2017-12-14
1280Процесс проектирования и его содержание
1 Карьер, как объект проектирования
Как объект проектирования карьер представляет собой техническую систему с развитой иерархической структурой, большим числом элементов и внутренних связей, в составе любого карьера можно выделить ряд функциональных подсистем, определяющих в совокупности его характеристики. Это подсистемы подготовки горных пород к выемке, выемки и погрузки, транспортирования, отвалообразования, переработки полезного ископаемого, энергоснабжения, материального обеспечения и т.д. Каждая из таких подсистем, в свою очередь, может состоять из простых и сложных систем и отдельных элементов. Все подсистемы (системы) карьера взаимосвязаны и взаимообусловлены.
Главная задача проектирования нового или реконструкции действующего карьера состоит в определении рациональных значений ряда технических и экономических параметров, описывающих его создание и функционирование. Среди них: запасы и качество полезных ископаемых, вовлекаемых в разработку, границы и глубина карьера, производительность, календарный план разработки, вскрытие, система и технология разработки, средства механизации, объем горно-капитальных работ, срок строительства, размер капитальных вложений, себестоимость продукции, производительность труда, прибыль, рентабельность и др. экономические характеристики
В определении данных параметров вам студентики поможет след. литература
Литература
4.1. Трубецкой К.Н., Краснянский Г.Л., Хронин В.В. Проектирование карьеров: Учеб. для вузов - М. Издательство Академии горных наук, 2001. - T.I -519с.
4.2. Трубецкой К.Н., Краснянский Г.Л., Хронин В.В. Проектирование карьеров: Учеб. для вузов- М. Издательство Академии горных наук. 2001. - Т. И. -535 с.
4.3. Арсентьев А.И., Холодняков Г.А. Проектирование горных работ при открытой разработке месторождений. - М.: Недра, 1994. - с.
4.4. Шпанский, О. В. Проектирование границ открытых горных работ, 2002 С.-Питербург
4.5. Шпанский, О. В. Проектирование производственной мощности карьеров, 2003 С.-Питербург
5 Дополнительная литература
5.1. Арсентьев А.И. Производительность карьеров, 2002
5.2. Анистратов О.И. Технология открытых горных работ. Учеб.для вузов. М: Недра, 1995.-216с.
5.3. Селюков А.В. Проектирование карьеров, Кемерово 2012.
5.4. Хронин В.В. Проектирование карьеров. - М: Недра, 1993. - 448с.
5.5. Хохряков B.C. Проектирование карьеров. М.: Недра, 1992. - 336с
Объектами проектирования (проектной проработки) могут быть:
1) в целом вопросы комплексного развития, отрасли региона или
района;
2) отдельные вопросы развития промышленности или района;
3) вопросы строительства, реконструкции или технического
перевооружения отдельных предприятий или объектов.
Естественно, что при исполнении проектирования карьеров необходимо руководствоваться существующими утверждёнными правилами и нормами, которые отражены в следующих нормативных документах:
1. ПРАВИЛА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЗРЫВНЫХ РАБОТАХ
2. ПРАВИЛА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЕДЕНИИ ГОРНЫХ РАБОТ И ПЕРЕРАБОТКЕ ТВЕРДЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
3. ГОСТы на горную графическую документацию
4. СНИПы
2 Этапы проектирования карьера
Проектированию горнодобывающего предприятия предшествуют геологоразведочные работы с предварительной проектной проработкой в две стадии.
Первая - во время геологической разведки. Она выполняется самой геологической организацией или привлечённой к этой работе проектной организацией. Задача этой стадии - определение целесообразности продолжения предварительной, а затем детальной геологической разведки.
Вторая - при разработке кондиций для подсчёта запасов полезного ископаемого с целью их утверждения в Государственной комиссии по запасам (ГКЗ) и передачи на баланс Государственного геологического фонда. Эта стадия носит наименование технико-экономическое обоснование кондиций на полезное ископаемое конкретного месторождения минерального сырья.
