Экономика, организация и планирование работы рудничных стационарных установок

2.4 Организация водоотлива

При производстве горных работ в подземные выработки поступает вода, что создает в некоторых случаях опасные условия ведения работ или снижает производительность труда работников предприятия. Приток воды в горные выработки возможен за счет подземных и поверхностных вод.

Организация водоотлива на шахтах (рудниках) зависит от способа защиты от воды, который может быть активным, превентивным и пассивным.

Активная защита заключается в непосредственном воздействии на водоносный пласт или зоны аккумулирования воды. С этой целью ведется планомерное бурение скважин и откачка жидкости из зон ее скопления для осушения и снижения напора. При проведении горных выработок в неосушенных породах бурят скважины, опережение которых должно быть не менее 5 м. Число опережающих скважин определяется проектом буровзрывных работ.

Организация превентивной (предупреждающей) защиты включает следующие мероприятия:

защиту шахтных стволов и штолен от паводковых вод;

борьбу с проникновением поверхностных вод в породный массив;

выбор схем вскрытия и подготовки с учетом защиты от воды;

устройство в профилактических целях фильтрующих водозаборных перемычек и т.п.

Пассивная защита применяется в тех случаях, когда все другие способы защиты от воды не дают удовлетворительных результатов. Цель такой защиты - отвод поступающих в подземные выработки вод. Пассивная защита предусматривает сбор, отвод и откачку поступающей воды, изоляцию очагов поступления воды, временное или длительное ограждение участков от поступления воды и т.п.

Сбор воды происходит в участковых сборниках и водосборниках главного водоотлива. Вместимость водосборников главного водоотлива рассчитывается и поддерживается на уровне 8- и 4-часового нормального притока соответственно. Отвод и откачка поступающей воды производится с помощью различных сооружений и оборудования главного водоотлива (водоотводных штолен и водоотливных канавок, зумпфов для откачки воды, насосных камер, насосов для откачки воды, напорных трубопроводов).

Основные задачи службы водоотлива следующие:

проведение эксплуатационных работ по содержанию оборудования и сооружений водоотлива в исправном состоянии;

контроль состояния и осмотр трубопроводов, коллекторов, колодцев, водоотливных канавок, водосборников и т.д.;

наблюдение за режимом работы оборудования, осуществление комплекса работ по ремонту водоотливного оборудования, а также работ, связанных с устранением повреждений аварийного характера;

проведение периодической очистки водосборников.

Дальнейшее совершенствование организации водоотлива на горных предприятиях связано с автоматизацией водоотлива, цели которой можно сформулировать следующим образом:

нормальное функционирование водоотлива без участия постоянных дежурных машинистов;

пуск и установка насосов в зависимости от уровня воды в водосборнике в пределах регулировочной вместимости;

автоматическое управление насосами;

поочередная работа насосов;

автоматическое включение резервных насосов при неисправности работавших;

быстрое переключение с автоматического управления на ручное.

Автоматизация водоотлива значительно повышает надежность работы водоотливных установок, уменьшает численность обслуживающего персонала, снижает общие затраты.

3. Планирование производственной мощности горного предприятия

3.1 Производственная мощность горного предприятия

При планировании производственной мощности горного предприятия (определении годового объема производства продукции) рассчитывается производственная мощность по основным технологическим звеньям.

Под производственной мощностью горного предприятия принято понимать количество полезного ископаемого, выдаваемого в единицу времени (сутки, квартал, год). Этот показатель характеризует максимально возможный уровень добычи полезного ископаемого стандартного качества в определенный период времени, достигнутый при наилучшем использовании средств труда, передовой технологии и высоком уровне организации производства.

Величина производственной мощности горного предприятия определяется минимальной производительностью одного из технологических звеньев.

Для горных предприятий с подземным способом отработки запасов полезного ископаемого (шахт, рудников) расчет производственной мощности осуществляется по следующим технологическим звеньям:

горным работам;

подземному транспорту;

пропускной способности околоствольного двора;

пропускной способности подъема;

техническим возможностям вентиляции;

пропускной способности технологического комплекса поверхности.

