На западном борту разреза на границе Центрального и Южного участков построена наклонная траншея (б-15°, L — 520 м) конвейерно-отвальных комплексов. Дробильно-перегрузочные пункты вскрыши (№ 1 и № 2) комплекса № 1, с разгрузочной площадкой, сформированной на гор.+122 м у западного борта Центрального участка, системой конвейеров через наклонную траншею соединены с Южным конвейерным отвалом.

2.4 Система разработки и её параметры

Ранее выполненными проектами карьерное поле условно разделено на три эксплуатационных участка: Северный, Центральный, Южный. В основу при делении поля разреза на участки положены сходимость горно-геологических условий и принятые границы поля разреза вкрест простиранию угольных пластов.

Границей между Северным и Центральным участками принята 6 разведочная линия, граница между Центральным и Южным участками расположена в районе 14 разведочной линии.

Принятая настоящим проектом мощность разреза «Бачатский» 10 млн. тонн угля в год может быть обеспечена только при условии одновременного ведения горных работ на всех эксплутационных участках поля разреза. Уменьшение количества углей коксующихся марок и снижение угленасыщенности в направлении с севера на юг также диктуют необходимость равномерного развития горных работ на всем протяжении фронта добычных и вскышных работ с целью поддержания стабильного марочного состава и коэффициента вскрыши на весь срок эксплуатации разреза.

Учитывая все эти факторы, принята продольная двухбортовая углубочная система разработки с задействованием всего фронта и постоянным понижением до конечных границ разреза.

Основные параметры элементов системы разработки (смотреть таблица 3) определены для усредненных горно-геологических условий в соответствии с параметрами горнотранспортного оборудования и принятыми параметрами буровзрывных работ.

Таблица 3. Значения основных параметров системы разработки

2.5 Параметры технологических процессов

Подготовка горных пород к выемке

Настоящий раздел разработан с учетом требований «Единых правил безопасности при взрывных работах» (от 30 января 2001 г.).

Физико-механические свойства вскрышных пород предопределили необходимость их предварительного рыхления до начала выемочных работ. В настоящее время для бурения взрывных скважин на разрезе используются буровые установки:

? на породных уступах — СБШ-250МН, СБШ-250/270РД, 60-R, 5СБШ-200/36, СБШ-270ИЗ;

? на угольных уступах — СБР-160 с диаметром скважин 160 мм.

Расчет производительности буровых станков произведен (смотреть таблица 4) на основании «Единых норм выработки (времени) на открытые горные работы для предприятий горнодобывающей промышленности. Бурение» 1984 г.

В соответствии с классификацией пород по взрываемости и с учетом рекомендаций институтов НИИОГР, ИГД им. Скочинского, КузПИ, а так же опыта работы разреза «Бачатский» для производства взрывных работ по коренным породам и углю в качестве основных приняты следующие типы взрывчатых веществ (ВВ): сибирит-2500РЗ, сибирит-1200, граммонит 79/21, гранулит НП.

При этом удельный расход взрывчатых веществ (приведенный к эталонному — граммониту 79/21) составит:

? по углю — 0,2 кг/м³;

? по коренным породам затронутым выветриванием — 0,42 кг/м³;

? по коренным породам не затронутым выветриванием — 0,65 кг/м³.

Расчет годового количества ВВ, необходимого для подготовки коренных пород вскрыши и угля к экскавации, приведен в таблице 5.

Таблица 4. Годовой производительности буровых станков

Таблица 5. Годовой расход взрывчатых веществ

Расчет параметров буровзрывных работ (БВР) произведен для средних горно-геологических условий, исходя из структурно-прочностных свойств вмещающих пород и угля с учетом требований, предъявляемых к горной массе при экскавации. Расчет выполнен в соответствии с принятыми элементами системы разработки, выбранным удельным расходом ВВ, типами буровых станков и экскаваторов по программе «БВР» и приведен в таблице 6.

Таблица 6. Значения параметров БВР

С целью выбора оптимального соотношения затрат по взрывному и механическому дроблению, с учётом рекомендаций изложенных в «Обосновании рациональной степени взрывного дробления вскрышных пород разреза „Бачатский“ при переходе на циклично-поточную технологию», КузПИ. 1982 г., принято, что в забоях, из которых вскрышные породы будут направляться на дробильно-перегрузочный пункт вскрыши (ДППВ) необходимо, при проведении взрывных работ применять увеличенный удельный расход ВВ — 0,85 кг/м³.В связи с тем, что размеры кусков породы, транспортируемых конвейерным транспортом, ограничены (не более 0,3 м), возникает необходимость вторичного механического дробления взорванной породы. Для этих целей в настоящем проекте предусмотрены 4 дробильные установки фирмы ММД.