На этой стадии определяются условия, при которых отработка запасов месторождения целесообразна.
В соответствии с действующими нормативными документами
проектирование строительства карьера выполняется:
- в одну стадию, если объект будет проектироваться по повторно
применяемым и типовым проектам, то есть не представляет технической
сложности;
- в две стадии – для всех остальных объектов.
В ряде случаев рекомендуется проектировать отдельные объекты или
целые предприятия по одному и тому же проекту без его существенных изменений. При этом производится небольшая корректировка чертежей и привязка зданий, сооружений и всего комплекса местным условиям. Такие проекты называются повторно применяемые или типовые. Кроме того, рекомендуется строить объекты только по типовым
проектам: жилые дома, административно-бытовые комбинаты, котельные,
механические мастерские и горные выработки.
Типовыми называются специально разработанные и утвержденные
проекты, соответствующих зданий, сооружений которым нужна только индивидуальная привязка к местности. Поскольку в качестве типовых всегда выбираются лучшие проекты, то их применение гарантирует высокое
качество проектных работ.
При использовании типовых проектов
производится их привязка к местным условиям. К работам по привязке
относятся следующие работы:
- привязка к отметкам и топографической основе зданий и сооружений;
- уточнение размеров, глубины заложения и конструктивных решений
фундаментов;
- уточнение конструктивных решений по эстакадам, тоннелям и
примыкания к ним;
- разработка узлов примыканий к сетям и транспортным устройствам;
- уточнение толщины стен, перекрытий, ограждающих устройств и
степени сейсмичности зданий и сооружений;
- уточнение числа приборов отопления и системы вентиляции;
- замена принятых в типовом проекте типов машин и оборудования;
Привязка производится в соответствии с указаниями, разработанными
на первой стадии проекта. При этом типовой проект может быть переработан
в соответствии с изменениями.
Двухстадийное проектирование является основным при проектировании предприятий горнодобывающей промышленности.
Применительно к условиям горного производства при двух стадийном
Двух стадийный проект с использованием типовых проектов должен
содержать:
1) пояснительную записку с данными по основным принятым
решениям;
2) ситуационный план района с привязкой объектов;
3) материалы, характеризующие проектные решения по внешним
сетям, водоснабжению, канализации и энергоснабжению;
4) паспорта, применяемых типовых проектов и указания о привязке
рабочих чертежей типового проекта к участку строительства;
5) сметная документация.
Технологические и экономические расчеты на первой стадии проекта
должны производиться на основе материалов наиболее экономичных
проектов.
Пояснительная записка к проекту излагается кратко, без повторений и
рассмотрений второстепенных вопросов. Графические материалы в первой
стадии проекта выполняются в минимально необходимом количестве без
излишней детализации. Материалы выполненного проекта передаются
заказчику в 4-х экземплярах, а субподрядчиками генеральному
проектировщику в 5-ти.
Проект состоит из следующих разделов:
- сводная записка, экономическая часть;
- площадка для строительства, генеральный план;
- транспортное хозяйство;
- геологическая часть;
- технологическая часть, энергетическая часть;
- строительная часть;
- водоснабжение и канализация;
- отопление;
- вентиляция;
- жилищное и культурно-бытовое строительство;
- организация строительства;
- сметная часть.
Первая стадия проекта вместе со сметой и после ее утверждения является основанием для начала финансирования, строительства, заказа основного оборудования и разработки рабочей документации. На ее базе составляются перечень оборудования и заказа соответствующего оборудования в снабженческих организациях.
По новому проект должен быть выполнен в соответствии с требованиями Приказа Министерства природных ресурсов и экологии РФ №218 от 25.06.2010г. «Об утверждении требований к структуре и оформлению проектной документации на разработку месторождений твердых полезных ископаемых, ликвидацию и консервацию горных выработок и первичную переработку минерального сырья»
Состав рабочей документации для строительства карьера следующий.
