Выбор средств механизации очистных работ

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ................................................................................................................ 5

Организация выполнения курсовой работы..................................................... 6

СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ............................................................... 7

1. Изучение и краткое описание горно-геологических условий залегания
угольных пластов..................................................................................................... 7

2. Расчет балансовых и промышленных запасов шахтного поля............. 7

3. Режим работы, мощность и срок службы шахты..................................... 11

4. Выбор схемы и способа вскрытия шахтного поля................................... 14

5. Выбор схемы и способа подготовки шахтного поля............................... 15

6. Выбор средств механизации очистных работ.......................................... 15

7. Расчет нагрузки на комплексно-механизированную лаву

с учетом газового фактора.................................................................................. 16

8. Построение планограммы и графика организации очистных работ. 22

9. Выбор системы разработки............................................................................ 29

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ...                                                                            ...27

 

ВВЕДЕНИЕ

Настоящее методическое пособие разработано в соответ­ствии с рабочей программой дисциплины «Подземная разра­ботка пластовых месторождений полезных ископаемых» для студентов, обучающихся по специальности 330500 «Безопас­ность технологических процессов и производств», специали­зация «Горная промышленность».

Цель выполнения данной курсовой работы — приобрете­ние студентами умений и навыков решения реальных горно­технических задач по обоснованию и выбору рациональных способов вскрытия и подготовки шахтных полей, систем раз­работки, средств механизации и организации очистных работ с учетом требований Правил безопасности и правил техниче­ской эксплуатации угольных шахт.

Курсовая работа содержит пояснительную записку и гра­фическую часть. В пособии приведены указания об общей ор­ганизации выполнения курсовой работы по вышеназванной дисциплине, о требованиях к оформлению пояснительной за­писки и графики, порядку выполнения и защиты. Приведены методики расчета основных параметров технологических схем очистной выемки угольных пластов с необходимыми коммен­тариями.

Курсовая работа подлежит защите с выставлением оценки.

ОРГАНИЗАЦИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Теоретической базой для выполнения курсовой работы яв­ляются знания, полученные при изучении дисциплин «Основы горного дела» и «Подземная разработка пластовых месторож­дений полезных ископаемых».

Цель курсовой работы — закрепить знания студентов по выбору способов вскрытия, подготовки и систем разработки угольных пластов, средств механизации и организации очист­ных работ и определение их основных параметров с учетом требований Правил безопасности и Правил технической экс­плуатации угольных шахт.

Задание на выполнение курсовой работы выдается студен­там преподавателем, ведущим курсовое проектирование.

Пояснительная записка должна содержать:

• титульный лист;

• задание на курсовую работу;

• реферат;

• содержание;

• основную часть;

• список использованных источников.

Объем пояснительной записки не должен превышать 25-30 страниц рукописного текста, включая графическую часть.^х

Графическая часть

В графической части курсовой работы на листах формата А4 в масштабе вычерчиваются:

1) схема вскрытия шахтного поля;

2) схема подготовки и система разработки;

3) технологическая схема очистного забоя с размещением
технологического оборудования и разрезами по лаве; сечениями
подготовительных выработок, примыкающих к очистному забою;

4) планограмма организации работ в лаве и график выходов рабочих;

5) основные технико-экономические показатели.

 Защита курсовой работы включает:

• представление пояснительной записки руководителю курсовой работы к сроку, указанному в задании;

• защиту курсовой работы.

5) основные технико-экономические показатели. Защита курсовой работы включает:

• представление пояснительной записки руководителю кур­
совой работы к сроку, указанному в задании;

• защиту курсовой работы.

СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

1. Изучение и краткое описание
горно-геологических условий залегания
угольных пластов

Приводится краткое описание района, характеристика ус­ловий залегания угольных пластов: количество пластов, мощ­ность, угол падения, расстояние между пластами, газоносность, крепость и средняя плотность угля, физике-механические свой­ства вмещающих пород. Указывается расстояние от поверхно­сти до верхней и нижней границ шахтного поля, сведения о геологических нарушениях и других факторах, влияющих на выбор способов подготовки и вскрытия шахтного поля, систе­мы разработки и средств механизации очистных работ.

2. Расчет балансовых и промышленных запасов

шахтного поля

Границы и размеры шахтного поля по простиранию и па­дению указываются в задании на проектирование. Балансо­вые запасы, потери и промышленные запасы рассчитываются по методике проф. А.П. Килячкова, изложенной в работах [2, 3,6,7].

