Разработка мероприятия по повышению эффективности производства на шахте «Алардинская» ОАО «Южкузбассуголь» при изменении организации работ, за счет выбора

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Разработка мероприятия по повышению эффективности производства на шахте «Алардинская» ОАО «Южкузбассуголь» при изменении организации работ, за счет выбора рациональной схемы работы комбайна

экономический горный комбайн Шахта «Алардинская» входит в состав ОАО «Южкузбассуголь» (Evraz Group).

Компания Южкузбассуголь — сложный технологический комплекс по добыче и переработке угля, который объединяет шахты, две обогатительные фабрики и специализированные вспомогательные предприятия. В настоящее время добыча угля ведется на шахтах «Алардинская», «Есаульская», «Осинниковская», «Усковская», «Ерунаковская-VIII». Территориально шахты находятся в четырех городах Кузбасса — Белово, Осинниках, Калтане.

Основные показатели компании:

В 2012 году в ОАО «ОУК «Южкузбассуголь» добыто более 12 млн тонн угля, произведено более 5 млн тонн концентрата. 5 действующих предприятий в России и 1 предприятие в Казахстане.

По состоянию на 30.09.13 доказанные и вероятные запасы по JORC составляют 498,98 млн тонн.

Компания поставляет уголь большинству ведущих металлургических заводов и предприятий России и СНГ. Крупным потребителем продукции Южкузбассугля является ОАО «ЕВРАЗ Объединенный Западно-Сибирский металлургический комбинат».

В разрезе угленосных отложений месторождения Алардинское вскрыто до 34 пластов угля, в том числе 16 рабочей мощности.

Балансовые запасы угля по состоянию на 01.01.2012 года составили 292,5 млн.т., в т. ч. промышленные 189,7 млн.т.

Годовая добыча — 3220 млн.т.

В данном курсовом проекте отражены вопросы геологического строения рассматриваемого угольного пласта, приведены характеристики оборудования, применяемого для очистной выемки.

Детально рассмотрены параметры системы разработки, рассчитана производительность лавы 3−32, пласта 3−3а. особо подробно рассмотрены вопросы организации очистной выемки. Разработаны мероприятия по повышению эффективности производства в добычном блоке месторождения «Алардинское» при изменении организации работ за счет выбора рациональной схемы работы комбайна.

1. Описание и анализ существующей технологии, механизации и организации производства на участке

1.1 Краткая геологическая и гидрогеологическая характеристика участка шахтного поля

Поле шахты «Алардинская» расположено в Кондомском геолого-экономическом районе Кузбасса. Административно входит в границы Новокузнецкого района Кемеровской области. Ближайшие промышленные центры — города Калтан, Осинники расположены соответственно в 10 и 22 км севернее участка. В западной части участка проходит электрифицированная ж/д Новокузнецк — Таштагол и асфальтированная автодорога.

Протяженность шахтного поля по простиранию — 10,2 км, вкрест простирания — 4,0 км. Площадь — 3803,0 га.

Гидрогафическая сеть на поле шахты имеет перистый вид. Она представлена реками Кондома, Большой и Малый Теш и их притоков. Рельеф, сильно изрезанный за счет глубоко врезанных узких долин рек и ручьев.

Продуктивная толща шахтного поля сложена угленосными отложениями промежуточной, ишановской и кемеровской свит верхнебалахонской подсерии балахонской серии Кузбасса. Продуктивные отложения перекрываются безугольными породами ускатской свиты, завершающими разрез балахонской серии.

Условно угленосные отложения шахтного поля подразделяются на две толщи:

— «верхнюю кандышскую», включающую пласты кемеровской свиты от 1 до 12 (Алардинский район)

— «нижнюю кандышскую», включающую пласты ишановской и промежуточных свит от 14 до 30 включительно (Малиновский район)

Всего с учетом расщеплений «верхняя кандышская» толща содержит 14 угольных пластов с балансовыми запасами по пластам 1, 3, 3−3а, 3а, 6,7, 7−9, 9, 9а, 9−9а, 11а, 11, 11−12, 12 общей мощьностью 220 м. Из них пласты, 3, 3−3а, 6, 7−9, 9−9а, 11−12 относятся к мощьным пластам (3,5−11,5 м), остальные к пластам средней мощности (1,5−3,49м).

В настоящее время работы ведутся на двух пластах Алардинского месторождения — на пласте 3−3а и 6. Пласты имеют пологое залегание (10−18°) и сложное строение.

Филиал «Шахта «Алардинская» отнесен к сверхкатегорной по газу метану и опасной по взрываемости угольной пыли, пласт 6 склонен, а пласт 3−3а весьма склонен к самовозгоранию. Пласты 3−3а и 6 отнесены с глубины 150 м к угрожающим по горным ударам, а с глубины 300м — к угрожаемым по внезапным выбросам угля и газа.

Угли рассматриваемого участка относятся к группе коксующихся среднеметаморфизированных углей марок К, КС, ОС, ТС. Угли малосернистые, содержание серы в углях пригодных для коксования составляет 0,17−0,85%, т. е. значительно меньше предельного содержания, установленного требованиями ГОСТ 8163–87. Удельная калорийность углей составляет 8312−8676 ккал/кг.

Основным направлением использования углей пластов 1, 3−3а, 6 марки КС и ТС следует считать использование их для получения металлургического кокса.

