Старобинское месторождение калийных солей

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Характеристика района и месторождения

1.1 Общие сведения о месторождении

Старобинское месторождение калийных солей расположено в пределах Солигорского, Любанского и Слуцкого районов Минской области Республики Беларусь. В связи с освоением Старобинского месторождения в 130 км к югу от столицы РБ г. Минска построили промышленный центр по выпуску калийных удобрений г. Солигорск. В 8 км от него на юго-запад расположен г.п. Старобин, в 40 км на север - г. Слуцк. Со всеми вышеперечисленными населенными пунктами г. Солигорск связан асфальтовыми шоссе. Промышленные предприятия и населенные пункты получают электроэнергию от общей кольцевой энергетической системы Европейской части бывшего СССР.

Рельеф района месторождения равнинный, лишь в северной части его встречаются холмообразные возвышенности. Абсолютные отметки поверхности изменяются от 137,9 м до 173,2 м. Климат района умеренно-континентальный, характеризуется теплыми летними продолжительными периодами и малоснежными, с умеренными температурами, зимами. Средняя температура самого холодного зимнего месяца января составляет (-9°).

Высота снежного покрова в среднем - 16-19 см.

Глубина промерзания почвы 0,2-0,5 м.

Лето характеризуется умеренной температурой. Среднемесячная температура самого теплого месяца июля +18°.

На площади месторождения хорошо развита гидросеть, состоящая из мелких ручьев и мелиоративных каналов. Наиболее крупные среди рек - реки Случь и Морочь.

На реке Случь в районе Солигорска создано крупное водохранилище, служащее источником технического водоснабжения предприятий города.

Производственное объединение Беларуськалий входит в состав концерна Белнефтехим.

На базе Старобинского месторождения калийных солей объединение занимается выпуском калийных удобрений, технической и поваренной соли.

В составе объединения находятся четыре действующих рудоуправления, занимающихся добычей и переработкой калийных руд и соответствующие вспомогательные подразделения.

Каждое рудоуправление является отдельным подразделением, возглавляемым директором, и объединяет рудник, обогатительную фабрику, ремонтно-строительный цех, ВОХР, столовую, а также на всех рудоуправлениях, кроме 1РУ, котельный цех.

Перспективы развития производственного объединения Беларуськалий на ближайшее будущее связаны с сохранением традиционных и приобретением новых рынков сбыта, выпуском конкурентоспособной продукции, развитием производства кормовой и пищевой поваренной соли, а также других нетрадиционных производств.

Второе рудоуправление ПО «Беларуськалий» эксплуатирует северо-западную часть Старобинского месторождения, расположенного на территории Солигорского, Любанского и отчасти Слуцкого районов Минской области РБ.

В непосредственной близости от промплощадки расположена железнодорожная станция «Калий-2» Белорусской железной дороги. Станция соединена железной дорогой со станцией «Слуцк», стоящей на магистрали «Осиповичи-Барановичи». Со столицей РБ, городом Минском, Солигорск связан асфальтированным шоссе протяженностью 135 км.

Водоснабжение населенных пунктов и промышленных предприятий района осуществляется за счет подземных вод водоточных горизонтов (девон) за пределами месторождения. Для технических целей используют воды Солигорского водохранилища.

Промышленные предприятия получают электроэнергию от общей кольцевой энергетической системы. Топливом котельных установок служит привозные топочный мазут и каменный уголь.

Общий характер рельефа поверхности - равнинный, с постепенным повышением местности с юго-востока на северо-запад. Климат умеренно-континентальный. Средняя температура колеблется от -12⁰ (январь) до +20⁰С (июль).

Средняя глубина промерзания почвы 0,2 ё 0,6 м.

1.2 Стратиграфия и литология

В геологическом строении шахтного поля принимают участие сложнодислоцированные комплексы кристаллического фундамента и осадочный чехол.

Кристаллический фундамент архейско-нижнепротерозойского возраста залегает на глубине 1600-2400 м. Породы представлены гранитами, гранодиоритами и гнейсами.

Осадочный чехол залегает на поверхности кристаллического фундамента с угловым и стратиграфическим несогласием. В составе чехла выделяются отложения верхнего протерозоя, палеозоя, мезозоя и кайнозоя.

Верхний протерозой представлен вендским и рифейским комплексами, в составе которых преобладают песчаники, глины и тиллиты. Мощность отложений верхнего протерозоя составляет 350 - 400 м.

В составе палеозойской группы выделяют средний и верхний девон.