Балансовые запасы одного пласта определяются по фор­муле

                                            (2.1)

        где S— размер шахтного поля по простиранию, м; Я— раз­мер шахтного поля по падению, м; т — мощность пласта, м; у — средняя плотность угля, т/м³.

Результаты расчетов рекомендуется сводить в табл. 2.1.

Промышленные запасы по отдельным пластам:

                                                         (2.2)

где Z— промышленные запасы, т; Z_n — потери по пласту, т.

Таблица 2.1 Определение балансовых и промышленных запасов

 

Индекс пласта	5,м	Я, м	т, м	у. т/м3	2б, тыс. т	Zn, тыс. т	Z, тыс. т
Л
В
с
Итого

Потери определяются на основании расчетов частных ви­дов потерь: общешахтных, эксплуатационных и вблизи геоло­гических нарушений:

                                                 (2.3)

где Z₀ — общсшахтные потери, т; Z₃ — потери, связанные с геологическими нарушениями пластов и гидрогеологическими условиями, не позволяющими вести нормальную отработку участков, т; Z₄ — эксплуатационные потери, т.

Общешахтные потери слагаются из потерь угля в барьер­ных (Zi) и охранных (Z?) целиках, т.е.

                                                          (2.4)

Барьерные целики оставляют у границ шахтного поля, чтобы исключить возможность вскрытия старых затопленных горных выработок соседних шахт. Ширина барьерных целиков (/) определяется по эмпирическим формулам или условно при­нимается равной 50 м.

Потери в барьерных целиках определяются из выражения:

                                        (2.5)

Охранные целики оставляют для предотвращения разру­шений технологического комплекса, промышленных зданий и сооружений, а также природных объектов на поверхности. По­тери в охранных целиках при отработке пологих пластах ус­ловно составляют 1 — 2 %, при отработке крутых пластов — 2 — 4 % от балансовых запасов:

                                              (2.6)

Потери в целиках вблизи геологических нарушений определяются характером и числом нарушений, их располо­жением относительно простирания пласта и пр. Их величина в среднем равна 1 — 1,5 % балансовых запасов:

Z₃ = (0,01...0,015)Z₆,т.                                                (2.7)

Таким образом, величина общешахтных потерь и потерь в целиках около геологических нарушений составляет:

Z'=Z1+Z₂ + Z_3,т.                                                       (2.8)

Эксплуатационные потери Z₄ включают потери по площа­ди (не вынимаемые части целиков у подготовительных выра­боток, в очистном пространстве и на границах выемочных участ­ков) и по мощности пласта (пачки угля, оставленной в кровле, почве или между слоями пласта в очистных и подготовитель­ных выработках); потери от неправильного ведения горных ра­бот (целики, оставляемые вследствие завалов или затопления выработок; противопожарные целики, изолирующие отдель­ные части шахтного поля друг от друга; опорные целики, вре­менно удерживающие породы кровли пласта от обрушения в выработанное пространство); потери отбитого угля в результа­те неполной выдачи его из очистного забоя, при взрывных ра­ботах, при транспортировании по выработкам. С учетом по­терь от неправильного ведения горных работ величину экс-

плуатационных потерь можно принимать: для пластов тонких -6 — 8 %, средней мощности — 8 — 10 %, мощных пологих — 10 — 12 %, мощных крутых — 15 — 18 % балансовых за-асов за вычетом общешахтных потерь и потерь около геоло-ических нарушений.

Величина Z₄ определяется из выражения:

                                 (2.9)

 

где Сэкс — коэффициент эксплуатационных потерь, принима­ется с учетом конкретных условий.

Суммарные потери по видам для каждого из пластов оп­ределяются путем их сложения:

Z_п =Z₁ + Z₂+Z₃ + Z_4,т.                                                 (2.10)

Промышленные запасы пласта определяются путем ис­ключения из балансовых запасов рассчитанных выше потерь.

Запасы и потери по отдельным пластам суммируются, оп­ределяются их значения для всего шахтного поля.

По итоговым данным определяется общешахтный коэф­фициент извлечения,

                                                   (2.11)

Полученные данные используются затем для решения за­дачи по определению мощности шахты и срока ее службы.

