Анализ развития горной промышленности в России

Введение 

       Горная  промышленность – основная сырьевая и топливная база современной  индустрии, главный источник топлива, энергетики и других отраслей промышленности, сырья для черной, цветной и  химической промышленности, для производства удобрений, строительных материалов. Для обеспечения современного уровня жизни в индустриально развитых странах необходимо добывать из недр ежегодно на одного человека около 18 тонн минерального сырья, в том числе 2,5 тонны угля.

       Основным  направлением развития добычи угля на перспективу является увеличение удельного веса открытого способа добычи, строительство и ввод в эксплуатацию предприятий производственной мощностью свыше 1500000 тонн в год, которые будут обеспечивать около 80% общей добычи угля. Шахты и разрезы небольшой производственной мощностью (менее 1,5 миллиона тонн в год) наиболее гибко реагирующие на изменение экономической рыночной конъектуры, требуют значительно меньших капитальных вложений для ввода в эксплуатацию. Доля добычи угля этими предприятиями будет возрастать с 4% в 2000 году до 15% в 2010 году. С учетом необходимости увеличения добычи угля в период до 2010 года в размере 340 миллионов тонн, а так же значительного износа основных производственных фондов на угледобывающих предприятиях (60-75%), основной задачей отрасли является повышение технического уровня угольного производства. Необходимо провести техническое перевооружение действующего шахтного и карьерного фондов, внедрения добывающей техники нового поколения.

        Среди различных  направлений научно-технического прогресса на открытых горных работах можно выделить приоритетные направления: переоснащение парка буровых станков новым поколением с увеличенным диаметром скважины; компенсации дефицита дорогостоящих взрывчатых веществ промышленного производства простейшими взрывчатыми веществами, приготовленными на месте потребления; создание и широкомасштабное внедрение циклично-поточной и поточной технологии с конвейерным и комбинированным транспортом; создание и внедрение гидравлических карьерных экскаваторов; разработка нетрадиционного мобильного оборудования и технологий, обеспечивающих отработку породного и угольного массива без буровзрывной подготовки; создание и внедрение модификации автотранспорта дизель-тролейвоз; комплексное развитие и совершенствование средств для механизации вспомогательных работ.

       

       Развитие  открытого способа добычи будет  основано на переоснащении резервов высокопроизводительной горнотранспортной  техникой непрерывного цикличного действия, внедрения прогрессивной циклично-поточной технологией добычи комплексами с предельно возможными параметрами, экскаваторного и транспортного оборудования.

       В настоящее время на российском рынке  сформировались три крупнейшие компании, рассматривающие угольный бизнес как  базу для дальнейшего развития своих  стратегических интересов – это Сибирская угольная энергетическая компания (СУЭК), входящая в группу МДМ, «ЕвразХолдинг» и «Северсталь». 
 
 
 
 
 
 
 

       

       

       1. Общая часть 

       1.1. Горно-геологическая  характеристика месторождения 

       На  разрезе разрабатывается месторождение  бурого угля открытым способом. Разрабатывается  пласт простого строения, мощностью 12 метров. Месторождение имеет горизонтальное залегание.

       Мощность наносов составляет 20 метров. Породы вскрыши: некрепкие арсиялиты, алевролиты, сланцы.

       Породы  ниже средней крепости, имеют коэффициент  крепости по шкале профессора М.М. Протодъяконова f = 2-3.

       Карьерное поле имеет форму вытянутого прямоугольника. Размер карьера по простиранию пласта 4800 метров, вкрест простиранию пласта 1650 метров.

         Водообильность пласта и вмещающих  пород значительная. Вдоль разреза  протекает ручей «Безымянный».

       Производственная  мощность разреза по расчету составляет 4000000 тонн в год.

       Срок  службы карьера составляет 27 лет.

       Курсовым  проектом требуется рассчитать объем  вскрыши, запасы полезного ископаемого, выбрать и обосновать способ вскрытия, произвести расчет капитальной траншеи  по вскрыше. 
 