Отложения среднего девона представлены образованиями наровского горизонта эйфельского яруса и старооскольского горизонта живетского яруса.

Наровский горизонт слагают глинисто-карбонатные породы мощностью 55 - 96 м, а старооскольский - песчаные и глинистые породы, изредка с прослоями доломитов в подошве, мощностью 129 - 170 м.

В составе верхнего девона выделяются отложения франского и фаменского ярусов.

Для отложений франского яруса характерен глинисто-карбонатный тип разреза мощностью до 230 м. В верхней части яруса распространены сульфатно-карбонатные породы (гипсы, ангидриты, доломиты), относящиеся к нижней соленосной толще.

По литологическим особенностям и положению в разрезе отложения фаменского яруса подразделяются на три толщи: межсолевую, верхнюю соленосную, над-солевую.

Межсолевая толща представляет собой мощную (до 185 м) глинисто-карбонатную пачку.

Верхняя соленосная толща, мощностью до 1500 м, по особенностям литологи-ческого состава слагающих её пород подразделяется на нижнюю - галитовую и верхнюю - глинисто - галитовую или калиеносную подтолщи.

Галитовая подтолща представлена найдовскими слоями оресского горизонта, сложенными светло-серой или белой каменной солью с маломощными несолевыми прослоями преимущественно сульфатно-карбонатного состава.

На отложениях галитовой подтолщи залегает калиеносная подтолща. Подтолша представляет собой мощную (до 600 м), пространственно протяженную пластовую залежь, выклинивающуюся на юге и юго-западе. Строение подтолщи характеризуется чередованием пачек соляных и не соляных пород. К соляным пачкам приурочены калийные горизонты.

На шахтном поле в составе подтолщи известны четыре калийных горизонта, из которых в настоящее время эксплуатируется второй и третий.

Надсолевая глинисто-мергелистая толща (ГМТ) залегает без перерыва на соленосных отложениях. Контакт с нижележащей толщей обусловлен процессами древнего подземного выщелачивания. По литологическому составу ГМТ разделяется на две подтолщи: нижнюю - гипсоносную и верхнюю - глинисто-мергелистую. Мощность ГМТ колеблется в пределах 230 - 320 м и зависит от структурного положения участка.

В центральной части шахтного поля она, как правило, минимальна, а на флангах, вблизи контура выклинивания - максимальна.

В составе мезозойской группы выделяются юрские и меловые отложения.

Юрские отложения распространены спорадически и представлены чередованием серых слюдистых и песчанистых глин с прослоями и линзами песков, обогащенных растительными остатками.

Отложения меловой системы развиты повсеместно и представлены преимущественно писчим мелом.

В составе кайнозойской группы выделяются отложения палеогеновой, неогеновой и четвертичной системы. Представлены песчано-глинистыми породами мощностью 50 - 80 м.

1.3 Тектоника

Старобинское месторождение калийных солей приурочено к северо-западной центриклинальной части Припятского прогиба в пределах Червонослободской тектонической ступени.

Особенности геологического строения этой территории обусловлены наличием и развитием обрамляющих ее региональных разломов.

Шахтное поле 1 РУ расположено в пределах Центрального тектонического блока, отделённого от Восточного блока Центральным тектоническим нарушением.

Центральное тектоническое нарушение имеет субмеридиональное простирание и является нормальным сбросом, плоскость сместителя которого наклонена на юго-восток. Угол падения сместителя составляет не менее 60°. Установленная амплитуда разлома на уровне 3 калийного горизонта составляет 80 - 100 м. Вверх по разрезу амплитуда разлома уменьшается и на уровне 2 калийного горизонта составляет 65 м. Общая ширина нарушенной зоны составляет 30 - 35 м и сложена блоками пород с соляными брекчиями на их контактах. В лежачем боку образуются надразломные антиклинали, а в висячем - приразломные синклинали. Вдоль тектонического нарушения развиваются зоны замещений сильвинитов каменной солью.

При ведении горных работ, в подземных выработках, встречено большое количество трещин тектонического генезиса, секущих калийные горизонты. Трещины преимущественно вертикальные, смещение пород по ним отсутствует. Исследованиями установлены две системы таких трещин, согласующихся по простиранию с региональными разломами, обрамляющими месторождение.

1.4 Гидрогеология

Старобинское месторождение расположено в краевой северо-западной части Приютского артезианского бассейна. В пределах месторождения различают:

· надсолевый водоносный комплекс в мезозойско-кайнозойских отложениях;

· подсолевый водоносный комплекс в породах девона и верхнего протерозоя.