Организация БВР предусматривает обеспечение минимальных простоев основного горно-вскрышного оборудования (экскаваторов и буровых станков) и связанных с ним технологических цепочек: транспорт, ДППВ, конвейерные линии, эксплуатируемых в границах зоны действия взрывных работ разреза.

Расстояние, опасное для людей по разлету отдельных кусков породы при взрывании скважинных зарядов, рассчитанных на разрыхляющее (дробящее) действие, определяется по формуле:

(1)

где — коэффициент заполнения скважин взрывчатым веществом;

— коэффициент заполнения скважин забоечным материалом;

— коэффициент крепости пород по шкале проф. М. М. Протодьяконова;

— диаметр взрываемой скважины, м;

— расстояние между скважинами в ряду или между рядами скважин, м.

Расчет безопасных расстояний для людей по разлету отдельных кусков породы при взрывании скважинных зарядов приведен в таблице 7.

Таблица 7. Расчет безопасных расстояний по разлету кусков

При производстве взрывов в разрезе в условиях превышения верхней отметки взрываемого участка над участками границы опасной зоны более чем на 30,0 м, размеры опасной зоны для людей по разлету отдельных кусков породы должны быть увеличены.

Расчетные значения радиусов опасных зон для людей должны быть не меньше значений, приведенных в ПБ-13−407−01. Безопасное расстояние для людей при n = 1 составляет R = 350 м.

Расчет безопасных расстояний по действию ударной воздушной волны на застекления и человека выполнен по программе «Автоматизированный расчет безопасности по ударной воздушной волне» (АРБУВВ) приведен в таблице 8.

Таблица 8. Расчет безопасных расстояний по действию ударной волны

Безопасные расстояния при проведении взрывных работ составят:

— расстояние разлета осколков — 350 м;

— расстояние по действию УВВ — 600 м;

— сейсмобезопасное расстояние — 253 м.

Величина санитарно-защитной зоны разреза составляет 1000 м.

Выемочно-погрузочные работы

Характерной особенностью разреза «Бачатский» является разнообразная мощность отрабатываемых пластов при значительном их количестве, большая протяженность фронта рабочих уступов и большие погоризонтные объемы вскрыши, необходимость использования одного и того же оборудования на добычных и вскрышных работах. Это требует применения:

— выемочного оборудования с большой единичной мощностью и кинематическими возможностями, обеспечивающими минимум потерь и засорения при отработке угольных пластов;

— технологического автотранспорта большой грузоподъемности и емкости кузова.

Настоящим проектом расчетов, фактического состояния парка выемочных машин, технологического транспорта настоящим проектом в качестве горно-транспортного оборудования, обеспечивающего поддержание фактически достигнутой мощности добываемого угля в год приняты:

— экскаваторы-мехлопаты — РН-2300, РН-2800, ЭКГ-1500Р;

— экскаваторы гидравлические — САТ-5230В МЕ;

Производительность экскаваторов определена с учетом режима работы и горно-геологических условий эксплуатации на основании «Единых норм выработки на открытые горные работы для предприятий горнодобывающей промышленности». Экскавация и транспортирование (1989 г.) и «Положения о планово-предупредительном ремонте оборудования открытых горных работ на предприятиях угольной промышленности».

Результаты расчетов производительности экскаваторов на вскрышных и добычных работах приведены в таблице 9.

Таблица 9. Расчет производительности экскаваторов

Расчет потребного количества основного горного оборудования на стабильный период эксплуатации представлен в таблице 10.

Таблица 10. Расчет потребного количества экскаваторов

Перевозка карьерных грузов

Отработка Северного участка осуществляется в следующем порядке:

— уголь — на автомобильный, железнодорожный (ж.д.) и комбинированный автомобильно-железнодорожный транспорт;

— вскрышные породы — на железнодорожный и автомобильно-железнодорожный транспорт.

На участке имеется 3 перегрузочных пункта авто-ж.д: у Северо-Западной траншеи (гор.+220 м) и в центральной части (гор.+156 м).

Уголь и вскрышные породы Центрального и Южного участков отрабатываются на автотранспорт.