Балансовые запасы угля по состоянию на 01.01.2012 года составили 292,5 млн.т., в т. ч. промышленные 189,7 млн.т.

Годовая добыча — 3600 тыс.т.

Расчетный срок службы шахты — 53 года (производная величина исходя из промышленных запасов и годовой добычи).

1.2 Вскрытие месторождения и применяемые системы разработки

Согласно действующей классификации месторождений полезных ископаемых, поле шахты «Алардинская» относится к 1-й группе по сложности геологического строения.

Для Алардинского месторождения основными факторами, влияющими на выбор способа вскрытия являются: характер местности, глубина залегания месторождения, параметры залегания угольного пласта, применяемое горношахтное оборудование.

Учитывая горно-геологические условия залегания пласта 6 и опят отработки пласт шахты «Алардинская», принята система разработки длинными столбами по простиранию с полным обрушением кровли. Отработка пласта 6 средней мощностью 5,2 предусматривается в два слоя. Порядок отработки слоев пласта — нисходящий.

Направление отработки выемочных столбов обратное от фланговых уклонов к центральным уклонам.

В связи с опасностью пластов по горным ударам и опсностью по внезапным выбросам угля и газа с глубины 300 м, очистные и подготовительные работы необходимо вести по мероприятиям по предупреждению горных ударов и внезапных выбрасов.

Из-за склонности пластов к эндогенной пожароопасности пласта горные работы предусматривается вести с соблюдением «Инструкции по предупреждению эндогенной пожароопасности пласта».

В соответствии с «Технологическими схемами разработки пологих и наклонных пластов Кузнецкого бассейна», 1989 года, для отработки запасов угля в лаве 6−1-14 принимается схема 18: способ подготовки — двукрылой панелью, система разработки — длинные столбы по простиранию, управление кровлей — полное обрушение, погашение выемочных выработок — вслед за подвиганием очистного забоя.

Все выработки лавы пройдены комбайнами типа КСП-32.

Применяемая система разработки является оптимальной и наиболее полно соответствует данным горно-геологических условиям отрабатываемого месторождения. Основными недостатками данной системы разработки являются: нерациональная схема работа комбайна, отсутствие мероприятий по дегазации шахтного поля и нерациональная схема проветривания. На данный момент эта система разработки перестала полностью оправдывать себя, так как применяемая схема работы комбайна значительно снижает фактическую производительность техники.

1.3 Механизация работ

В соответствии с «Технологическими схемами разработки пологих и наклонных пластов Кузнецкого бассейна», 1989 года, для отработки запасов угля в лаве 6−1-14 принимается схема 18: способ подготовки — двукрылой панелью, система разработки — длинные столбы по простиранию, управление кровлей — полное обрушение, погашение выемочных выработок — вслед за подвиганием очистного забоя.

Все выработки лавы пройдены комбайнами типа КСП-32. Тип, параметры и плотность крепи обоснованы при привязке выработок и их сопряжений и приведены в расчетах анкерной крепи.

Комплекс Глиник 22/47 обеспечивает полную механизацию процессов выемки и доставки угля, крепление лавы.

В виду значительной вынимаемой мощности пласта, а также с целью снижения усилий действующих на комбайн, принимаем схему работы комбайна послойно комбинированную, то есть при движении комбайна вниз вынимается основная часть пласта 4 м, при движении комбайна вверх вынимается оставшаяся часть 1,2 м и производится зачистка дорожки.

Цикл работ по выемке одной полосы угля следующий:

В исходном положении комбайн находится у вентиляционного штрека. Лавный конвейер придвинут к забою. Секции с сокращенными козырьками также придвинуты к забою.

Двигаясь вверх, комбайн зарубается в пласт по «косому заезду», далее комбайн, двигаясь вниз, вынимает ленту угля мощностью 4 м. Следом с отставанием не более 3−5 секций производится задвижка секций.

Сняв полосу угля, по всей длине лавы шириной 0,8 м, комбайн начинает движение вверх, вынимает нижнюю оставшуюся пачку угля мощностью 1,2 м и зачищает дорожку. Следом за комбайном задвигается конвейер. Секция крепи (концевая) на вентиляционном штреке передвигается вместе с секциями лавы. Комплектация основного оборудования в лаве:

1. Механизированная крепь «Глиник 22/47» в количестве 127 секций;

2. Выемочный комбайн KSW-1140Е;

3. Забойный конвейер Rybnik-1100-E330/45;

4. Перегружатель GROT-260/1104;

5. Дробилка SK-11/15.

Таблица 1. Техническая характеристика крепи Глиник 22/47

Таблица 2. Техническая характеристика конвейера «Rybnik 1100»

Таблица 3. Техническая характеристика комбайна KSW-1140ЕZ

Таблица 4. Техническая характеристика штрекового перегружателя «GROT1100»

Таблица 5

Техническая характеристика дробилки «SCORPION 3000»

По технической характеристике лавного конвейера «Rybnik 1100» с двумя приводными головками мощностью по 520 кВт производительность конвейера составляет 3020 т/ч, или qлк = 3020/60= 50 т/мин По технической характеристике штрекового перегружателя «GROT 1100» его производительность составляет 3100 т/ч при одном приводе мощностью 400 кВт или

qлк = 3100/60= 51 т/мин.