Таким образом, определение производственной мощности рудника (шахты) предполагает обязательный расчет пропускной способности рудничных стационарных установок по подъему и вентиляции.

Если выбранная мощность минимального по производительности звена не соответствует производственной программе (плановому заданию) предприятия, то необходимо разработать организационно-технические мероприятия по повышению производительности этого звена и включить их в план производственно-хозяйственной деятельности предприятия. Производственная мощность в этом случае определяется по плановому заданию с учетом реализованных мер.

3.2 Расчет пропускной способности шахтного подъема и вентиляции

Шахтный подъем. Пропускная способность скипового подъема

, (8)

где Т_р - продолжительность работы скипа в сутки, ч; q_с - емкость скипа, т; n_с - количество одновременно поднимаемых скипов; H_п - высота подъема, м; v_с - скорость движения скипа, определяемая по тахограмме, м/с; t_c - пауза на загрузку (разгрузку) скипа по данным фотохронометражных наблюдений, с; k_н - коэффициент неравномерности поступления груза (при наличии бункера k_н = 1,25; при отсутствии бункера k_н = 1,50).

Пропускная способность подъема, оборудованного опрокидными клетями, определяется так же, но в расчете учитываются емкость вагонетки, количество одновременно поднимаемых клетей, скорость движения клети, время на загрузку (разгрузку) клети и т.д.

Если ствол оборудован не опрокидными клетями, то его пропускная способность

, (9)

где Т_р - время работы клети в сутки, ч; n_к - число этажей в клети; q_к - емкость клети, т; n_в - число вагонеток в этаже; H_п - высота подъема, м; V_к - скорость движения клети, м/с; t_к - длительность разгрузки клети, с; t_п - длительность перестановки многоэтажной клети, с; k_н - коэффициент неравномерности поступления груза.

Пропускная способность наклонного ствола, оборудованного скипами, определяется по формуле (8). Пропускная способность наклонного ствола, оборудованного канатной откаткой,

, (10)

где Т_р - время работы лебедки в сутки, ч; q_в - емкость вагонетки, т; v_к - скорость движения каната, м/с; l_в - расстояние между вагонетками на канате, м; k_п - коэффициент, учитывающий перевозку породы и материалов, k_п = 1,21,25; k_н - коэффициент неравномерности поступления груза.

Пропускная способность наклонного ствола, оборудованного ленточным конвейером, определяется исходя из суточной производительности ленточного конвейера:

, (11)

где Q_ч - часовая производительность ленточного конвейера, т; Т_р - время работы конвейера в сутки, ч; k_у - коэффициент, учитывающий угол наклона выработки, при угле наклона 0 k_у = 1, при угле до 15 k_у = 0,95, при угле до 16-18 k_у = 0,9, при угле 19-22 k_у = 0,8.

Для повышения пропускной способности действующих подъемных установок и улучшения уровня их использования могут быть предложены следующие мероприятия:

увеличение поднимаемого полезного груза (в пределах допустимой нагрузки действующей подъемной машины);

увеличение скорости подъема до допустимой паспортными данными подъемной машины и армировкой ствола;

автоматизация управления подъемом;

одновременная загрузка этажей при многоэтажных клетях;

механизация и автоматизация процесса обмена вагонеток на поверхности и околоствольном дворе;

снижение неравномерности поступления груза за счет усредняющих и аккумулирующих бункеров.

Вентиляция. Производственные возможности по вентиляции определяются, исходя из количества воздуха, проходящего через канал вентилятора, и по допустимому содержанию метана в исходящей струе участков и шахты:

, (12)

где Q_max - максимальное количество воздуха, проходящего через канал вентилятора, м³/мин; Q_в и Q_к - количество воздуха для проветривания соответственно выработок и камер, м³/мин; Q_ут - утечки воздуха в выработанное пространство, м³/мин; k_н.м - коэффициент неравномерности выделения метана; m - число разрабатываемых пластов; q_i - выделение метана на 1 т добычи по пласту, м³/мин; d_i - доля добычи данного участка в общей добыче шахты; r - допустимое содержание метана в исходящей струе, для шахты в целом r 0,75 %, для участков r 1,0 %; Q_п и Q_оч - количество воздуха для проветривания соответственно подготовительных и очистных забоев, м³/мин.