1) чертежи генерального плана застройки с привязкой к координатной
основе и вертикальной планировкой зданий, сооружений и т.п.;
2) чертежи увязки строительных конструкций с оборудованием,
коммуникациями и иными устройствами;
3) уточненные отметки рабочих горизонтов, траншей, их сечение,
сопряжение, устройство дренажа, оборудования со всеми коммуникациями и
т.д.;
4) чертежи нетиповых устройств, связанных с охраной труда
(ограждения, перила и площадки);
5) сметы, которые составляются на основе рабочих чертежей;
6) ведомости, необходимые для заказа материалов, оборудования,
стройматериалов и т.п.
Чертежи общих видов составляются в таком объеме, при котором
определяется расход материалов и основные конструктивные решения.
Составление рабочей документации в тех случаях, когда на данные
конструкции имеются утвержденные стандарты, нормы и типовые чертежи,
запрещается. В таком случае делается ссылка на соответствующие пункты
указанных материалов. Чертежи, входящие в состав проекта строительных и
монтажных работ должны разрабатываться специализированными
организациями.
Сметой к рабочим проектам или чертежам составляются, как правило,
на объект в целом. Если сметы по рабочей документации не составляются, то
в ней должны приводиться данные по объемам работ определенные по
чертежам. Выдача рабочей документации производится в сроки,
установленные в графике, но при этом необходимо учитывать, что
строительство объекта должно быть обеспечено рабочими чертежами к
сентябрю месяца, предшествующего перед годом строительства.
Строительство, расширение, реконструкция, техническое перевооружение (далее строительство), эксплуатация объектов открытых горных работ должна осуществляться в соответствии с проектами, выполненными с учетом требований Федеральных законов "О промышленной безопасности опасных производственных объектов", "О недрах" в редакции Федерального закона от 03.03.95 № 27-ФЗ "О внесении изменений и дополнений в Закон Российской Федерации "О недрах" с изменениями и дополнениями от 02.01.00 № 20-ФЗ (Собрание законодательства Российской Федерации. 1995. № 10. Ст. 823, 2000. № 287. Ст. 141), "О безопасности гидротехнических сооружений" от 21.07.97 № 117-ФЗ (Собрание законодательства Российской Федерации. 1997. № 30. Ст. 3589), других федеральных законов, настоящих Правил и нормативной документации в области промышленной безопасности.
3. Обязательным условием принятия решения о начале строительства (эксплуатации), консервации и ликвидации объекта открытых горных работ является наличие положительного заключения экспертизы промышленной безопасности проектной документации.
Технические проекты на разработку месторождений полезных ископаемых открытым способом подлежат согласованию с Госгортехнадзором России.
Проектная документация на консервацию и ликвидацию должна выполняться в соответствии с требованиями настоящих Правил и Инструкции о порядке ведения работ по ликвидации и консервации опасных производственных объектов, связанных с пользованием недрами, утвержденной постановлением Госгортехнадзора России от 02.06.99 № 33 и зарегистрированной Минюстом России 25.06.99 № 1816.
4. Ликвидация объекта открытых горных работ должна сопровождаться приведением участков земли, нарушенных при пользовании недрами, в состояние пригодное для дальнейшего использования (рекультивацией).
5. Виды деятельности, на осуществление которых требуются лицензии и порядок оформления лицензий устанавливается законодательством Российской Федерации.
6. Проектные организации обязаны осуществлять авторский надзор за выполнением разработанной проектной документации и проектных решений.
Согласование и утверждение проектов
В процессе проектирования организация выполняющая проект обязана
согласовать принимаемы по ряду вопросов решения с соответствующими
организациями и ведомствами. Согласованию подлежат:
1) горный отвод – с министерством природных ресурсов;
2) земельный отвод под промышленные площадки, отвалы, подъездные
пути, места водозабора и выпуска сточных вод – с местной администрацией;
3) примыкание к соответствующим путям и сетям – с
соответствующими организациями;
4) водоснабжение, канализация и другие санитарные условия – с
роспотребнадзором;
5) производятся и другие согласования с органами госгортехнадзора,
ГО и ЧС и др.