Приемная способность штрекового ленточного конвейера должна составлять не менее: 14,35/0,9 = 15,9 м³/ мин Для транспортировки угля из лавы по конвейерному штреку принимаем конвейер типа 2ПТ-120 со скоростью движения ленты 2,5 м/сек и двумя приводными блоками мощностью по 250 кВт каждый и приемной способностью 22,2 м³/мин.

Перегружатель «GROT1100 расположен в конвейерном штреке. Перегружатель является составной частью добычного комплекса и выполняет транспортировку отбитого угля из забоя на ленточный конвейер. Перегружатель передвигается вперед, как одно целое при помощи дополнительных устройств передвижки в штреке.

В конструкцию перегружателя интегрирована ударно валковая дробилка «SKORPION 3000». Дробилка измельчает поступающие крупные куски угля до крупности, пригодной для транспортировки на ленточном конвейере. Большие фракции породы будут размельчаться посредством ротора дробилки, маленькие фракции транспортируются под ротором. Дробилка работает от электродвигателя. Привод приводится в движение при помощи ремней с передаточным числом 4: 1, ремень закрепляется через балансир электродвигателя.

Транспорт полезного ископаемого. Протяженность конвейерной линии по конвейерному штреку от камеры до конвейерного уклона 1/6 составляет 1100 м.

Транспортировка угля от лавы 6−1-14 будет производиться по конвейерному штреку 6−1-14 ленточным конвейером 2ПТ-120 на ленточный конвейер ЛУ-120 наклонного конвейерного штрека, на ленточный конвейер 2ПТ-120 конвейерного штрека 6−1-10 и далее на ленточный конвейер «КОНТИНЕНТАЛЬ» длиной 1095 м, установленный в конвейерном уклоне 1/6, на главную конвейерную штольню и далее на поверхность.

В лаве 6−1-14 транспортировка угля будет производиться скребковым конвейером «RYBNIK 1100». Расчетная производительность конвейера при наибольшем грузопотоке составляет 3000 т/час.

Производительность комбайна KSW — 1140Е — 978 т/час, что менее производительности конвейера. Из лавы уголь будет транспортироваться на перегружатель «GROT 1100» длиной 40 метров.

1.4 Работа вспомогательных участков и служб шахты

Распределение воздуха по горным выработкам будет производиться следующим образом:

Проветривание Алардинского района осуществляется при помощи главной вентиляторной установки TAF 45.2/24−1, смонтированной на промплощадке вентиляционного ствола пл. 6.

От вентиляторной установки свежий воздух поступает по вентиляционному стволу пл. 6 до нижней точки (горизонт ±0м). С горизонта ±0м часть воздуха через основной штрек пл. 6 поступает в подготовительные забои Центрального блока пл. 6. Проветривание лавы 6−1-14 производится через основной штрек пл. 6, конвейерный штрек 6−1-14, по бремсберговой схеме. Исходящая струя воздуха из лавы 6−1-14 поступает через сбойку на конвейерный штрек 6−1-10, на путевой уклон 1/6 и на поверхность. Исходящие струи воздуха из конвейерного штрека 6−1-21 и вентиляционного штрека 6−1-21 поступают на конвейерный бремсберг пл. 6, фланговый уклон 2/6 и на поверхность. Отвод МВС производится через выработанное пространство лавы 6−1-14, через скважину D-600мм., пробуренную с поверхности на пласт 6, и далее на поверхность при помощи газоотсасывающей установки 2УВЦГ-15.

На момент запуска лавы 6−1-14 пройдены необходимые выработки, обеспечивающие проветривание, доставку людей и материалов в лаву, выдачу горной массы из комплексно-механизированного очистного забоя.

Конвейерный уклон 1/6 протяженностью 1100 метров пройден до поверхности по почве пласта 6 сечением 13 м², закреплен на металлическую арочную крепь А-13/22 и предназначен для транспортирования горной массы из лавы 6−1-14 на Главную конвейерную штольню и далее на поверхностный угольный склад.

Людской уклон 1/6 протяженностью 900 м пройден с поверхности по почве пл. 6 сечением 13 м², закреплен на металлическую арочную крепь А-13/22 и предназначен для механизированной доставки людей по ККД с поверхности на гор. ±0м.

Путевой уклон 1/6 протяженностью 1115 м пройден по кровле пласта 6 сечением 10−13м², закреплен в нижней части на АСП, в верхней части на металлическую арочную крепь А10−17 и А-13/22. Предназначен для выдачи исходящей струи воздуха из лавы на поверхность.

Вентиляционный ствол пласта 6 протяженностью 825 м пройден с поверхности по кровле и почве пласта 6 сечением 25 м², закреплен в верхней части и в местах пересечения выемочных выработок (кроссингах) на металлическую арочную крепь КМП-А4−25−27, на остальном протяжении на АСП. Выработка предназначена для подачи свежей струи воздуха с поверхности на горизонт ±0м Алардинского района.

Конвейерный штрек 6−1-14 протяженностью 1000 м пройден с путевого уклона 1/6 по кровле пласта 6 сечением 19,0 м², закреплен на АСП и предназначен для подачи свежей струи воздуха в лаву, доставки материалов, людей и оборудования, выдачи горной массы.

Вентиляционный штрек 6−1-14 протяженностью 818 м пройден с путевого уклона 1/6 по кровле пласта 6 сечением 19,0 м², закреплен на АСП и предназначен для выдачи исходящей струи воздуха из лавы на путевой уклон 1/6, доставки людей, материалов и оборудования.