 
 
 
 
 

       

       

       1.2. Определение предельной  глубины карьера и технических границ 

       

где  Н_в – мощность вскрыши (наносов), м;

    Н_п – мощность пласта, м;

    L – размер карьера по простиранию залежи, м;

    В – размер карьера вкрест простиранию залежи, м;

    Н_к – глубина карьера, м;

    γ_р, γ_н – углы погашения рабочего и нерабочего борта карьера, град;

    γ_т – угол погашения борта карьера с торца, град.

Рисунок 1.1. Схема к определению размеров карьера

       Глубина карьера:

             Нк = Нв + Нп , м (1.1)

             Нк = 20 + 12 = 32 м

       В зависимости от коэффициента крепости f = 2-3 и так как водообильность значительная принимаем углы откоса бортов карьера:

       γ_р = 15°

       γ_н = 25°

       γ_т = 20°

       Размер  карьера вкрест простиранию под  наносами:

             В₁ = В – Н_в · (ctg γ_р + ctg γ_н), м (1.2)

             В₁ = 1650 – 20 · (ctg 15° + ctg 25°) = 1532,5 м

       Размер  карьера вкрест простиранию по дну:

             В₂ = В – Н_к · (ctg γ_р + ctg γ_н), м (1.3)

             В₂ = 1650 – 32 · (ctg 15° + ctg 25°) = 1462 м

       Размер  карьера по простиранию под наносами:

             L₁ = L – 2H_в · ctg γ_т, м (1.4)

             L₁ = 4800 – 2 · 20 · ctg 20° = 4690,1 м

       Размер  карьера по простиранию по дну:

             L₂ = L – 2H_к · ctg γ_т, м (1.5)

             L₂ = 4800 – 2 · 32 · ctg 20° = 4624,2 м 

       1.3. Подсчет геологических  и промышленных  запасов угля, объема  горной массы в  карьерном поле 

       Объем вскрышных пород (вскрыши):

 

       

 

       

       

       Геологические запасы полезного ископаемого: 

         
 

       

 

       Определение промышленных запасов полезного  ископаемого: 

             Q_пр = V_п ∙ γ_пи ∙ k_из, т (1.8) 

где   γ_пи – объемный вес полезного ископаемого, т/м³ (для бурого угля γ_пи= 1,1 – 1,35 т/м³);

    k_из – коэффициент извлечения полезного ископаемого из недр (0,95 – 0,97) 

       Q_пр = 83675014,05 ∙ 1,15 ∙ 0,96 = 92377215 т 

       1.4. Определение среднего  коэффициента вскрыши,  срока службы разреза  и его производственной  мощности 

       Средний коэффициент вскрыши: 

       

 

       

       

       

        При проектировании карьеров большое значение имеет  выбор оптимального календарного режима работы, при котором обеспечивается рациональное использование горнотранспортного оборудования, максимальная производительность труда и минимальные затраты на производство товарной продукции.

       Производственная  деятельность карьеров (разрезов) характеризуется рядом показателей, среди которых важнейшими являются производственная мощность, производительность по полезному ископаемому, производительность по вскрыше или производительность по горной массе.

       При выборе той или иной формы организации работ на карьере следует учитывать, прежде всего, условия, обеспечивающие высокую производительность экскаваторов. Обычно для мощного и дорогостоящего оборудования принимают непрерывный (двухсменный) режим работы карьера, что позволяет повысить суточную производительность экскаватора и уменьшить себестоимость выемки 1м³ породы за счет амортизационных отчислений.

       На  угольном разрезе при применении мощного горного оборудования по добыче угля принимаем 354 рабочих дня  в году с двумя рабочими сменами с продолжительностью смены 12 часов.

       Срок  службы карьера: 

         

   где  t₁, t₂ – соответственно время на развитие и затухание работ (1,5 – 2 года);

        П_год – годовая производительность мощность карьера по добыче, т (4000000 т/г) 

          

        Производственная  мощность карьера по вскрыше: 

          

        

        

   где k_н – коэффициент неравномерности распределения вскрыши по годам разработки. 

   

 

       Таблица 1.1 – Производственная мощность карьера 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       

       

       2. Вскрытие месторождения  и проходка траншей 

       Вскрытием называют горные и строительные работы по созданию на карьере комплекса  капитальных и временных траншей  и съездов, а также других горных выработок и сооружений, обеспечивающих грузотранспортную связь между рабочими горизонтами и приемными пунктами.