                                                                                                                Таблица 2.2

Потери полезного ископаемого, тыс.т                             

 

Индекс пласта	Потери по видам				Сум\£арные потери
	Z1	Z2	Z3	Z4	Zn
А
В
С
Итого

 

10

3. Режим работы, мощность и срок службы шахты

Режим работы шахты по добыче угля следует принимать:

• число рабочих дней в году — 300;

• число рабочих смен по добыче угля в сутки — 3;

• продолжительность рабочей смены на подземных рабо­
тах— 6 ч.;

• продолжительность рабочей смены на поверхности—8ч.
При проектировании, когда известны горно-геологические

и горнотехнические условия шахты-новостройки, проектную мощность рекомендуется определять по формуле, предложен­ной проф., д.т.н. А.С. Малкиным [6, 7]:

, тыс, т/год,            (3.1)

 

где К_н. - надежность технологической схемы шахты, включая очистной забой, подземный транспорт, проветривание, около­ствольный двор, подъем, поверхность шахты и пр.

При делении шахтного поля на блоки, панельном или по-горизонтном способе подготовки блока и подъеме угля по вер­тикальным стволам К_н = 0,8 — 0,9.

При индивидуальной (не блоковой) схеме отработки запа­сов, панельной подготовке шахтного поля и подъеме угля по вертикальным стволам К_н = 0,75 — 0,85; то же , но при этаж­ной подготовке К_н  = 0,6 — 0,75.

При индивидуальной отработке, панельной подготовке, фланговой схеме проветривания шахтного поля и подъеме уг­ля по наклонным стволам К_п = 0,7 — 0,8.

Кпл - - коэффициент, учитывающий влияние количества рабочих угольных пластов в шахтном поле (n_пл) и находящих­ся в одновременной отработке (n_плор):

 

 

                                            (3.2)

К_ноз — коэффициент, учитывающий влияние уровня на­грузки на очистной забой, условий его работы и пр.:

 

                           (3.3)

 

где \|/_уб — коэффициент, учитывающий условия работы забоев, характерные для условий данного месторождения:

                   (3.4)                 

 

где К_ук — коэффициент, учитывающий устойчивость кровли: при неустойчивой равен 0,06, средней устойчивости -- 0,08, устойчивой -- 0,1; К_кп - - коэффициент, учитывающий кре­пость почвы: приf≤ 4 — 0,01, приf= 5÷6 — 0,015, приf≥ 7 — 0,02.

                                                    (3.5)

где К_нз — коэффициент, учитывающий нарушенность запасов; Z_H — объем нарушенных запасов, тыс, т; Z—промышленные запасы шахтного поля, тыс. т; К_г — коэффициент, учитываю­щий влияние газа на мощность шахты,

                            (3.6)                                           

где X— естественная или продуктивная (после дегазации) га­зоносность угольных пластов, м³/т; q — относительная газо­обильность, характерная для шахт бассейна, м³/т; Q — месяч­ная нагрузка на очистной забой при средней мощности одно­временно разрабатываемых пластов, т/мес.

Величина нагрузки на забой принимается или рассчитыва­ется по формуле

 

                                                                                   (3.7)

 

где L —длина лавы, м; m_cpop - средняя мощность одновре­менно разрабатываемых пластов, м; V—суточное подвигание очистного забоя, м/сут; γ — средняя плотность угля, т/м³; С-— коэффициент извлечения угля по системе разработки 0,95 -0,98; N— число рабочих дней в месяце; т_ср — средняя мощ­ность угольных пластов в шахтном поле, м; m_ор—- суммарная мощность одновременно разрабатываемых пластов, м; т_об -суммарная мощность всех пластов в шахтном поле, принятых к разработке, м; Н_в — расстояние от поверхности до верхней границы шахтного поля, м; Н_н — то же, до нижней границы шахтного поля, м.

Полученные по формуле результаты следует привести в соответствие с параметрическим рядом мощностей шахт (0,9; 1,2; 1,5; 1,8; 2,1; 2,4; 3,0; 4,5; 6,0 млн т/год) с учетом расчетно­го срока службы шахты.

Расчетная проектная мощность шахты А_рас будет нахо­диться между двумя смежными значениями мощности тахты параметрического ряда:

 

                                                                                                           (3,8)  

 

 

Для того чтобы сделать выбор из двух значений парамет­рического ряда A₁ илиA₂), необходимо определить срок служ­бы шахты по формуле:

 

                                                                                                                   (3.9)

 

 

                             

где t — суммарное время на освоение проектной мощности и свертывание добычи. Принимается в пределах 5 — 6 лет.

Из полученных значений А₁ и Т₁ с одной стороны, и А₂ и Т₂ с другой, выбирается такое, которое в большей степени отвечает рекомендациям норм технологического проектирования.