Газодренажная скважина протяженностью 214 м пройдена с поверхности на пласт 6 диаметром 508 мм сечением 0,3 м². Скважина расположена вертикально. Предназначена для изолированного отвода газовоздушной смеси из выработанного пространства лавы 6−1-14.

Для обеспечения изолированного отвода метана из выработанного пространства лавы 6−1-14, на пром. площадке устья скважины, пробуренной в лаву 6−1-14, по отдельному рабочему проекту смонтирована газоотсасывающая установка 2УВЦГ-15.

Транспортировка материалов и оборудования по вентиляционному и конвейерному штрекам 6−1-14 производится по подвесной дороге ДП-155, по которой, в качестве тягового средства используется монорельсовый подвесной локомотив типа DLZ-110 °F с тяговым усилием 110 кН. Трасса подвесной дороги выполнена из двутаврового профиля ДП — 155, который закреплен к кровле посредством специальных подвесных устройств. На маршрут, оборудованный подземной подвесной дорогой, составлен «Проект подвесной монорельсовой дизельной дороги для условий филиала «Шахта «Алардинская» ОАО «ОУК «Южкузбассуголь», утвержденный в установленном порядке.

Вентиляционный штрек лавы 6−1-14 предназначен для выдачи исходящей струи из лавы, передвижения людей, а также для транспортирования материалов и оборудования в лаву и обратно.

Выработка оборудована монорельсовой дорогой, по которой с помощью подвесного локомотива выдаётся или доставляется оборудование, материалы от устья вентиляционного штрека в лаву и обратно.

Конвейерный штрек лавы предназначен для выдачи угля из лавы, передвижения людей, подачи свежего воздуха в лаву, а также для выдачи оборудования и материалов после окоротки конвейера по мере подвигания лавы.

Перевозка людей к месту работы производится автомобильным транспортом от АБК по поверхности до устья людского уклона 1/6. Далее по людскому уклону 1/6 на канатно-кресельной дороге до концевой станции, далее пешком по конвейерному штреку 6−1-10 до вентиляционного штрека 6−1-14.

По штрекам люди перемещаются пешком.

Выход людей на поверхность осуществляется в обратной последовательности.

В настоящее время по пласту 6 в работе находятся три водоотливные установки:

· центральный водоотлив на гор. -100 м — оборудован насосами ЦНС-180/25,5 — 2 шт. (1 рабочий, 1 резервный), объем водосборников 2×250 м3, фактический водоприток составляет — 4 м3/ч, ожидаемый — 10 м3/ч;

· водоотлив на гор. ±0 м — оборудован насосами ЦНС-300/34,0 — 2 шт. и ЦНС-180/12,8 (1 рабочий, 2 резервных), объем водосборников 2×250 м3, фактический водоприток составляет — 70 м3/ч, ожидаемый — 150 м3/ч;

· участковый водоотлив лавы 6−1-14 на фланговом бремсберге 26−53 гор. -220 м — оборудован насосами 6Ш-8 — 3 шт. (1 рабочий, 1 резервный, 1 в ремонте) водоприток составляет — 10 м3/ч, ожидаемый — 30 м3/ч.

По итогам 2013 года никаких серьезных аварий и травм работников не зафиксировано, что свидетельствует об эффективной работе вспомогательных и обслуживающих служб.

1.5 Организация производства и труда

Режим работы шахты принят следующий:

Количество рабочих дней в году:

— для шахты — 356

— на очистных работах — 302

— для подземных рабочих — 252

Количество смен по добыче и проходке — 3

Количество ремонтных смен — 1

Продолжительность смен:

— на подземных работах — 6 часов

— на поверхности — 8 часов.

На добычных и проходческих участках применяются комплексные бригады, которые формируются из рабочих различных профессий. Они выполняют комплекс технологически разнородных, но взаимосвязанных работ и охватывают полный цикл производства продукции на шахте. На данный момент добычной участок работает по сквозному графику, то есть каждую смену выходит одно звено комплексной бригады. На всех остальных, вспомогательных и других участках, рабочие бригадной формой не объяты.

1.6 Формы и системы оплаты труда

На шахте установлена единая система положений оплаты труда, а также положение о контроле над расходованием средств на оплату труда.

Сейчас предприятие применяет четыре системы оплаты труда: сдельная, повременная, сдельно-премиальная, повременно-премиальная.

Шахта образует фонд оплаты труда и фонд расходования средств, получаемых от реализации продукции, и распределяет их по своим структурным подразделениям.

Фонд заработной платы по шахте определяется расчетным методом отдельно для промышленно-производственного персонала, персонала непромышленной группы, несписочного состава.

Фактически фонд оплаты рассчитывается исходя из следующей его структуры:

1.Рабочие: сдельная оплата, повременная оплата, премии, оплата отпусков, выслуга лет, прочие выплаты (госообязанности, больничные и др.).

2.Руководители, специалисты, служащие: оплата по окладам, премии, оплата отпусков, выслуга лет, прочие выплаты.

Таблица 6. Явочная численность персонала

2. Организационно-технические мероприятия по улучшению технико-экономических показателей работы в добычном блоке с обоснованием экономической эффективности

Курсовой проект рассчитывается для лавы 6−1-14, пласт 6.

