Проект организации конвейерного транспорта при добыче полезных ископаемых

Введение


Цель выпускной квалификационной работы - разработка и проектирование ленточного конвейера для перемещения медной руды.
Конвейерный транспорт на карьерах применяют в основном при большой производственной мощности предприятия (свыше 20 млн. т/год) и глубине (свыше 150 м) для транспортирования рыхлых вскрышных пород за пределы карьера в комплексе с мощными роторными экскаваторами.

1 Теоретическая часть


Географическое положение месторождения

Гайское медноколчеданное месторождение расположено в восточной части Оренбургской области на территории Гайского района, рядом с городом Гай. Гайский район граничит с Орским и Новоорским районами на юге и востоке, с Кувандыкским районом – на западе и с республикой Башкортостан – на севере.

Основные показатели и потребители

Гайский горно-обогатительный комбинат (Гайский ГОК) - это горно-добывающее крупнейшее предприятие Урала. По добыче меди оно занимает 2 место в России. Ежесуточно здесь добывают около 20 000 тонн полезных ископаемых. Уникальность гайского рудника в том, что на сегодняшний день он является самой глубокой действующей шахтой в СНГ и Европе, добывающей руду, в которой содержатся медь, серебро и золото. Например, ствол шахты «Новая» пройден на глубину 1418 метров. Сейчас работы ведутся на глубине 830 - 1310 метров, а общая протяженность горизонтов составляет порядка 350 км. Основная продукция медный и цинковый концентрат.

ТЭЦ вырабатывает около 91 миллиона кВтч/год электроэнергии и 485 тысячи Гкал/год тепловой энергии в виде пара и горячей воды, из них 15 тысяч Гкал/год - в виде пара на внутренние нужды комбината.
Глубина ствола шахты «Новая» достигает 1418-ти метров, а диаметр ствола – 7,5 м. Высота шахтного копра равна 82 метра. Проектная мощность шахты составляет - 4,5 млн тонн руды в год. Ствол шахты «Новая» оснащен клетевым и скиповым и подъемами. В функции скипового подъема входит выдача руды. А клетевой подъем предназначен для спуска и подъема людей, грузов и материалов, а так же для подъёма просыпи и породы в вагонетках ВГ-4,5.
Строительство нового ствола шахты «Северная-2». Всего же на Гайском ГОКе 9 стволов шахт: «Скиповая», «Клетевая», «Эксплуатационная», «Закладочная», «Новая», «Средняя Вентиляционная», «Южная Вентиляционная №2», «Северная Вентиляционная» и «Северная Вентиляционная-2».

Основные виды карьерного транспорта
Железнодорожный карьерный транспорт

Железнодорожный транспорт используется как при мощных грузопотоках (100…150 млн тонн горной массы в год), иногда и более, так и при незначительных (20 млн тонн в год). Глубина разработки иногда превышает 250 м. Расстояние внутрикарьерного транспортирования составляет 2…5 км, а с учетом поверхности 12…15 км.
Достоинствами железнодорожного транспорта являются высокая надежность, возможность перевозить любые грузы, незначительное влияние климатических условий, высокая производительность за счет пропуска большого числа поездов и увеличения массы поезда до 1500…2000 т. А так же относительно низкие удельные затраты на транспортирование, большой срок службы оборудования, возможность использования разных типов энергии и локомотивов. Малое влияние на окружающую среду.

1.3.2 Автомобильный карьерный транспорт

Высокая мобильность и маневренность в работе. возможность большой концентрации работ на ограниченном фронте, автономность энергоисточника, удобство доработки сложных по залеганию месторождений - это те достоинства, которые предопределили широкое использование автомобильного транспорта на открытых горных работах. Современный типажный ряд карьерных автосамосвалов может обеспечивать практически любую производительность по горной массе (до 200 млн. т и более). Однако считается предпочтительнее применять автотранспорт на карьерах средней производственной мощности (А ≤50 млн. т). Экономически выгодные расстояния транспортирования груза составляют 0,8-5км. Уклоны дорог при автомобильном транспорте достигают 100-120 ‰. Радиус криволинейных участков не превышает 20-25м.
Для повышения эффективности использования автотранспорта следует стремиться к применению автосамосвалов максимальной грузоподъемности и повышенных тягово-динамических и скоростных качеств. Применение таких автомобилей позволяет сократить число водителей и обслуживающего персонала, упростить организацию движения и создать лучшие условия в пунктах погрузки и разгрузки. Однако при выборе автосамосвала следует учитывать, что при увеличении его грузоподъемности стабильность погрузочно-транспортного комплекса уменьшается, возрастает объем горно-капитальных работ (уширение ширины проезжей части автодороги), увеличивается срок окупаемости машины. Эффективность транспорта зависит от климатических условий (холодная зона до -40…-70°С и продолжительной зимой – до 300 дней в году), среднюю-умеренную и южную – жаркую (+40…+50°С). Гай находится в умеренной зоне, так что особых трудностей в применении автотранспорта не возникает.