Названные водоносные комплексы образуют верхний и нижний гидрогеологические этажи, которые разделены водоупорными породами глинисто-мергелистой и соленосной толщ.

Водоносный комплекс в мезозойско-кайнозойских отложениях мощностью 100-120 м относится к зоне активного водообмена и подстилается регионально выдержанными водоупорными породами ГМТ. Воды его преимущественно пресные, используются для хозяйственного и питьевого водоснабжения.

Подсолевый водоносный комплекс общей мощностью около 1000 м приурочен к карбонатным породам фаменского и франского ярусов верхнего девона, к терригенным породам среднего девона и верхнего протерозоя, разделенных относительно водоупорными породами ливенского, пашийско-кыновского и пярнуско-наровского горизонтов. Водовмешающие карбонатные породы верхнего девона характеризуются низкой водообильностью и плохой проницаемостью.

1.5 Калиеносность

В пределах шахтного поля 1 РУ развиты 4 калийных горизонта: первый, второй, третий, четвертый (сверху вниз). Залегают они внутри мощных пачек каменной соли. Представляют собой пластовые залежи, полого падающие в северо-восточном направлении под углом 1-3°, осложненные на площадях, примыкающих к тектоническим нарушениям, а также в зонах выклинивания калийных горизонтов.

Из 4-х калийных горизонтов разрабатывается 2-й горизонт и нижний сильвинитовый пласт 3-го калийного горизонта. Запасы 1-го горизонта, верхнего сильвинитового пласта 3-го горизонта и продуктивного пласта, выделяемого в разрезе 4-го горизонта, отнесены к забалансовым. Основной причиной некондиционности руд в большинстве случаев является повышенное содержание вредных примесей - Н.О. и MgCl₂.

Первый калийный горизонт приурочен к 29-й соляной пачке. Распространён в центральной и северной части шахтного поля. Развит в основном в осевых частях синклинальных структур субширотного простирания. Глубина залегания кровли горизонта 352 - 451 м. На север, северо-восток происходит постепенное погружение кровли горизонта. Горизонт состоит из 5 сильвинитовых прослоев, разделённых прослоями каменной соли и глин. Окраска сильвинитов - красная, различных тонов и оттенков Характерная особенность строения пласта в сосредоточении глин преимущественно в межслоевой каменной соли в виде прослоев мощностью от нескольких мм до 30 см. Глинистые прослои в сильвинитовых слоях редко превышают 4 мм, составляя преимущественно 2-3 мм.

Второй калийный горизонт в пределах шахтного поля распространен повсеместно. По положению в разрезе соленосной толщи приурочен к 25-ой соляной пачке.

Условия залегания горизонта в границах шахтного поля соответствуют общей конфигурации соляной толщи всего месторождения, а именно: в южном направлении наблюдается повышение гипсометрического уровня (абс. отм. подошвы -245 м), а в северо-восточной части калийная залежь полого погружается на северо-восток под углом 1 - 3° (абсолютная отметка подошвы пласта -325 м).

Горизонт представляет собой единый продуктивный пласт, мощность которого составляет в среднем 2.5 м. Он подразделяется на три слоя: верхний, средний и нижний.

Верхний слой состоит из чередующихся прослоев сильвинита и каменной соли мощностью от нескольких до десятков сантиметров. Мощность слоя в среднем составляет 0.8 м, содержание KCL - 40.56%, содержание Н.О. - 3.64%.

Средний слой (межпластовая каменная соль) представлен каменной солью с редкой вкрапленностью сильвинита и глинистыми прослоями. Мощность слоя изменяется от 0.5 до 0.7 м, содержание KCL - 4.65%, содержание Н.О. - 5.28%.

Нижний слой представлен чередованием прослоев сильвинита, каменной соли и глины. Мощность слоя в среднем составляет 0.9 м, содержание КСL - 40.52%, содержание Н.О. - 2.75%.

Для горизонта характерны локальные замещения сильвинитовых слоев каменной солью. Закономерностей в расположении зон замещений не установлено. Между Вторым и Третьим калийными горизонтами залегает мощная толща каменной соли, переслаивающейся глинистыми, глинисто-мергелистыми, мергелисто-доломитовыми пачками. Здесь выделено два галитовых пласта, представляющих промышленный интерес для получения каменной соли пищевых сортов.