В настоящее время на шахте применяют уступную схему работы комбайна. Исходя из большой газообильности. метановыделения и мощьности пласта необходимо рассмотреть возможность перехода работы комбайна на одностороннюю с применением дегазационной станции фирмы «PMG».

Необходимо разработать мероприятия по повышению эффективности производства при изменении организации работ за счет выбора рациональной схемы работы комбайна.

Ниже представлен расчет внесенных изменений.

2.1 Расчет графика организации и планограммы очистной выемки при односторонней схеме работы комбайна

Таблица 7. Расчетные данные

Суточная нагрузка на очистной комбайн определяется по производительности комбайна при уступной выемке угля:

А_сут = q* k_м * T_см*n_см,* К_кн т, А_сут = 8,9 *0,398*360*3*0,85=3251,7 т.

Добыча угля из очистного забоя при снятии комбайном одной полосы:

Д_к=L_л* m*k_m*r*k_r* г*n_п* Ккн, т;

Д_к=200*5,2*0,87*0,8*0,95*1,36*1=794,9 т.

Число циклов:

В сутки n_ц= 3251,7 /794,9 =4

В смену n_см=4/3=1,36

Проектируемая среднесуточная нагрузка на очистной забой:

А_{пр. сут.}= А_сут=3251,7 т;

Продолжительность выполнения отдельных рабочих процессов и операций:

— непосредственно выемка угля комбайном на цикл:

верхняя пачка Т_вц=L_k/V_п1=200/2,8=71,4 мин;

нижняя пачка: Т_вц=L_k/V_п2=200/3,4=58,8 мин;

общее время: 71,4+58,8=130,2 мин;

на смену Т_вс=130,2 *1,36=177,07 мин;

— вспомогательные операции, прерывающие работу комбайна:

на цикл Т_всп.ц.=t_всп*L_k*2=0,016*200*2=6,4 мин;

на смену Т_всп.см=6,4*1,6=10,24 мин;

— подготовка комбайна к выемке следующей полосы угля: осмотр комбайна, замена зубков и доливка масла на цикл Т_осм.ц=t_осм*L_k*2=0.077*200*2=30,8 мин;

на смену Т_осм.с=30,8*1,6=49,28 мин;

— передвижка конвейера:

на цикл Т_п.к.ц=t_п.к.*L_п=0,065*200=13 мин;

на смену Т_п.к.с=13*1,6=20,8 мин;

— перегон комбайна для осуществления «косого заезда»:

на цикл Т_п.ц=L_кз/v_з=15/6,7=2,23 мин;

на смену Т_п.с=2,23*1,6=3,56 мин;

— самозарубка комбайна в пласт «косым заездом»:

на цикл Т_к.з.ц=L_кз/v_п=15/2,97=5,05 мин;

на смену Т_к.з.с=5,05*1,6=8,08 мин Продолжительность цикла работ:

Т_ц= Т_вц+Т_всп.ц +Т_осм.ц + Т_п.к.ц +Т_п.ц +Т_к.з.ц=130,2 +6,4 +30,8 +13+2,23 +5,05=187,68 мин;

Техническая надежность оборудования и техническая надежность сменных звеньев определяется с учетом затрат времени на выполнение в течение смены подготовительно-заключительных операций и проветривания забоя:

= =255 мин;

Продолжительность перерывов:

T_пер=(255−187,68)=67,32 мин.

Время на отдых T_отд=Н_отд*(t_в+t_всп)=0,3*(130,2 +10,24)=42,1 мин.

Следовательно

Принимаемый график выполнения цикла работ и планограмма работ приведены на чертеже.

Средняя скорость выполнения смежных рабочих процессов в комбайновой части лавы одним человеком.

— скорость передвижки секций крепи, равная 2,5 м/мин.

— скорость зачистки оснований секций крепи, равная 2 м/мин.

м/мин.

Определим скорость выполнения смежных рабочих процессов, которая обеспечивает безостановочную работу комбайна.

м/мин.

Определяем необходимую численность рабочих для данной лавы по формуле:

чел.

Определим длину пая метров.

Для данной лавы принята схема организации последовательного ведения работ с передвижкой конвейера эстафетным способом от концевого участка лавы. Передвижка секций крепи с зачисткой их оснований вслед за комбайном осуществляется перемещающимися паями.

2.2 Расчет графика организации и планограммы очистной выемки при односторонней схеме работы комбайна

Поскольку категория шахты Алардинская по газу метану — сверхкатегорная, абсолютное метановыделение по итогам 2013 года составило 165,37 м3/мин, относительная газообильность — 20,56 м3/т предлагается следующее мероприятие по повышению безопасности ведения горных работ:

Для снижения газообильности лавы 6−1-14 (с целью обеспечения нормативной нагрузки на очистной забой по сдерживающему фактору газообильности — 170 т. т/мес) предусматривается отвод газовоздушной смеси из выработанного пространства с помощью вентиляторной газоотсасывающей установки 2УВЦГ-15, расположенной на пром. площадке устья скважины, пробуренной в лаву 6−1-14.

Снижение газообильности лавы 6−1-14 также производится с помощью пластовой дегазации с коэффициентом дегазации К_д = 0,73. Предусматривается применение дегазации выработанного пространства выемочного участка 6−1-14 при помощи газодренажной выработки — дренажного штрека пл. 3−3а пройденного по пласту 3−3а над телом лавы 6−1-14. В соответствии «Методическими рекомендациями о порядке дегазации угольных шахт» (РД-15−09−2006) коэффициент эффективности данного метода дегазации принят равным 0,7.