1.3.3 Конвейерный карьерный транспорт

Доля применения конвейерного транспорта на карьерах несколько меньше, чем железнодорожного и автомобильного.
Российские производители ленточных конвейеров: ОАО «Тяжмаш» (г. Сызрань) выпускает ленточные конвейеры для открытых работ производительностью до 7000 м3/ч при ширине ленты до 2000 мм. ОАО «Александровский машиностроительный завод» выпускает конвейеры для подземных работ.
Комплекс, расположенный в этаже горизонтов 855 метра по 935 метр шахты «Эксплуатационная» предназначен для транспортировки горной массы на поверхность. Ввод комплекса в работу, позволит существенно повысить бесперебойность выдачи руды по стволу шахты «Эксплуатационная» и уменьшить потребность в горном транспорте.
В состав нового ДКК входят камера с дробильной установкой, две камеры приводов конвейеров высотой порядка 6,5 метра и две конвейерных галереи общей протяженностью около 800 метров. Максимальная производительность каждого из конвейеров составляет 1250 тонн руды в час.

1.3.4 Комбинированный карьерный транспорт

Транспортную цепь в карьере между погрузочными и разгрузочными пунктами можно разделить на три звена: 1) транспортирование по рабочим горизонтам и соединительным бермам (обслуживает выемочно-погрузочные машины); 2) подъем (спуск) по вскрывающим выработкам на уровень господствующей поверхности (обеспечивает преодоление значительной разности высотных отметок и требуемую пропускную способность коммуникаций); 3) транспортирование на поверхности, как правило до разгрузки.

2 Специальная часть
2.1 Преимущества и недостатки конвейерного транспорта

Конвейерный транспорт отличает поточность действия, возможность достижения высокой, практически неограниченной производительности, не зависящей от длины установки; высокая степень автоматизации, незначительный штат обслуживающего персонала; большой угол наклона установки (β до 18…20°, что примерно соответствует 320...360‰). Конвейерный транспорт безопаснее, чем железнодорожный и автомобильный.
Что ограничивает его применение: ограничение по свойствам перемещаемых горных пород: при скальных крупнокусковых (более 300…50 мм) и абразивных грузов на типовых ленточных конвейерах сокращаются сроки службы ленты и поддерживающих роликов. При кусках более 800 мм транспортирование вообще невозможно. Невозможно перемещение влажных налипающих пород (глина, мел).
Преимущественное распространение на карьерах получили ленточные конвейеры, обладающие высокой производительностью и простотой эксплуатации. Как и железнодорожные пути, конвейеры подразделяют на забойные и отвальные (передвижные), передаточные и сборочные (полустационарные), подъемные, магистральные (стационарные).
Длина ставов забойных ленточных конвейеров изменяется от 100 до 1800 м, на магистральных конвейерах с многодвигательным приводом достигает 400–500 м.
Применяют также канатно-ленточные, ленточно-цепные, иногда пластинчатые конвейеры. У них функции тягового органа выполняют стальные тросы, цепи, а груз размещают на ленте или пластинчатом полотне.
В настоящее время резкое увеличение глубины рудных карьеров (свыше 300 м.) вызвало необходимость принятия соответствующих решений, исключающих выбытие производственной мощности за счет увеличения расстояния транспортирования.


2.2 Классификация, область применения и схемы конвейерного транспорта

В зависимости от места расположения каждого конвейера и его роли в транспортной цепи конвейеры подразделяются на забойные конвейеры, принимающие горную массу от вскрышных 1 или добычных 2 экскаваторов, сборочные конвейеры 4, получающие горную массу с одного или нескольких забойных и перегружающие ее на подъемный 6 и затем магистральный 7 конвейеры.



























3 расчетная часть

3.1 Расчет ленточного конвейера
3.1.1 Расчет производительности конвейера и выбор ширины ленты

Для транспортировки руды применяем резинотросовые ленты прочностью 15-60 кН/см ГОСТ Р 56904-2016. Выбираем ленту с тканевыми прокладками 1РТЛ-5000: прочность ленты S_p=6 кН/мм , максимальное допускаемое натяжение на 1 м ширины ленты S_(p.т)=700 Н/мм. Относительное удлинение при рабочей нагрузке 0,25%. Ширина ленты 1200…2000 мм. Толщина резиновой обкладки рабочей – 7,0 мм, нерабочей 7,0 мм. Толщина ленты – 30,5 мм, диаметр троса d_тр=10,6 мм, шаг троса – 17,5 мм, количество тросов 94, масса 1 м2 ленты m = 49 кг. Рекомендуемый диаметр приводного барабана D_б=2…2,5 м. Барабан цилиндрический сварной.







