Второй калийный горизонт РУП ПО "Беларуськалий" - Диссертация

Высокая конкуренция на мировом и внутреннем рынке калийных удобрений, увеличение глубины работ и вовлечение в отработку новых площадей определяют постоянную необходимость совершенствования техники и технологии добычи калийных солей при минимизации долгосрочных инвестиций в горнодобывающие предприятия и обеспечении долгосрочной их рентабельности. Одной из характерных черт работы предприятий, отрабатывающих месторождения минеральных солей, является невысокое извлечение полезного ископаемого (0.3-0.8, в среднем 0.45-0.55) относительно угольных месторождений, где коэффициент извлечения может достигать значений 0,9 и выше. В основном, это связано с необходимостью сохранять сплошность вышележащих пород при отработке месторождений, что определяет параметры систем разработки, а также со значительным количеством имеющихся мировых запасов (мировые запасы каменной моли составляют 3,5I106 млрд. т, калийной соли в пересчете на 100% K20 - 8I103 млрд. т [1], что приводит к их нерациональной эксплуатации. Помимо этих вопросов, в работе рассмотрено геологическое строение Старобинского месторождения, описаны способы вскрытия и подготовки шахтного поля. Целью исследования является разработка способов селективного извлечения запасов калийных руд при разработке краевых зон рудничного поля, а также повышающих содержание (KCL) в руде, поступающей на обогатительную фабрику.Первое рудоуправление ОАО "Беларуськалий" эксплуатирует юго-западную часть Старобинского месторождения, расположенного на территории Солигорского, Любанского районов Минской области РБ. В непосредственной близости от промплощадки расположена железнодорожная станция "Калий-1" Белорусской железной дороги. Станция соединена железной дорогой со станцией "Слуцк", стоящей на магистрали "Осиповичи-Барановичи". Водоснабжение населенных пунктов и промышленных предприятий района осуществляется за счет подземных вод водоточных горизонтов (девон) за пределами месторождения. При разработке калийных месторождений подземным способом попадание воды и рассолов в горные выработки является недопустимым, в связи с чем система разработки должна обеспечить отсутствие опасных деформаций в водозащитной толще, которые могут привести к нарушению ее сплошности (разрыву, появлению водопроводящих трещин) [1,3,4,5].Камерные системы разработки применяются ограниченно, в тех случаях, когда применение столбовых систем с полным обрушением кровли является небезопасным и/или нецелесообразным, т.е. на участках месторождения с недостаточной мощностью ВЗТ, при отработке краевых зон и зон около тектонических нарушений, при отработке небольших участков неправильной формы и т.д. При этом наибольшее распространение получила система с оставлением податливых целиков, позволяющая снизить потери руды в междукамерных целиках по сравнению с системой с жесткими целиками. Последняя применяется на участках с недостаточной мощностью ВЗТ, а также является наиболее распространенной горной мерой охраны объектов на поверхности. Подготовка панели (столба) при всех вариантах камерной системы разработки производится по одинаковым схемам (рис. При подготовке панели по ее флангу, примыкающему к неотработанному массиву, проходят панельные выработки: конвейерный 1, транспортный 2 и вентиляционный 3 штреки [8,9,10].Комбайн "Урал-10 КС" (рис.2.6) предназначен для проходки подготовительных выработок и очистной выемки в камерах калийных пластов мощностью 2,1-2,6 м с сопротивлением резанию до 4,5 КН/см [11]. 2.6 Комбайн "Урал-10 КС" (а) и его кинематическая схема (б): 1,6 - рукояти; 2 - забурник; 3 - резцовый диск; - раздаточный редуктор; 5 - барабан; 7 - щит ограждения; 8 - электродвигатель; 9 - редуктор; 10 - платформа; 11 - ось; 12 - гусеничный ход; 13 - электродвигатель; 14 - кронштейн; 15 - насосная станция; 16 - лыжа; 17 - система смазки; 18, 20,22 - цилиндры; 19 - бурильная установка; 21 - концевая секция конвейера; 23 - приводная головка; 24,25 - соответственно электрический и гидравлический пульт; 28 - бермовый орган; 27 - коническая передача; 28,41 - цилиндрические передачи; 29 - вал; 30-32, 35, 39, 40 - шестерни; 33,34,38,42,43 - планетарные передачи; 36 - полный вал; 37 зубчатая муфта Комбайн включает сдвоенный главный исполнительный орган, отбойное устройство, бермовый орган, конвейер, ходовую часть, бурильную и пылеотсасывающую установки, щит, гидравлическое и электрическое оборудование. Каждый из двух главных исполнительных органов включает основной редуктор, раздаточный редуктор с двумя раздвижными рукоятями, два резцовых диска и забурник. Переносное вращение резцовым дискам сообщается от электродвигателя через планетарные передачи, цилиндрическую пару, зубчатую муфту и полый вал, к которому прифланцован раздаточный редуктор с резцовыми дисками.В первом случае отработку запасов блока камерами ведут добычным комбайном избирательного действия из заезда на всю длину камеры, начиная с верхнего слоя сильвинита при одновременном креплении кровли анкерами, а отр