Предварительная Дегазация шахты проводится до начала разработки угольного пласта и заключается в бурении параллельных скважин глубиной по 200 м и диаметром 76 мм через 16 м. Каждая дегазационная скважина через водоотделитель подсоединяется к шахтной сети газопроводов. На поверхности предусмотренна установка мобильной дегазационной станции PGM — Lennetal 2−229. Стоимость всей станции вместе с монтажом: 60 480 933,33 руб.

Заблаговременное выветривание шахты позволяет значительно увеличить объемы добываемого сырья, поскольку при интенсивной добыче скорость выделения метана не увеличится.

Таблица 8. Расчётные данные

Суточная нагрузка на очистной комбайн определяется по производительности комбайна:

А_сут = q* k_м * T_см*n_см,* К_кн т, А_сут = 16,3*0,398*360*3*0,85=5955 т.

Добыча угля из очистного забоя при снятии комбайном одной полосы:

Д_к=L_л* m*k_m*r*k_r* г*n_п* Ккн, т;

Д_к=200*5,2*0,87*0,8*0,95*1,36*1=794,9 т.

Число циклов:

В сутки n_ц= 5955/794,9 =7

В смену n_см=7/3=2,3

Проектируемая среднесуточная нагрузка на очистной забой:

А_{пр. сут.}= А_сут=5955 т;

Продолжительность выполнения отдельных рабочих процессов и операций:

— непосредственно выемка угля комбайном на цикл Т_вц=L_k/V_п=200/5,2=38,6 мин;

на смену Т_вс=38,6 *2,3=88,78мин;

— вспомогательные операции, прерывающие работу комбайна:

на цикл Т_всп.ц.=t_всп*L_k=0,016*200=3,2 мин;

на смену Т_всп.см=3,2*2,3=7,36 мин;

— перегон комбайна:

на цикл Т_п= L_k/V_х=200/19,8=10,1 мин на смену Т_пц=10,1*2,3=23,23 мин

— подготовка комбайна к выемке следующей полосы угля: осмотр комбайна, замена зубков и доливка масла на цикл Т_осм.ц=t_осм*L_k=0.077*200=15,4 мин;

на смену Т_осм.с=15,4*2,3=35,42 мин;

— передвижка конвейера:

на цикл Т_п.к.ц=t_п.к.*L_п=0,065*200=13 мин;

на смену Т_п.к.с=13*2,3=29,9 мин;

— перегон комбайна для осуществления «косого заезда»:

на цикл Т_п.ц=L_кз/v_з=15/6,7=2,23 мин;

на смену Т_п.с=2,23*2,3=5,2 мин;

— самозарубка комбайна в пласт «косым заездом»:

на цикл Т_к.з.ц=L_кз/v_п=15/2,97=5,05 мин;

на смену Т_к.з.с=5,05*2,3=11,6мин Продолжительность цикла работ:

Т_ц= Т_вц+Т_всп.ц + Т_п +Т_осм.ц + Т_п.к.ц +Т_п.ц +Т_к.з.ц=38,6 +3,2 +10,1+15,4 +13+2,23 +5,05=87,58 мин;

Техническая надежность оборудования и техническая надежность сменных звеньев определяется с учетом затрат времени на выполнение в течение смены подготовительно-заключительных операций и проветривания забоя:

= =145,7 мин;

Продолжительность перерывов:

T_пер=(145,7−87,48)=58,22 мин.

Время на отдых T_отд=Н_отд*(t_в+t_всп)=0,3*(88,78+7,36)=28,8 мин.

Следовательно

Принимаемый график выполнения цикла работ и планограмма работ приведены на чертеже.

Средняя скорость выполнения смежных рабочих процессов в комбайновой части лавы одним человеком.

— скорость передвижки секций крепи, равная 2,5 м/мин.

— скорость зачистки оснований секций крепи, равная 2 м/мин.

м/мин.

Определим скорость выполнения смежных рабочих процессов, которая обеспечивает безостановочную работу комбайна.

м/мин.

Определяем необходимую численность рабочих для данной лавы по формуле:

чел.

Определим длину пая метров.

Для данной лавы принята схема организации последовательного ведения работ с передвижкой конвейера эстафетным способом от концевого участка лавы. Передвижка секций крепи с зачисткой их оснований вслед за комбайном осуществляется перемещающимися паями.

3. План развития горных работ на год

3.1 План добычи

Основным показателем, устанавливаемом в этом плане, является годовой объем добычи полезного ископаемого, базирующегося на производственной мощности шахты. Разработанный план позволяет определить очередность ввода и выбытия лав в течение года.

Произведем расчет плана добычи угля из очистного забоя на 2000 год.

Очистные работы ведутся в бремсберговом поле № 1. На начало года длина отработанной части столба составляет 600 метров. А общая его длина равна 1150 метров.

Определим месячное подвигание фронта очистных работ.

База: м. (за январь) План: м. (за январь).

Аналогично производятся расчеты по остальным месяцам.

Месячный объем добычи определяем по формуле (14).

где — коэффициент извлечения угля, равный 0,95.

База: т/мес. (за январь).

План: т/мес. (за январь).