Второй соляной пласт (-280 м) залегает ниже подошвы Второго калийного горизонта в интервале 0,0 - 17,5 м. Абсолютные отметки подошвы пласта в юго-западной части составляют - 250.8 м, в северо-восточной части - 262.4 м. Пласт сложен чередованием сезонных прослоев каменной соли мощностью 5-30 см и галопелитов мощностью от нескольких мм до 15 - 20 см. Соль каменная серая, оранжево-серая, темно-серая, мелко-среднезернистая со следами первичной кристаллизации, в различной степени загрязнена глинистым материалом.

Содержание NaCL в пласте изменяется от 56,51% до 98,24%, Н.О. - от 0,84% до 37,5%.

Третий соляной пласт (- 305 м) залегает ниже подошвы Второго калийного горизонта в интервале 23,2+32,6 м. Абсолютные отметки подошвы пласта в юго-западной части составляют - 287.9 м, в северо-восточной части - 290.2 м. Пласт сложен чередованием сезонных прослоев каменной соли мощностью 5 - 45 см и галопелитов мощностью от нескольких мм до 5 -10 см. Соль каменная, от светло-серой до темно-серой, мелко-среднезернистая со следами первичной кристаллизации, в различной степени загрязнена глинистым материалом.

Содержание NaCL в пласте изменяется от 87,57% до 99,11%, Н.О. - от 0,24% до 9,74%. По данным опробования, в нижней части пласта, выделена продуктивная пачка мощностью 3,55 - 3,65 м. Селективная выемка слоев каменной соли, слагающих эту пачку, позволяет получать пищевую соль 1 и 2 сорта.

Разделяются названные соляные пласты глинисто-карбонатной пачкой мощностью 6.0 - 6.5 м.

На Втором и Третьем пластах каменной соли в настоящее время ведутся геологоразведочные работы.

Третий калийный горизонт (-430 м) приурочен к 13-й соляной пачке. В пределах шахтного поля распространен повсеместно.

Абсолютные отметки подошвы пласта составляют в южной части - 300 м, в северо-восточном направлении пласт погружается до абсолютных отметок - 520 м.

Горизонт имеет трёхслойное строение и подразделяется на три пачки (сверху вниз): верхнюю-сильвинитовую; среднюю - глинисто-карналлитовую; нижнюю - сильвинитовую (промышленную).

Верхняя сильвинитовая пачка представляет собой горизонтальное переслаивание сильвинита, а иногда сильвинито-карналлитовой породы и каменной соли. Мощность сильвинитовых прослоев колеблется от 0.15 м до 0.30 м, прослои каменной соли имеют мощность от 0.10 м до 0.60 м.

Мощность верхней сильвинитовой пачки изменяется от 1.5 м (скв. 23) до 4.45 м (скв. 1). Среднее содержание KCL -17%, Н.О. -5.45%. Запасы верхней сильвинитовой пачки отнесены к забалансовым.

Средняя глинисто-карналлитовая пачка состоит из чередующихся прослоев глины, карналлитовых, сильвинито-карналлитовых пород и каменной соли. Прослои глины и карналлитовой породы сосредоточены, главным образом, в средней части пачки. Мощность прослоев глины колеблется от 1 - 2 см до 35 см, карналлита - от нескольких сантиметров до 0.65 м.

Мощность средней глинисто-карналлитовой пачки изменяется от 4.45 м (скв. 26) до 16.7 м (скв. 5). KCL - 27.65%, Н.О. - 4.75%.

В разрезе нижней сильвинитовой пачки, состоящей из чередующихся прослоев сильвинита и каменной соли, выделено 6 сильвинитовых слоев. Мощность сильвинитовых слоев составляет от 0.18 м до 0.65 м, каменной соли - от 0.55 м до 1.10 м.

Нижняя сильвинитовая пачка Третьего калийного горизонта является основным рабочим пластом. Мощность этой пачки колеблется от 2.0 м (скв. 5) до 9.05 м (скв. 13). Среднее содержание KCL - 21.5%, Н.О. - 6.67%.

Подстилающими породами является каменная соль с глинистыми прослоями от 1 мм до 5 - 7 см мощностью около 7 метров. Далее залегают глинисто-карбонатные породы с прослоями доломита.

Четвертый калийный горизонт приурочен к 7-ой соляной пачке. Подстилается и перекрывается горизонт довольно мощными пластами каменной соли. В пределах Старобинского месторождения он является самым нижним из всех калийных горизонтов. Границы его распространения на шахтном поле почти совпадают с границей распространения Третьего калийного горизонта.

Кровля 4-го калийного горизонта залегает на глубинах 520 - 870 м от поверхности земли и в 160 - 200 м от почвы 3-го калийного горизонта. Общая тенденция погружения горизонта - на восток.