Законченный проект должен быть согласован с заказчиком и
организацией, выполняющей строительство. Затем, после согласований
проект проходит экспертизу промышленной безопасности в соответствующей аккредитованной
организации. Проекты и рабочая документация, составленные в соответствии с действующими нормами и правилами не подлежат согласованию.
Основание и материалы для проектирования предприятия
Для составления проекта разработки месторождения необходимо
располагать достаточным количеством исходных данных. От того насколько
полноценно представлены исходные данные зависит качество проекта.
Проектные организации получают исходные данные от заказчика вместе с
заданием на проектирование, затем они могут уточняться на месте
предполагаемого строительства. Задание служит основой для начала
разработки проекта строительства или реконструкции предприятия. В состав
задания на проектирование должны входить все сведения необходимые для
проектирования:
- район и место строительства;
- производственная мощность;
- возможность расширения производства;
- геологические материалы и д.р.
Согласно действующих норм технологического проектирования,
разработка проекта начинается после того, как запасы утверждены в
Минтопэнерго.
При этом в утвержденных запасах должно быть в наличии
определенное количество категории А, В, С.
Допустимый для проектирования минимум запасов регламентируется
действующими классификациями, отраслевыми инструкциями и заданиями
на проектирование. Например, при проектировании угольных разрезов
наличие запасов по категориям А и В должны составлять не менее 50 %
общих запасов, В том числе категории А не менее 20 %. На месторождениях
сложного строения допустимый минимум – категория А и В 30 %, в т.ч. А не
менее 10 %.
На месторождениях очень или весьма сложного строения допустимый
минимум по категориям не регламентирован.
Запасы подсчитываются на основе детальной разведки и передаются на
утверждение, а затем можно приступать к непосредственному составлению
проекта.
Прием – передача месторождения под разработку оформляется
различными актами, к которым прилагаются документы, характеризующие
ход выполнения разведочных и горных работ. Дополнительно передаются
эталонные коллекции полезных ископаемых и пустых пород.
Для проектирования карьера необходимы следующие материалы:
1) сводный геологический отчет по детальной разведке, который
включает краткую характеристику района, геологическую характеристику,
подсчет запасов, оценка разведанности месторождения и перспектив
развития, обобщенные данные по климату, рельефу и др.;
2) гидрогеологический отчет, включающий характеристику
месторождения, основные параметры водоносных горизонтов, состав
паводковых и подземных вод, ожидаемые водопритоки и данные о
возможном нарушении гидробаланса при эксплуатации месторождения;
3) проект кондиции для подсчета запасов, сведения о возможном
попутном использовании вскрышных пород;
4) протокол утверждения запасов;
5) графические материалы, включающие топографическую карту
района, топографический план месторождения с нанесением горных и
разведочных выработок, геологическую карту района, продольные и
поперечные разрезы, планы изолиний и изомощностей.
Геологоразведочные материалы должны подвергаться тщательной
проверки и в случае необходимости перерабатываться. Геологоразведочные
материалы должны давать ясное представление об условиях разработки,
форме месторождения, свойствах пород, качестве полезных ископаемых и др.
Некритическое отношение и небрежность по отношению к
геологоразведочным материалам приводит к крупным ошибкам. В
топографических материалах должны быть учтены все изменения в
расположении зданий, сооружений, коммуникаций, которые произошли с
момента последней топографической съемки. С этой целью необходимо
сравнивать топографические планы с материалами аэрофотосъемки. При
этом все планы и разрезы должны быть привязаны к опорной сети.