Все расчетные данные занесем в таблицу 9

Таблица 9. Основные горнотехнические показатели в базовом и проектном вариантах

4. Расчет технико-экономических показателей месячного плана участка

4.1 Планирование численности рабочих в очистном забое

Явочная численность рабочих-сдельщиков на очистных работах рассчитывается исходя из установленных планом объемов работ, норм выработки и планируемых коэффициентов перевыполнения норм выработки (примем равным единице).

Численность ГРОЗ, занятых на участке была установлена ранее и составляет 4 человека. ГРОЗ, выполняющие работы по всей длине своего пая, имеют пятый разряд.

Обслуживание и управление горно-выемочной машиной осуществляют: один машинист комбайна 6-го разряда и помощник машиниста 5-го разряда.

Необходимые нормы выработки взяты из нормировочника.

Определим количество горнорабочих, занятых на концевых участках.

Крепление блоками ВДП.

чел.

Пробивка органной крепи.

чел.

Крепление нижнего сопряжения.

чел.

Сокращение скребкового конвейера.

чел.

Прочие работы на концевых участках — 0,1 чел.

Обслуживание погрузочного пункта лавы производит один человек.

Общее количество рабочих, занятых на концевых работах составит 4 человека в смену.

На основе существующих норм обслуживания и ремонтных работ добычного комплекса определяем численность рабочих-повременщиков.

Режим работы бригады — шестидневная рабочая неделя с общим выходным днем в воскресенье. Второй выходной день рабочие получают в течение недели по скользящему графику. Добыча угля производится в три смены. В бригаде 41 человек. Бригада разделена на 3 добычных звена, каждое из которых состоит из 11 человек. В ремонтную смену дополнительно выходит 8 электрослесарей и 12 рабочих очистного забоя.

Сменное звено возглавляет звеньевой. Бригадир выходит в первую смену.

В ремонтные часы машинист комбайна с помощником и двумя электрослесарями производят профилактический осмотр, ремонт и смазку комбайна. Семь электрослесарей регулируют общеучастковые механизмы и электроаппаратуру. Семь горнорабочих заняты ремонтом гидрокрепи и маслостанции, два — профилактикой цепи конвейера. Два человека крепят сопряжения лавы с вентиляционным штреком. Трое рабочих прочищают вентиляционный штрек, извлекают металлическую арочную крепь, сокращают газоотсасывающий трубопровод и возводят чураковую перемычку. За 1 час до конца смены все механизмы опробываются под нагрузкой.

В воскресные дни рабочие одной смены постоянно производят планово-предупредительный осмотр и ремонт оборудования, сокращают длину ленточного конвейера, заменяют отдельные узлы, производят ревизию электрооборудования и электроаппаратуры.

В добычную смену в лаве работает звено из 14 человек, обязанности между которыми распределяется следующим образом. Машинист комбайна и его помощник осматривают комбайн и меняют зубки, заливают масло в редуктор и выполняют другие работы по подготовке комбайна к выемке угля. После этого машинист управляет комбайном, помощник машиниста следит за силовым кабелем комбайна и шлангом орошения. Трое рабочих располагаются за комбайном и передвигают крепи. В нижней части лавы один рабочий зачищает от штыба нижнюю ветвь цепи конвейера. В обязанности четырех рабочих входит зачистка карманов — пустот между конвейером и основанием секций.

Количество руководителей и специалистов в сутки:

Начальник участка — 1 чел Зам. нач. участка — 1чел.

Пом.нач.участка -1 чел.

Механик — 1 чел.

Зам.механика -1 чел Горный мастер — 4 чел.

Определяем явочную численность работников на участке добычных работ.

где N_ГРОЗ — общее число горнорабочих очистного забоя; N_МГВМ — машинист и помощник машиниста комбайна; N_{ЭЛ.СЛЕС.} — число дежурных электрослесарей; N_{РЕМ.СЛЕС.} — число ремонтных слесарей (работают только в ремонтную смену)

В ремонтную смену работает в два раза меньше ГРОЗ чем в добычную, а ГРОЗ по выемке ниш не работают вообще.

чел.

Найдем списочный состав работников по формуле:

где k_СП — коэффициент списочного состава.

Для руководителей и специалистов — коэффициент списочного состава не рассчитывается, за исключением горных мастеров.

Определим коэффициент списочного состава по формуле:

где k_УВ — коэффициент, учитывающий невыходы рабочих по уважительным причинам, равный 0,95.

Тогда: 91,8 чел.

Общее число работников по списку на участке добычных работ составляет 92 человека.

4.2 Определение производительности труда

Производительность труда рабочего в натуральном выражении на участке добычных работ рассчитывается по следующим формулам:

Среднемесячная производительность труда рабочего по добыче где Д_МЕС — плановая добыча полезного ископаемого, т/мес.

База: т/мес.

План: т/мес.

Сменная производительность труда рабочего (на выход).

База: т/см.

План т/см.

Среднемесячная производительность труда работника промышленно-производственного персонала на предприятии составит:

База: т/мес.

План: т/мес.

4.3 Планирование фонда заработной платы

Фонд заработной платы всего персонала работающих составляется на год с разбивкой по кварталам и является расчетным показателем.

Произведем расчет ФОТ для участка добычных работ.

Прямой ФОТ определяется по следующим формулам:

1) Для сдельно-оплачиваемых рабочих:

— сдельная расценка за добычу угля из очистного забоя, руб/т.

Д_ГОД — плановая добыча угля, т/год.

База: руб.

План: руб.