4 охрана труда и промышленная безопасность



4.1 Техника безопасности и охрана труда при работе на конвейере

Большинство несчастных случаев на конвейерном транспорте происходит из-за падения отдельных кусков груза с ленты, при чистке и ремонте роликов, во время передвижки конвейеров, из-за отсутствия ограждений вращающихся узлов, при перемещении людей по движущейся ленте и других нарушениях правил безопасности. Тяжелые последствия вызывают нарушения правил монтажа и демонтажа конвейеров.
Ленточные конвейеры должны оборудоваться:
а) датчиками бокового схода ленты, отключающие привод конвейера при восхождении ленты сторону более чем на 10% ее ширины;
б) аспирацией в местах перегрузки; тормозными устройствами;
в) устройствами для очистки лент и барабанов;
г) в выработках с углом наклона более 10° - устройствами, улавливающие грузовую ветвь ленты при ее разрыве, или устройствами, контролирующими целостность тросов и стыковых соединений резинотросовых лент;
д) устройством для отключения конвейера из любой точки его длины;
е) средствами автоматического и ручного пожаротушения;
ж) приводные и натяжные станции должны быть хорошо освещены;
з) на конвейерах, входящих в автоматизированные транспортные или технологические линии, предусматриваются устройства для автоматической остановки привода при возникновении аварийной ситуации.


В местах перехода через конвейер должны быть установлены переходные мостики, имеющие ширину не менее 0,6 м, с перилами. Зазор между лентой и нижней частью мостика должно быть не менее 0,4 м, а высота для прохода работников над мостиком - не менее 0,8 м
Решение о возможности дальнейшей эксплуатации ленточного конвейера, эксплуатирующегося свыше срока эксплуатации, принимается комиссией, назначенной главным инженером шахты, на основе положительного заключения экспертизы о его состоянии.

4.3 Электробезопасность, основные меры от поражения электрическим током

Электробезопасность – это система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества (ГОСТ 12.1.009-76).
Речь пойдет в основном об открытых горных разработках. Для подземных разработках правила электробезопасности гораздо жестче.
На открытых горных разработках существенное влияние на условия труда оказывают атмосферные явления (снег, дождь, град и т.д.), включая ветровые и грозовые периоды, обледенения и т.д.
Серьезной проблемой является загазованность карьерного пространства выхлопами отработанных газов автомобильным транспортом, выделением из вскрытых пород сопутствующих газов и высоким содержанием агрессивных веществ в приточных водах. Все перечисленные факторы оказывают существенное влияние на условия ведения горных работ и повышенные требования как к работающим людям, так и к техническим средствам, обеспечивающим процессы горного производства.
Одним из специфических технологических факторов, оказывающих значительное влияние на условия труда являются шум и вибрация. Уровень шумов при работе вентиляторов местного проветривания, перфораторов, породопогрузочных машин, буровых станков и экскаваторов превышает уровень 90 дБ. Наибольшим вибрационным нагрузкам подвержены машинисты подъемных установок, экскаваторов, электровозов, буровых станков и проходческих машин. При этом рабочие испытывают серьезные физические нагрузки. Тяжелая немеханизированная работа требует затрат на уровне 2,052,36 МДж/час, а работа средней тяжести с применением средств механизации оценивается на уровне 1,151,97 МДж/час.
Все вопросы, связанные с устройством электроустановок, организацией эксплуатации и обеспечением безопасности регламентируются основными действующими нормативными ПУЭ, ПЭЭП и ПТБ.
В соответствии с классификацией ПУЭ внутреннее пространство горных выработок, в которых расположено электрооборудование и ведутся работы можно отнести к любой из перечисленных в ней категорий (Правила устройства электроустановок. — М.: Энергоатомиздат, 1985.)
На открытых горных разработках доля потребителей первой категории существенно ниже, чем потребителей второй категории, но при этом электроустановки подвержены существенному влиянию природно-климатических факторов, а также технологическим особенностям ведения буровзрывных работ.




















заключение



В дипломном проекте согласно заданию было рассмотрено местоположение, показатели и потребители гайского горно-обогатительного комбината (Гайский ГОК). Были описаны основные виды карьерного транспорта: автомобильный, железнодорожный, конвейерный и комбинированный.