Мощность горизонта изменяется в широких пределах: от 1 - 1.5 м на юге (область его седиментационного выклинивания) до 5 - 6 м на севере и северо-востоке шахтного поля.

2. Запасы шахтного поля

2.1 Подсчет запасов калийных руд I горизонта

Шахтное поле Первого Рудоуправления ограничено:

с Юга - линией выклинивания калийных горизонтов;

с Запада - шахтным полем Второго Рудоуправления;

с Севера - шахтным полем Третьего Рудоуправления;

с Востока - шахтным полем Четвертого Рудоуправления;

Запасы руды I калийного горизонта на площади шахтного поля рудника 1РУ по результатам оперативного подсчета определены в объеме 130,3 млн. т сырых солей с содержанием KCl - 19,14% и НО - 21,96%.

Средний геологический разрез пласта верхней пачки I калийного горизонта опытной панели

Слой	Мощность, м	Среднее содержание, %
	минимальная	максимальная	средняя	KCl	НО
5 сильвинитовый	0,21	0,35	0,22	40,61	2,25
4-5 галитовый	0,45	0,62	0,32	9,48	25,65
4 сильвинитовый	0,50	0,62	0,57	43,46	2,69
3-4 галитовый	0,28	0,35	0,55	8,20	32,53
3 сильвинитовый	0,18	0,18	0,3	42,42	3,28

Подсчет запасов произведен в соответствии с кондициями.

Указанными кондициями предусмотрено:

Содержание в руде по сечению продуктивного пласта скважиной или горной выработкой должно быть: KCl - не менее 16%,

MgCl₂ - не более 3,5%.

Н.О. - не более 10%

2. Минимальная мощность пласта, включаемого в подсчет запасов не менее 1,5 м.

Годовая производительность рудника 1 РУ по 1 горизонту принята 1,0 млн. т.

Срок службы горизонта определяется по формуле

, лет

где Q - эксплуатационные запасы горизонта, Q = 130,3 млн. т.

A - годовая производительность горизонта, А = 1 млн. т.

P - разубоживание, Р = 10%.

Производительность рудника на 2003 г. -4 млн. т.

Проектная мощность - 5 млн. т, из них по Первому горизонту - 1 млн. т.

3. Вскрытие и подготовка шахтного поля

3.1 Выбор способа вскрытия

Исходя из задания дипломного проекта, увеличить эффективность добычи сильвинита можно только путём вовлечения в эксплуатацию забалансовых запасов, т.е. запасов 1-го калийного горизонта.

Шахтное поле Старобинского месторождения характеризуется следующими параметрами: рельеф местности почти под контуром запасов калийной соли спокойный и превышает уровень моря от 145 м до 180 м. Залегание пластов горизонтальное. Глубина залегания Первого калийного горизонта колеблется от 245 м до 325 м, пласт по простиранию, в основном выдержан. Исходя из проведенных исследований при геологоразведке выявлено, что обводненными являются мезозойские отложения, верхняя часть верхнедевонских отложений до глубины 160 м.

Шахтное поле вскрыто четырьмя вертикальными стволами, расположенными в центре шахтного поля. При этом три ствола проходятся до нижнего калийного горизонта, один до второго калийного горизонта.

Ствол №1 - скиповой, глубина проходки которого будет составлять 683,5 м. Он проходится до Третьего калийного горизонта и будет служить для выдачи руды с горизонта, а также подачи свежего воздуха в шахту.

Ствол №2, глубиной 503,0 м, - скипоклетевой. Служит для выдачи руды со Второго и Первого горизонтов на поверхность, спуска и подъема людей, грузов, материалов, оборудования, подачи свежего воздуха в шахту.

Ствол №3, глубиной 600 м, - вентиляционный. Он проходится до нижнего калийного горизонта и предназначен для удаления отработанной струи воздуха со всех действующих горизонтов рудника, спуска и подъема людей, грузов, оборудования, материалов, оборудован лестничным отделением.

Ствол №4, глубиной 600 м, - скиповой. Он проходится до нижнего калийного горизонта и предназначен для выдачи руды с Третьего калийного горизонта.

Достоинства вскрытия

- компактное расположение поверхностного комплекса сооружений;

- оставление одного охранного целика под промплощадку;

- легкость соединения главных и вентиляционного стволов, что позволяет быстрее развить очистные работы;

- наиболее рациональная схема транспортирования руды в шахте;

- легкость обслуживания вскрывающих стволов.