2) Для рабочих-повременщиков:

где Т_i — дневная тарифная ставка i-го рабочего на повременно-оплачиваемой работе, руб; N_i — плановое число выходов i-го рабочего. В планируемом году не изменяется.

руб.

3) Для руководителей и специалистов. В планируемом году не изменяется.

где T_m — месячный должностной оклад m-го работника, руб; N_P — число рабочих дней в течение месяца; t_ОТП.ПЛ — время запланированного отпуска.

Определим размер доплат к заработной плате.

1. Плановый размер премий рабочим за стопроцентное выполнение показателей плана рассчитывается исходя из прямого фонда заработной платы соответствующей категории рабочих и установленных для них процента премиальных выплат.

База: руб.

Планруб.

2. Сумма доплат бригадирам, не освобожденных от основной работы за руководство бригадой и звеном определяется с учетом численности бригадиров Ч_БР и установленных доплат за руководство бригадой — Б.

Получаем: руб.

3. Величина доплат за работу в ночное время для угольных шахт не определяется, так как она уже учтена в тарифных ставках рабочих очистного забоя. 1].

4.4 Расчет себестоимости добычи 1 тонны полезного ископаемого по элементам затрат

1) Себестоимость 1 т угля по элементу «Заработная плата» определяется по формуле (22).

где Ф_П.П.П. — фонд заработной платы промышленно-производственного персонала;

База:4 355 012,48 руб. 5 688 287,48

План: руб.

Д_Г — добыча угля за год.

База: руб./т.

План: руб./т.

2) Начисления на заработную плату принимают в размере 9% от установленного фонда заработной платы ППП:

База: руб./т.

План: руб./т.

3) Амортизационные отчисления по шахте определяют исходя из норм амортизации. Принимаем норму амортизации для очистного комплекса 25% и рассчитаем амортизационные отчисления по формуле:

База: руб./т.

План: руб./т.

В плановую себестоимость так же включается амортизация на дегазационную станцию. Годовая норма амортизации — 30%.

С_АМ=(60 480 933,33*0,3)/ =8,05 руб./т.

4). По элементу «Материалы» определим затраты на лесные, взрывчатые и другие вспомогательные материалы, относимые на себестоимость одной тонны угля, по мере передачи их в производство.

Затраты на лесные, взрывчатые и прочие материалы рассчитываются по формуле

Где Ц_m — цена единицы m-го вида материала; V_m — годовой расход m-го вида материала.

Годовой расход леса на участке добычных работ составит 4348 м³. Средняя цена одного куба леса (брус, бревно и т. п.) составляет 400 руб.

Рассчитаем годовой расход ВВ.

кг.

Средняя цена одной тонны ВВ равна 520 руб.

Расход прочих материалов в денежном выражении составляет 10% от основных.

Тогда годовые затраты на материалы составят:

руб.

Себестоимость 1 т. угля по элементу «Материалы» составит:

Факт: руб./т.

План: руб./т.

5). Затраты на электроэнергию рассчитываются исходя из мощности источника потребления и расхода электроэнергии:

где — оплата за 1 кВт*А; - оплата за 1 кВт*ч.

Расчет будем производить по следующим источникам потребления электроэнергии:

добычной комбайн с мощностью привода 1410 кВт.

Электродвигатель скребкового конвейера мощностью 1040 кВт.

Насосы механизированной крепи общей мощностью 400 кВт.

руб.

себестоимость 1 т угля по элементу «Электроэнергия»:

База: руб./т.

План: руб./т.

Себестоимость добычи по данным элементам затрат составит:

База: руб./т.

План: руб./т.

Произведем расчет полной себестоимости угля. Общешахтные затраты остаются неизменными и принимаются равными 145,7 руб/т. Затраты на добычу полезного ископаемого от внедрения нового комплекса и технологии добычи снизились с 145,79 руб./т до 99,01 руб./т. Тогда полная себестоимость добычи угля составит 244,71 рубля за тонну (было 291,49руб/т). Таким образом общая себестоимость добычи снижена на 16%.

Заключение

В предложенном курсовом проекте разработано мероприятие по повышению эффективности производства в шахте «Алардинская» ОАО «Южкузбассуголь».

Была изменена схема работы комбайна на одностороннюю. Была введена дегазационная станция в состав оборудования, посчитаны основные затраты по статье «расходы», составлены планограммы ведения работ и графики организации работ для обоих случаев.

Результат изменения схемы работы комбайна — снижение себестоимости добычи 1 тонны угля с 291,49 руб./т до 244,71 руб./тонну.

Сопоставление основных ТЭП по шахте «Алардинская»

Библиографический список

1. Привалов А. А., Сухова А. А. Организация производства на предприятиях отрасли: учебное пособие. Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2010

2. Малец А. Л. Технология подземной разработки угольных пластов в примерах и задачах: учебное пособие. Новочеркасск: Шахтинский ин-т (фил.) ЮРГТУ (НПИ), 2008

3. Пучков Л. А. Подземная разработка месторождений полезных ископаемых: учебник. М.: МГГУ 2008.

4. Организация, планирование и управление производством в горной промышленности: учебник / под ред. Н. Я. Лобанова. М.: Недра, 1989

5. Нормативы нагрузки на очистные забои действующих угольных шахт при различных горно-геологических условиях и средствах механизированной выемки. М.: ЦНИИУГОЛЬ, 1994