Уголь с участков разреза транспортируется: ж.д. транспортом — на угольные склады № 2 и № 8, входящие в состав техкомплекса № 1, автотранспортом — на ОФ «Бачатская», угольный склад № 1, ДСК-1, ДСК-2, а также, с целью дальнейшего самовывоза для нужд населения, на угольный склад № 3, расположенный на площадке участка строительства автодорог.

Вскрышные породы Северного участка через станции Семенушкино и Породная транспортируются соответственно на Северный и Западный экскаваторные отвалы. Вскрыша Центрального и Южного участков вывозится автотранспортом на Восточный, Сагарлыкский и Внутренний отвалы.

Принципиальная транспортная схема разреза включает в себя вышеперечисленные объекты.

1. Пять автомобильных выездов:

— Северо-Западная № 1 въездная траншея по западному борту Северного участка;

— Западная и Северо-Восточная въездные траншеи по западному и восточному бортам Центрального участка;

— Юго-Западная и Юго-Восточная въездные траншеи по западному и восточному бортам Южного участка;

2. Два железнодорожных выезда (Северо-Западная и Северная въездные траншеи в северном торце Северного участка).

На железнодорожных перевозках используются тяговые агрегаты ОПЭ -1А (в направлении ст. Семёнушкино), тепловозы ТЭМ -7 (в направлении ст. Породной) и думпкары — 2ВС — 105.

Наличие локомотивного и вагонного парка по УЖДТ:

1. Локомотивы:

ОПЭ-1 — 10 шт.;

ТЭМ-7 — 12 шт.;

ТЭМ-2 — 6 шт.

2. Думпкары:

2ВС-105 — 166 шт.;

Углевозы — 3 шт.

В качестве автотранспорта для угля использованы автосамосвалы «БелАЗ», грузоподъемностью 30−130 т, на вскрыше «Катерпиллер» и «БелАЗ», грузоподъемностью 136−220 т.

Расчетный списочный парк автосамосвалов, в соответствии существующими объемами технологических перевозок вскрыши и средневзвешенными расстояниями транспортировки, составляет:

1) САТ-785 — 63 ед.;

2) БелАЗ-75 306 — 39 ед.

В настоящее время на разрезе введен в эксплуатацию конвейерно-отвальный комплекс ЦПТ № 1 (производительностью 4000 м³ /час разрыхленной горной массы), включающий в себя два ДППВ, забойный, магистральный, наклонный и отвальный конвейеры, обеспечивающий, посредством конвейерных линий, транспортный выход на внешний Южный отвал.

Дробильно-перегрузочные пункты вскрыши (ДППВ — № 1 и № 2) в составе 2-х полумобильных дробилок фирмы ММД размещены на гор. +113 — +115 м. Для подъезда автосамосвалов к разгрузочным бункерам устроены разгрузочные площадки (гор. +122 +124 м) с размерами 100Ч50, обеспечивающие маневры автотранспорта Наиболее напряженным участком автодорог является начальный участок автодороги на Cеверо-Восточный отвал, где концентрируются все грузопотоки, проходящие через восточный борт участка, являющие собой вскрышные породы в объеме — 24 000 т. м³/год.

Интенсивность движения автосамосвалов по одной полосе участка автодороги равна:

(2)

где: — годовой объем перевозок, т (м3);

— емкость кузова автосамосвала «в целике», м3 (= 50 для САТ-785, = 75 для БелАЗ — 7530);

— рабочее время смены, час;

— количество смен в сутки;

— количество рабочих суток в году.

час^-1

Теоретическая пропускная способность полосы автодороги равна:

(3)

где — расчетная скорость, км /час;

L — интервал безопасности между движущимися автомашинами, L = 50 м а/час.

Расчеты показывают, что пропускная способность автодороги не является сдерживающим фактором.

Отвальное хозяйство

Общий объем вскрышных пород в границах разреза составляет 1100,7 млн. м³, в том числе 7,5 млн. м³ разубоженной горной массы.

Вся вскрыша отрабатывается по транспортной системе с использованием автомобильного, железнодорожного и авто-конвейерного транспорта.

Размещение вскрышных пород в зависимости от вида транспорта предусматривается на внешних отвалах: бульдозерных, экскаваторных и конвейерных (действующих и проектируемых).