Недостатки:

- удлиняется путь вентиляционной струи;

- возможны утечки воздуха;

- сложные условия выхода людей на поверхность при авариях в шахте;

Первый калийный горизонт вскрываем со Второго горизонта при помощи наклонных квершлагов. Делается это из-за невозможности вскрытия горизонта при помощи ствола, так как он находится на 120 м в стороне от пройденный стволов и не пересекает их. Дина выработок 760 м, угол наклона выработок 4 градуса 15 минут.

Подготовка Первого горизонта будет осуществляться проведением выработок Главного Северного направления, при этом каждая капитальная выработка будет длиной 4200 м.

В связи с горизонтальным и выдержанным залеганием калийных пластов месторождения подготовка 1-го горизонта будет осуществляться с помощью главного транспортного, вспомогательного транспортного конвейерного и вентиляционных штреков, пройденных от наклонных квершлагов к границам шахтного поля по пласту полезного ископаемого, перпендикулярно к которым до границ шахтного поля по пласту полезного ископаемого проходятся панельные транспортные и вентиляционные штреки.

Главный транспортный и вспомогательный транспортный штрек представляют собой выработки шириной 3 м, предназначен для подачи свежей струи на горизонт и движения самоходного транспорта. Параллельно Главному транспортному штреку и вспомогательному транспортному штреку с целиком 3 м. пройден главный конвейерный штрек с целью удаления отработанной струи воздуха из забоев горизонта. Также пройден главный конвейерный штрек Она располагается между вентиляционным и транспортным штреками главных направлений. Таким образом главные (капитальные) штреки будут представлены четырьмя параллельными сближенными выработками.

Отработка горизонта будет осуществляться по беспанельной схеме, (бортовые штрека лавы буду одновременно являться панельными выработками) при которой от главных выработок горизонта перпендикулярно к ним до границ шахтного поля проходятся панельные штреки (конвейерные, транспортные и вентиляционные) с интервалами, зависящими от ширины панели. Длина панелей определяется размерами шахтного поля и будет составлять 1,5-3 км. Ширина устанавливается в зависимости от применяемой системы разработки. Из спец. части проекта принимаем ширину панель равную 250 м.

Панельные выработки будут представлены конвейерным, транспортным (одним или двумя), вентиляционными штреками и вспомогательными выработками (закладочными, объездными и т.д.), а также камер различного назначения: камеры под приводные и натяжные станции ленточных конвейеров; для установки электрооборудования; под участковые распределительные пункты (УРП); центральные распределительные пункты (ЦРП); разворота самоходного транспорта и др.

Главные и панельные выработки будут соединяться сбойками через каждые 200-250 м.

Для проходки выработок главных направлений и нарезки панелей будут использоваться комплексы ПК-8МА.

Техническая характеристика комбайна ПК-8МА:

1. Техническая производительность, т/мин 2,3

2. Площадь сечения выработки, м2 8; 9

3. Высота и ширина выработки, м 3; 3,2

4. Наибольшая скорость резанья, м/сек 1,7

5. Суммарная мощность ЭД, кВт 663

6. Возможный угол наклона, град ± 15

В состав комплексов ПК-8МА будут входить: непосредственно сам комбайн ПК-8МА, самоходный вагон 5ВС-15М, бункер-перегружатель БП-14А и скребковый конвейер СП-202.

Таким образом общие длины капитальных штреков различного назначения будут определяться в зависимости от их длины в каждом главном направлении горизонта и их качества в направлении и составят:

Таблица 2.2

№ пп	Наименование выработки	Общая длина одиночных выработок, м
1.	Главный конвейерный штрек	2230
2.	Главный транспортный штрек №1	2230
3.	Главный вентиляционный штрек	2230
4.	Главный транспортный штрек №2	2230

На основе опыта работы ПО «Беларуськалий» крепление выработок, имеющих арочную форму поперечного сечения, не предусматривается. Крепление выработок с плоской кровлей будет осуществляться штанговой крепью, а при больших площадях обнажений кровли будут дополнительно применяться деревянные стойки, «костры», стяжная крепь и др.

4. Организация работ по руднику

месторождение калиеносность шахтный рудник

Работа рудника планируется по графику пятидневной рабочей недели с двумя выходными днями по скользящему графику.

Выходной день предоставляется:

а) технологическим сменам (звеньям) горных участков, ПВРСТ, ремонтным технологическим звеньям горных участков, ПВРСТ, ПЭММ, ПВРКТ и других служб - через пять дней на шестой день недели. Выходные дни по горизонтам не совпадают. Разница между ними составляет два - три дня.