 

При этом следует ориентироваться на сроки службы -для шахт мощностью до 1,8 млн т в год порядка 40 лет, при мощности щахт 1,8 — 3,0 млн т в год—-не менее 40 — 50 лет, свыше 3,0 млн т в год — более 50 лет.

4. Выбор схемы и способа вскрытия шахтного поля

Основными факторами, определяющими выбор схемы и способа вскрытия шахтного поля или его части, являются: число вскрываемых пластов, угол падения пластов, свойства боковых пород, мощность наносов или покрывающей непро­дуктивной толщи, нарушенгюсть месторождения, глубина раз­работки, газоносность пластов, рельеф местности, производст­венная мощность шахты, размеры шахтного поля, срок служ­бы шахты, подготовка шахтного поля, система разработки, схема вентил и др. [1, 2, 3].

Вскрытие шахтных полей при разработке пологих и на­клонных пластов необходимо осуществлять:

• вертикальными стволами и капитальным или погори-
зонтными квершлагами в зависимости от размеров шахтного
поля по падению; эти схемы единственно прием лемы при глу­
бинах разработки более 600 м;

• наклонными стволами при их длине не более 2000 м;

• при строительстве новых шахт глубиной свыше 600 м и
мощностью 3,0 — 4,5 млн т в год с газообильностыо свыше
15 м /т суточной добычи и размерами шахтного поля по про­
стиранию 12 — 15 км, а по падению — 3,0 — 4,5 км — глав­
ными вертикальными стволами с разделением шахтного поля
на самостоятельно проветриваемые блоки длиной по прости­
ранию 2,5 — 4,5 км.

При вскрытии должны обеспечиваться бесступенчатый под­земный транспорт и прямоточное проветривание. Уклонные ра­боты допускать только при разработке последнего горизонта и длине уклона не более 1000— 1200 м.

Вскрытие свиты наклонных, крутонаклонных и крутых пла­стов осуществляется вертикальными стволами и этажными квер-

 

шлагами. При вскрытии крутонаклонных и крутых пластов вертикальные стволы располагаются в лежачем боку свиты.

5. Выбор схемы и способа подготовки шахтного поля

На выбор схемы и способа подготовки шахтного поля ока­зывают влияние горно-геологические и горнотехнические фак­торы. При этом из горно-геологических факторов наибольшее влияние имеют угол падения пласта, нарушснность месторож­дения, газоносность и водообильность пластов, а из горнотех­нических факторов — размеры шахтного поля по простира­нию, способ проветривания, скорость проведения подготови­тельных выработок и заданный объем добычи [1, 2, 3].

При выборе схемы подготовки шахтного поля следует ориентироваться на преимущественное применение:

• погоризонтной схемы подготовки пластов с выемкой их
по падению при углах падения до 10— 12° или восстанию при
углах падения до 6 — 8° и длине столба 800 — 1000 м для раз­
работки мощных пластов и длине столба 1000 -- 1500 м при
разработке пластов тонких и средней мощности;

• панельной схемы подготовки пластов с углом падения
12 — 25° с выемкой их по простиранию, а также горизонталь­
ных пластов при размере двукрылой панели по простиранию
1500—-3000м;

• этажной схемы подготовки пластов с углом падения
свыше 25°.

Выбор средств механизации очистных работ

Выбор средств механизации очистных работ производится на основе анализа горно-геологических условий залегания уголь­ных пластов (мощность, угол падения пласта), свойств угля (кре­пость, сопротивление резанию), а также свойств и состояния вмещающих пород кровли и почвы с учетом способа управле­ния горным давлением [4, 5, 6].

Для пологих пластов мощностью свыше 0,7 м при управ­лении кровлей полным обрушением рекомендуется применять

механизированные крепи. Тип механизированной крепи (ог­радительная, поддерживающая, оградительно-поддерживающая и поддерживающе-оградительная) обосновывается с учетом мо­щности пласта и обрушаемости пород кровли.

При мощности пластов до 1,9 — 2,0 м и породах кровли средней устойчивости и устойчивых рекомендуется применять крепи поддерживающего типа.

На пластах мощностью более 2,0 м могут применяться крепи как оградительно-поддерживающего, так и поддержи-вающе-оградительного типа. Критерием применения того или иного типа крепи является устойчивость и обрушаемость по­род кровли. При легкообрушаемых породах кровли предпочте­ние следует отдавать оградительно -поддерживающим крепям.

---

Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 757; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

1234Следующая ⇒

---

Мы поможем в написании ваших работ!