В материалах геологоразведочных работ должны входить:
1) географическое положение месторождения и его связь с другими
месторождениями района;
2) физико-географическое и экономическое описание района;
3) методика и техника разведки, последовательность работ по разведке
месторождения;
4) геологический очерк района и связь месторождения с геологической
структурой района;
5) описание отдельных участков месторождения, размеры, структура
залежи;
6) наличие поверхностных источников водопритока, водообильность
залежи, уровень грунтовых вод;
7) характеристика растительного покрова над залежью, физико-
механические и физико-технические свойства;
8) запасы полезного ископаемого и попутных ценных компонентов, их
среднее содержание и распределение в залежи, наличие пропластков и
содержание в них полезных компонентов; - Показать презентацию Л1 и в ней уточнить совр. Требования ГКЗ
9) оценка перспективности месторождения на прирост запасов;
10) предварительные рекомендации по целесообразному способу и
технологии разработки месторождения.
Для технологов самыми необходимыми данными геологического отчета являются:
1 Физико-механические свойства пород и угля (Удельный вес, Влажность, плотность);
2 Сведения о выветрелых и невыветрелых породах;
3 Глубина промерзания.
В графическом приложении - геологические разрезы по разведочным линиям или профилям, а также план выхода пластов под наносы.
Географическое положение месторождения, его связь с другими
районами могут быть представлены на обзорной карте.
План и профиль используется для оконтуривания промышленных
запасов, определение границ и объемов вскрыши, мест заложения
вскрывающих выработок, размещение строительно-монтажных площадок,
трассировки сетей снабжения и коммуникаций.
План профили являются основными материалами для проектирования
всех горных работ (вскрытия, вскрышные и добычные работы и т.п.).
Если направление и порядок отработки залежи, место расположения
вскрывающей выработки не определены в проекте, то планы и профили
должны быть представлены для всех участков, где могут производиться
горные работы.
Число и полнота профилей должны представляться таким образом,
чтобы первые 3-5 лет эксплуатации происходили без пополнения этих
материалов.
Для остальной части месторождения необходимость таких материалов
отпадает, но составляется только эскизы с необходимой характеристикой
участков.
Геологический очерк снабжается графическими приложениями в виде
геологической карты района с разрезами. В этом случае необходимым
графическим материалом будет карта системы поверхностных стоков и
водоемов с отображением топографической поверхности.
Без этой карты невозможно проектирование трассы осушающей
системы, дренажа и магистральных трубопроводов.
Климатические условия необходимы для проектирования сезонности
различных работ, расчета стока и ливневых потоков, выявления мощности
снежного покрова и выявление господствующего направления ветров. При
определении продолжительности сезона работ исходными данными для
проектирования являются графики температурного режима, которые
получаются путем многолетних наблюдений.
Для составления проекта также необходимо экономические,
организационно-технические сведения о районе, источниках снабжения,
наличие и распределение местного населения и т.п.
При проектировании технико-экономические показатели должны быть
сопоставимы между собой, т.е. должны соответствовать одним и тем же
условиям: время, место, состояние, масштабы работ и методы их
определения. Например, нельзя сравнивать между собой и приводить в
доказательство данные по разным периодам и районам, фактические и
нормативные значения.
В ряде случаев с целью уточнения исходных данных для
проектирования необходимо выполнять специальные исследовательские
работы. Наиболее часто к перечню таких работ на этапе проектирования
относят поиск источника снабжения стройматериалами, трассировка
различных коммуникаций и т.п. В зависимости от характера решаемого
вопроса и поставленных задач исследования могу выполняться и на
аналогичных объектах.
При проектировании очень важны вопросы охраны труда. Необходимо
знать сведения о ценности сельхозугодий, речные системы и водоемы,
попадающие под разработку и то влияние, которое будет оказано на них
после прекращения деятельности предприятия.
Проектная организация обязана оценить достоверность и качеств полученных материалов, при необходимости заказать дополнительные исследования и осуществить сбор дополнительных материалов.
Итак в завершении лекции Следует вам как инженерам-технологам уяснить какие основные параметры необходимо определять последовательно в процессе проектирования карьера:
1) выбор способа разработки (открытые или подземные);
2) определение размеров и производительности объектов (параметры
карьерного поля и производственная мощность);
3) выбор структуры механизации и комплекса механизмов;
4) выбор системы разработки и схемы вскрытия;
5) определение параметров системы разработки;
6) определение параметров забоя.