Вскрышные породы разреза складируются во внешних отвалах: бульдозерных, экскаваторных и конвейерных, основания которых представлены как намывными породами старых гидроотвалов, так и четвертичными отложениями ненарушенного строения. Отвальные породы представлены преимущественно коренными породами с преобладанием песчаников и алевролитов. Содержание четвертичных отложений составляет менее 10%.

Размещение вскрышных пород предусматривается в соответствии с видом транспорта — на бульдозерных, экскаваторных и конвейерных отвалах.

Для складирования автотранспортной вкрыши предусматривается 4 бульдозерных отвала (Восточный, Северо-Восточный, Южный и Сагарлыкский).

На бульдозерных отвалах принята типовая схема отвалообразования с использованием бульдозеров мощностью 320−520 л.с.

Расчет производительности и потребного парка бульдозеров приведен в таблице 11.

Таблица 11. Расчет производительности бульдозеров

Проектом предусматривается использовать действующие Северный экскаваторный отвал, где складируется вскрыша отрабатываемая на железнодорожный транспорт (верхняя группа горизонтов Северного участка и западного борта Центрального участка) и вскрыша с экскаваторных перегрузочных пунктов.

На Северном отвале укладка вскрыши осуществляется в отвальные ярусы горизонтов +305, +325, +335, +340 м. В работе находятся пять железнодорожных тупиков.

На отвалообразовании намечается использовать существующие экскаваторы:

— мехлопаты ЭКГ-8И — 2 шт. и ЭКГ-10;

— драглайны ЭШ-13/50 -2 шт.

Годовая производительность экскаваторов принята по достигнутой на разрезе:

ЭШ-13/50 — 2300 м³;

ЭКГ-10 — 2100 м³;

ЭКГ-8И — 1570 тыс. м³.

Расчет потребного парка оборудования на расчётные годы эксплуатации приведен в таблице 12.

Таблица 12. Расчет потребного парка оборудования

Конвейерно-отвальные комплексы используются для укладки в отвал только скальных вскрышных пород.

Настоящим проектом производительность конвейерно-отвальных комплексов принята по 12,0 млн. м³ в год каждого.

Отсыпка вскрышных пород, отрабатываемых по циклично-поточной технологии, выполняется отвалообразователями ОШС 4000/125 и типа А₂R_S — 4000.130, производительностью 4000 м³/час (разрыхленной горной массы).

Исходя из принятых систем отвалообразования и рекомендаций ВНИМИ, параметры отвалов приведены в таблице 13.

Таблица 13. Основные параметры отвалов

2.6 Карьерный водоотлив

Осушение поля разреза ведется открытым водотливом при помощи водоотливных установок. Карьерные воды собираются в зумпфы-отстойники, где предусматривается многоступенчатое отстаивание, и далее перекачиваются в отстойники «Шестаки» и «Семёнушкино», организованные в старых горных выработках.

Перекачка воды из зумпфов-отстойников осуществляется следующими передвижными водоотливными установками:

— водоотливная установка участков № 1,9 (Центральный), оборудованная одним углесосом марки 14УВ-6;

— водоотливная установка участков № 2 (Юг), оборудованная одним углесосом марки 12У-6;

— водоотливная установка участков № 8 (Север), оборудованная одним углесосом марки 12У-6;

— водоотливная установка участков № 12, оборудованная одним углесосом марки 14УВ-6.

Емкость отстойников карьерных вод:

— «Шестаки» — 3100, 0 тыс. м³;

— «Семёнушкино» — 7500,0 тыс. м³.

Из отстойника «Семёнушкино» осветленные карьерные воды по водоотводной канаве самотеком сбрасываются в реку Малый Бачат. Из отстойника «Шестаки» осветленные карьерные воды сбрасываются передвижной насосной станцией, оборудованной насосами У900/90, по стальному трубопроводу, диаметром 500 мм, в реку Большой Бачат.

Карьерные воды разреза «Бачатский» используются на технологические нужды (полив дорог, орошение отвалов).

Бековский гидроотвал, в который складировались рыхлые отложения способ гидромеханизации, подлежит консервации, дренируемая через плотину гидроотвала вода течет по логу ручья Салаирка и далее поступает в реку Малый Бачат. Выпуск расположен на расстоянии 10 км от устья реки.

3. Управление качеством

В настоящее время на разрезе действует несколько комплексов по переработке добываемых углей:

— комплексы по рассортировке низкозольных углей пл. Мощного (ДСК1 и ДСК2) суммарной мощностью 3500 тыс. тонн в год;

— ОФ по обогащению углей пл. Мощного мощностью 2500 тыс. тонн в год;

— установки по обогащению энергетических углей (на основе крутонаклонного сепаратора и отсадочной машины) суммарной мощностью 600 тыс. тонн в год по товарной продукции.