Оглавление

Введение

1. Характеристика района месторождения и общие сведения

1.1 Общие сведения о месторождении

2. Применяемые системы разработки для второго горизонта

2.1 Описание, параметры и показатели

2.2 Описание и технические характеристики комбайна Урал-10КС

3. Предлагаемая технология и механизация отработки второго горизонта

3.1 Описание технологии и механизации

3.2 Расчеты параметров камерной системы разработки с селективной выемкой руды

3.3.1 Обоснование параметров системы разработки

4. Технико-экономическая эффективность предлагаемой селективной выемки

4.1 Расчет технологических параметров

4.1.1 Расчет нагрузки на очистной забой при выемке комбайном Урал-10КС

4.1.2 Расчет нагрузки на очистной забой при выемке комбайном Bucyrus Model 25 M0

4.1.3 Расчет времени рейса самоходного вагона

1.2 Расчет экономических показателей

1.2.1 Участковые затраты

1.2.2 Расчет себестоимостей

1.2.3 Затраты на доставку породы, выдаваемую на поверхность

1.2.4 Приведенные затраты по вариантам

Заключение

Список литературы

Актуальность темы исследования.

Высокая конкуренция на мировом и внутреннем рынке калийных удобрений, увеличение глубины работ и вовлечение в отработку новых площадей определяют постоянную необходимость совершенствования техники и технологии добычи калийных солей при минимизации долгосрочных инвестиций в горнодобывающие предприятия и обеспечении долгосрочной их рентабельности. Это актуально как для действующих, так и для проектируемых рудников.

Одной из характерных черт работы предприятий, отрабатывающих месторождения минеральных солей, является невысокое извлечение полезного ископаемого (0.3-0.8, в среднем 0.45-0.55) относительно угольных месторождений, где коэффициент извлечения может достигать значений 0,9 и выше. В основном, это связано с необходимостью сохранять сплошность вышележащих пород при отработке месторождений, что определяет параметры систем разработки, а также со значительным количеством имеющихся мировых запасов (мировые запасы каменной моли составляют 3,5I106 млрд. т, калийной соли в пересчете на 100% K20 - 8I103 млрд. т [1], что приводит к их нерациональной эксплуатации.

В нижней промышленной пачке II калийного горизонта выделяется три слоя: верхний сильвинитовый, средний галитовый и нижний сильвинитовый. Такие геологические условия создают предпосылки для внедрения селективных систем разработки. Это осуществимо при использовании проходческого комплекса Bucyrus с баровым исполнительным органом.

Помимо этих вопросов, в работе рассмотрено геологическое строение Старобинского месторождения, описаны способы вскрытия и подготовки шахтного поля. Особое внимание уделено системе разработки со слоевой выемкой соли. Также приведены технические характеристики применяемого на руднике оборудования - как проходческого, так и очистного.

Целью исследования является разработка способов селективного извлечения запасов калийных руд при разработке краевых зон рудничного поля, а также повышающих содержание (KCL) в руде, поступающей на обогатительную фабрику.

Основные задачи исследования обусловлены целью исследования и заключаются в следующем: · рассмотрение геологического строения Старобинского месторождения;

· выбор способов вскрытия и подготовки шахтного поля;

· анализ применяемых систем разработки для второго горизонта определение их достоинств и недостатков;

· разработка схем селективного извлечения руды при камерной системе разработки

· геомеханическое обоснования параметров предлагаемой системы

· расчет экономического эффекта

Предметом исследования является разработка Второго калийного горизонта в условиях третьего рудоуправления.

Объектом исследования является Второй калийный горизонт РУП ПО "Беларуськалий".

Методы исследования. Общей теоретической и методологической основой работы явились исследования в области ведения очистных работ на калийных рудниках. Экспериментально-аналитическое моделирование полей параметров напряженно-деформированного состояния исследуемого массива, анализ полученных результатов

Публикации. По теме диссертации было опубликовано 2 статьи, получен патент на изобретение, опубликована заявка на получение патента.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения и содержит 64 страницы основного текста, 9 таблиц, 31 рисунок, а также список литературы из 17 наименований.