в) остальным трудящимся выходной день представляется в субботу и воскресенье.

Добыча руды и ремонтно-подготовительные работы участка организуются следующим образом:

а) в три смены продолжительностью по 6 час. 00 мин. производится добыча руды,

б) четвертая смена - в течение 6 час. 00 мин. ведутся ремонтно-подготовительные работы.

Следовательно, в течение суток суммарное время добычи составляет 18 час, ремонтно-подготовительных работ 6 час, т.е. 25% от общего баланса суточного рабочего времени.

Для ревизии подъемной машины и осмотра ствола ежесуточно отводится 6 часов на каждый ствол.

Для производства ремонтных работ, наладки ежемесячно отводится двое суток на каждый ствол. В эти дни добыча не производится.

С учетом праздничных дней, остановок фабрики и общего количества дней работы рудника в месяц, время работы рудника по добыче в 2005 году планируется в количестве 332 суток.

5. Подъем

5.1 Выбор типа подъемной установки и подъемных сосудов

5.1.1 Часовая производительность подъемной установки

(5.1)

где A_год - годовая добыча горизонта (6 млн. т.); n=332 - число рабочих дней в году; t=18 - число часов работы подъемной установки в сутки, ч; С=1,5 - коэффициент резерва по подъему.

5.1.2 Высота подъема

Отметка горизонта относительно уровня моря составляет -430 м. Мощность наносов в месте заложения стволов - 20 м. Таким образом, глубина ствола до загрузочной площадки H_ств = 450 м. Величина переподъема составляет 20 м.

Окончательно имеем высоту подъема скипов: H_п = 450 + 20 = 470 м.

5.1.3 Емкость и грузоподъемность скипов для руды

(5.2)

Принимаем двухскиповый подъем с грузоподъемностью скипов по 24 т.

5.1.4 Объем скипа:

(5.3)

где K_p = 1,3 - коэффициент разрыхления; _р = 2,1 - объемный вес руды.

Принимаем скипы со следующими параметрами: объем скипа V=15м³; грузоподъемность скипа Q_c=24т; «мертвый» вес скипа Q_м=12,8т; длина скипа h_ск=12 м; путь скипа в разгрузочной кривой h _п.р. = 4 м.

5.1.5 Длина отвеса каната

H_o = H_п + H_к + H_петли - h_пр.пл. (5.4)

где H_п = 470 м - высота подъема; Н_петли = 0 м; Н_к = 30 м - высота копра; h_пр.пл. = 20 м - высота приемной площадки.

Н_о = 470+ 30 + 0 - 20 = 480 м

5.1.6 Вес 1 погонного метра каната

Для определения диаметра каната h, выбора его по стандарту в проектной практике используют косвенные параметры - вес 1 п.м. каната:

(5.5)

где P_к - вес одного погонного метра каната, кг; Q_м - «мертвый» вес скипа, т; _в-временное сопротивление разрыву; К_с - статический запас прочности каната (К = 6,5); - коэффициент свивки (1,11,15).

Выбираем канат ГОСТ 7668-69 с параметрами: диаметр каната d_к = 60 мм; погонный вес каната P_к = 19.8 кг/п.м.; разрывное усилие всех проволок каната P_z = 355000 кг.

5.1.7 Проверка выбранного каната на статический запас прочности

(5.6)

где P'_n = 19,8 кг - выбранный по стандарту погонный вес каната.

Выбранный канат удовлетворяет условию запаса прочности.

5.1.8 Диаметр барабана подъемной машины

D_б.м. = 79 d_к (5.7)

D_б.м. = 79 60 = 4740 мм

Принимаем больший (ближайший) по стандартному ряду: D_б.м. = 5000 мм.

Согласно полученным значениям выбираем подъемную машину типа БЦК 8/5 х 1,7 (таблица 5.1).

Таблица 5.1. Основные параметры машины БЦК 8/5 х 1,7

Диаметр барабана: Большого Дб Малого Дм	8000 мм 5000 мм
Длина барабана большого bб.ц малого bм.ц	1,7 м 0,87 м
Максимальное статическое натяжение каната	63 т.с
Максимальная разность статических натяжений канатов	48 т.с.
Число слоев каната	1

5.1.9 Максимальное статическое натяжения одной ветви каната

(5.8)

5.1.10 Максимальная разность статических натяжений грузовой и порожней ветви

(5.9)

где k = 1.15 - коэффициент «вредности сопротивлений»; F_Smax - максимальная разность статических напряжений.