Увеличению пропускной способности шахты по условиям вентиляции может способствовать реализация следующих организационно-технических мероприятий:

изменение режима работы вентилятора;

уменьшение сопротивления сети выработок;

применение дегазации;

изменение схем проветривания.

Расчет производственной мощности шахты по подъему и вентиляции проиллюстрируем примером.

Исходные данные. Месторождение вскрыто двумя центрально-сдвоенными стволами. В отработке находятся два пласта. Добыча по пластам составляет соответственно 67 и 33 % общей добычи шахты. Глубина главного ствола 650 м. Ствол оборудован односкиповым подъемом. Емкость скипа 26 т. Скорость движения скипа по стволу 4,6 м/с. Норматив времени на загрузку скипа 42 с. Число рабочих смен по подъему в сутки три. Длительность смены 6 ч. Подъем оборудован подъемной машиной типа АКН-2-19-47. Максимальная скорость движения подъемного сосуда при данном электродвигателе 6 м/с.

Суммарное количество воздуха, необходимое для проветривания, следующее, м³/мин:

Коэффициент неравномерности выделения метана 1,47. Утечки воздуха в выработанное пространство 1000 м³/мин. Выделение метана на 1 т добычи по 1-му пласту 8,5 м³/мин, по 2-му 9,0 м³/мин.

Производственной программой шахте запланирована суточная добыча угля 7100 т.

Определить пропускную способность шахтного подъема и вентиляции.

Расчет. Пропускная способность подъема в соответствии с формулой (8):

= = 6128 т/сут.

Следовательно подъем обеспечивает только 86,3 % необходимой суточной добычи шахты. С целью увеличения пропускной способности подъема необходимо реализовать мероприятия, направленные на увеличение полезного груза и уменьшение чистого времени подъема.

Уменьшение чистого времени подъема при неизменной высоте подъема возможно за счет увеличения скорости подъема.

Так как максимальная скорость движения подъемного сосуда при данном электродвигателе 6 м/с, можно увеличить скорость подъема с 4,6 до 5,5 м/с. В этом случае пропускная способность подъема

Д_с.п = = 7012 т/сут.,

т.е. увеличение скорости подъема до 5,5 м/с позволяет добыть 98,8 % запланированного объема угля. Данный тип электродвигателя не обеспечивает необходимый объем добычи, следовательно, его необходимо заменить на новый, более мощный электродвигатель с большей скоростью вращения (при условии, что это позволяет армировка ствола).

Производственная мощность шахты по условиям вентиляции по формуле (12):

Д_в = = 13843 т/сут.

Результат расчета свидетельствует, что производственная мощность по условиям вентиляции почти в 2 раза превышает планируемую суточную добычу по шахте и не ограничивает увеличения нагрузки на шахту в перспективе.

горный рудничный экономический технический

Рекомендательный библиографический список

1. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов: Вторая редакция / Рук. авт. кол.: В.В.Коссов, В.Н.Лившиц, А.Г.Шахназаров. М.: Экономика, 2000.

2. Организация, планирование и управление производством в горной промышленности / Под общ. ред. Н.Я.Лобанова. М.: Недра, 1989.

3. Планирование на предприятии. Расчет производственной мощности горного предприятия: Метод. указания к курсовой работе / А.М.Вдовиченко, О.А.Маринина; Санкт-Петербургский горный ин-т. СПб, 2004.

4. Соловьев В.С. Стационарные машины и установки: Учеб. пособие / В.С.Соловьев, А.С.Смородин; Санкт-Петербургский горный ин-т. СПб, 2002.

Размещено на Allbest.ru