Коксующиеся угли вывозятся для обогащения на действующие обогатительные фабрики.

В связи с тем, что настоящим проектом рассматривается только горно-транспортная составляющая предприятия, отгрузка углей рассмотрена по существующей схеме.

Исключение составляют установки по обогащению разубоженных углей, необходимость в которых отпадает в связи с переходом предприятия на отработку пластов по селективной схеме, чем исключается образование разубоженной горной массы в процессе ведения добычных работ.

На перспективу все остальные действующие предприятия по переработке углей сохраняются. Обогащение коксующихся углей также предусматривается производить на действующих фабриках. По отдельному проекту будет рассматриваться вопрос целесообразности строительства собственной ОФ коксующихся углей. Энергетические угли по зольности удовлетворяют требования действующих стандартов, поэтому отгрузка их предусматривается в рядовом необогащенном виде.

4. Электроснабжение карьера

4.1 Определение расчетной нагрузки участка

Настоящим проектом для электроснабжения потребителей горных работ и отвалов породы предусматриваются следующие уровни напряжения:

6000В — для питания экскаватора и передвижных трансформаторных подстанций 6/0,4 кВ и 6/0,23 кВ,

0,4 кВ (с изолированной нейтралью) — для питания бурового станка.

Расчет электрических нагрузок произведен в соответствии с РТМ12.25.006 по коэффициенту спроса на основании требований «Инструкции по проектированию электроустановок угольных шахт, разрезов и обогатительных фабрик», Москва, 1993 г., где расчет активной потребляемой мощности производится по формуле:

(4)

где — коэффициент спроса.

Реактивная составляющая мощности:

. (5)

Полная мощностная нагрузка:

(6)

где k_ум — коэффициент участия в максимуме нагрузки (принимаем 0,8);

P_с. — активная составляющая мощности;

Q_с. — реактивная составляющая мощности.

Сводные данные по электрическим нагрузкам сведены в таблицу 14.

Таблица 14. Расчет электрической нагрузки участка

Определим расчётный ток для выбора сечения кабеля по нагреву для экскаватора РН-2800:

(7)

где I_а.д и I_р.д — активная и реактивная составляющие тока синхронного двигателя;

I_а.т и I_р.т — активная и реактивная составляющие тока синхронного трансформатора.

; (8)

; (9)

; (10)

(11)

где I_с и I_т — ток синхронного двигателя и ток силового трансформатора соответственно.

; (12)

; (13)

где S_с и S_т — полная мощность с учётом коэффициента спроса синхронного двигателя и силового трансформатора соответственно.

кВА,

(14)

где и — активная и реактивная составляющая мощности силового трансформатора соответственно.

кВт,

кВА,

тогда кВА,

А, А,

А,

А,

А,

А,

А.

С учётом температуры окружающей среды, уточним токовую нагрузку на выбираемый кабель:

(15)

где k₁ — коэффициент, учитывающий температуру окружающей среды.

Исходя из результатов расчётов, принимаем кабель КГ-ХЛ-3Ч70, прокладываемымый по поверхности земли на подставках.

Тогда потеря напряжения для экскаваторного кабеля составит:

Вывод: выбранная кабельная линия проходит по потере напряжения.

4.2 Схема электроснабжения участка

Схема распределительных сетей разреза 6,10 кВ разработана на основании «Инструкции по проектированию электроустановок угольных шахт, разрезов и обогатительных фабрик», 1993 г. При этом в зависимости от категории потребителей и электрических нагрузок предусмотрены двухтрансформаторные и трехтрансформаторные подстанции. Схемы электроснабжения разреза приводятся в приложении на рис.

Распределение электроэнергии (6 кВ) от стационарных ВЛ-6кВ в районе ведения горных работ и на отвале предусматривается с помощью передвижных ВЛ-6кВ на деревянных опорах с подножниками.

Подключение экскаватора к передвижным ВЛ-6кВ предусматривается черезпередвижные приключательные пункты по гибким кабелям марки КГЭ-ХЛ-6.

Электроснабжение низковольтных потребителей (буровой станок, установка водоотлива, осветительные установки) предусматривается от передвижных комплектных трансформаторных подстанций.