Максимальное статическое натяжение одной ветви каната и максимальная разность статических натяжений предварительно выбранной подъемной машины удовлетворяют полученным результатам проверки.

5.1.11 Максимальная скорость подъема

Скорость определяется из условия обеспечения заданной производительности при данной высоте подъема. Кроме того, максимальная скорость движения должна быть выбрана такой, чтобы получить тахограмму, обеспечивающую максимально возможный КПД подземной установки.

Для определения ориентировочной максимальной скорости подъема необходимо определить:

- число подъемов в час:

(5.10)

где Q_c - грузоподъемность скипа: Q_c = 24 т, Q_ч - часовая производительность подъема, т/ч.

- время цикла подъема:

- чистое время движения:

T = T₁ -, (5.11)

где T₁ - время цикла подъема; - пауза, время на погрузку-разгрузку (10 сек);

T = 171 - 10 = 161 сек

- средняя скорость подъема:

(5.12)

где v_ср - средняя скорость движения сосуда,

Ориентировочная максимальная скорость подъема:

v_max = v_ср (5.13)

где = 1,25 - множитель скорости.

v_max = 1,25 4,47 = 5,6 м/с

5.1.12 Ориентировочная мощность двигателя подъемной машины

Для определения действительной скорости, которая зависит от принятого к установке стандартного двигателя и подъемной машины необходимо выделить ориентировочную мощность двигателя подъемной машины.

(5.14)

где - коэффициент, учитывающий динамический режим работы подъемной установки; k - коэффициент шахтных сопротивлений (для скипов k = 1.15); _з - КПД зубчатой передачи.

Для выбора стандартного двигателя необходимо уточнить максимальную скорость движения сосудов, учитывая стандартные числа оборотов двигателей необходимой мощности.

(5.15)

где v_max - действительная максимальная скорость; n_дв - число оборотов в минуту выбранного двигателя; i - передаточное число установочного редуктора. (i = 1, т.к. редуктора нет).

По расчетной мощности и необходимой максимальной скорости установленной подъемной машины выбираем электродвигатель ПБК - 380 / 70 (таблица 5.2).

Таблица 5.2. Техническая характеристика электродвигателя ПБК - 380/70

мощность электродвигателя, кВт	2100
напряжение (постоянное), В	900
число оборотов в минуту	34

5.2 Кинематика подъема

Максимальная скорость движения скипов равна 14,2 м/с. Ускорение, углы поворота и пути, проходимые в отдельные периоды движения приняты проектные для подъемных машин типа БЦК.

5.2.1 Ускорение движения скипа при выходе порожнего из разгрузочных кривых

a₁ = 0,4 м/с² S_1-2 = 4 м

5.2.2 Ускорение движения скипа при наматывании каната на малый цилиндр

a₂ = 0,43 м/с² S_2-3 = 82 м

5.2.3 Равномерное движение скипа при наматывании каната на малый цилиндр

S_3-4 = 82 м t_{3- 4} = S /v = 82/8,9 = 9,2 с

5.2.4 Ускорение скипа при наматывании каната на коническую часть

a₄ = 0,43 м/с² S_4-5 = 36 м v_5-6 =v_max=14,2 м/с

5.2.5 Время равномерного движения скипа при навивке каната на большой цилиндр

v_max=14,2 м/с S_5-6 = 389 м

5.2.6 Время замедления движения скипа при навивке каната на большой барабан

a₃ = 0,88 м/с² S_6-7 = 117 м

5.2.7 Время движения скипа в разгрузочных кривых

a₅ = 0,4 м/с²; S_7-8 = 4 м;

5.2.8 Проверка времени подъема без учета паузы

T = t _1-2 + t _2-3 + t _3-4 + t _4-5 + t _5-6 + t _6-7 + t _7-8 (5.16)

T = 4,5 + 19,1 + 9,2 + 12,3 + 27,4 + 16,3 + 4,5 = 93,3 с

Для обеспечения заданной часовой производительности горизонта необходимо T = 171 c. Следовательно, у подъемной установки имеется почти двойной запас по времени, что существенно при дальнейшем росте суточной добычи горизонта

H_n = S _1-2 + S _2-3 + S _3-4 + S _4-5 + S _5-6 + S _6-7 + S _7-8 (5.17)

H_n = 4 + 82 + 82 + 36 +389 + 117 + 4 = 714 м



Рис. 5.1. Тахограмма скоростей

Размещено на Allbest.ru