Федеральне агентство з освіти
Державна освітня установа вищої
Професійної освіти
"Сибірський державний індустріальний університет"
Осінніковскій філія
КУРСОВИЙ ПРОЕКТ
З дисципліни "Гірнича справа"
Тема "Розрахунок техніко-економічних показників шахти"
Виконала: студентка
2008
Серед галузей ПЕК вугільна промисловість знаходиться в найбільш кризовому стані. Вугільної промисловості належить хвороблива реконструкція, збиткові і неперспективні шахти (42 з 236) будуть закриті. В даний час державна корпорація "Рос вугілля" розробляє план оптимізації галузі та шляхи переходу її до ринкових відносин, відбуватиметься подальше акціонування підприємств та їх об'єднання. Вуглевидобуток буде збережена, але на нових умовах, отже, на даний період головними завданнями є: стабілізація рівня видобутку вугілля, залучення інвестицій держави і кредитів МБРР, впровадження нових технологією. У перспективі необхідно здійснювати структурну перебудову галузі, знизити витрати на видобуток, скоротити число збиткових підприємств, збільшити потужність на діючих ефективних підприємствах.
Величезна увага приділяється вдосконаленню технологій підземного видобутку вугілля, яка забезпечувала б високу ефективність виїмки пластів, раціональність використання запасів і безпеку робіт на шахтах.
Завданнями даного курсового проекту є:
-Вибір раціональних схем і способів розкриття та підготовки шахтного поля;
-Вибір системи розробки;
-Розрахунок параметрів шахти;
-Вибір технічних засобів очисних робіт.
З урахуванням викладеного, переслідується мета навчитися науковим методам розробки родовищ вугілля, тобто економічно обгрунтованого вилучення вугілля з мінімальними витратами живої і матеріалізованої праці при безумовній безпеки ведення гірничих робіт.
Вихідні дані для курсової роботи:
Кут падіння пласта
Потужність пласта m1 = 2.20 м; m2 = 1.10 м; m3 = 1.50 м.
Потужність наносів, 85 м.
Відстань міжпластя, 25, 40 м.
Розмір шахтного поля:
- З падіння 1000 м;
- По простяганню 4,2 км.
Категорія шахти з метанообільності: небезпечна за раптовими викидами.
Щільність вугілля, 1.3 т / м 3.
Види втрат:
загальношахтної - представляють собою запаси в ціликах під будівлями і спорудами, на межах шахтного поля і на кордонах безпечного ведення шахтних робіт.
експлуатаційні втрати:
на тонких пластах - 5-15%;
на потужних 20-35%;
Кількість вугілля видобувається з родовища оцінюється коефіцієнтом вилучення: виходячи з вихідних даних і класифікації за кутом падіння і за потужністю, пласти пологі, середньої потужності, звідси з = 0,85.
Шахтне поле-це місце або частина відведена для гірського підприємства з метою розробки. Розміри шахтного поля залежать від розмірів самого родовища, яке для шахти має свої межі:
-По простяганню-4, 2 км;
-З падіння - 1000 м.
Промислові запаси шахтного поля визначаються за формулою:
де S - розмір шахтного поля по простяганню, м;
H-розмір шахтного поля по падінню, м;
С - коефіцієнт вилучення.
Zпром = 1000 * 4200 (2. 20 * 1.80 * 1.50) * 1.3 * 0.85 = 25525500т
Проектна потужність визначається на підставі геологорозвідувальних даних потреби у вугіллі і можливості досягнення оптимальних техніко - економічних показників його видобутку.
Проектна потужність шахти визначається за формулами:
Де Т - термін служби шахти, років;
Zпром - промислові запаси шахтного поля, т;
Термін служби шахти дорівнює часу протягом якого відпрацьовуються промислові запаси, в межах шахтного поля, рекомендована величина Т ~ 10-20 років;
Повний термін служби шахти визначається за формулою:
Де t - час на розвиток і згортання видобутку, років;
А - виробнича потужність шахти, млнт / м.
При проектуванні розтину, правильним, є вибір місця закладення стволів у шахтному полі, т. к від цього залежить сумарна довжина головних виробок, а отже вартість їх проведення і підтримки; витрати на транспортування вантажів і провітрювання гірських виробок; втрати корисної копалини в охоронних ціликах близько стовбурів.
Місце закладання стовбурів визначається прийнятим способом розкриття і додатково коригується відповідно до рельєфом і налаштованістю місцевості; властивостями порід, що перетинаються стовбурами; наявністю старих гірських виробок та геологічних порушень.
Доцільно буде в економічному і технічному відношенні, розташувати головний стовбур з падіння, так, щоб він ділив шахтне поле з падіння на дві приблизно рівні частини - бремсбергових й ухилу помірної довжини (1000-1200м).
Переваги:
-Скорочений термін будівництва шахти і невисока вартість;
Недоліки:
-Складність підтримки вертикальних стволів та приствольних виробок при проведенні виробок по пласту;
-Можливість виникнення пожежі на пластах, схильних до займання;
-При великій глибині шахтного поля потрібні довгі капітальні бремсберга і ухили.
Розташування допоміжного стовбура.
Розрізняють:
-Центральне;
-Центрально-віднесене;
-Фланговое;
-Комбіноване;
-Секційна розташування допоміжних стволів по відношенню до головного.
Шахта має категорію за метанообільності: небезпечна за раптовими викидами і необхідно гарне провітрювання, тому для надійного і безпечного прямоточного провітрювання виробок бремсбергових частині шахтного поля необхідно застосувати комбінований спосіб.
При комбінованому розташуванні крім двох центральних стовбурів є додатково один або декілька вентиляційних стовбурів, пройдених до верхньої межі шахтного поля або відкатувального горизонту.
Існує кілька способів розташування підготовчих виробок при підготовці вугільних родовищ до розробки. Кожна така схема чи спосіб характеризується своїми індивідуальними особливостями. Схемою підготовки шахтного поля слід вважати характерне розташування об'єднаних з урахуванням функціонального призначення в єдиний комплекс підготовчих виробок, що забезпечують розподіл шахтного поля на готові до виїмки частини. Таким чином, класифікаційним ознакою схем підготовки шахтного поля є поділ його на характерні частини. Відповідно до нього розрізняють погорізонтного, панельну, поверхову і комбіновану схеми підготовки шахтного поля.
На вибір схеми підготовки шахтного поля роблять вплив ряд факторів. З гірничо-геологічних факторів найбільший вплив мають:
кут падіння пласта;
нарушенность родовища
газоносність;
а з гірничо-технічних факторів:
розміри шахтного поля по простяганню;
спосіб провітрювання
швидкість проведення підготовчих виробок;
заданий обсяг видобутку.
Панельний спосіб застосовують при розробці пологих пластів, при розтині шахти вертикальними стовбурами, коли виробнича потужність шахти може бути забезпечена розробкою декількох пластів і роботою обмеженого числа 4-6 лав; при розробці сильно газоносних пластів, небезпечних за раптовими викидами газу.
Розподіл шахтного поля на панелі застосовують у всіх випадках розробки слабопологіх (5о) і пологих пластів з кутом падіння до 18О, коли з одного чи з обмеженого числа пластів необхідно забезпечити велику видобуток вугілля
Панель - це частина пласта в межах крила або горизонту, яку обслуговує самостійним комплексом горизонтальних або похилих транспортних або вентиляційних виробок.
Розмір панелі по простяганню перебувати переважно в межах 1500-2000 м, за падінням 800-1200м.
Панель ділять на більш дрібні ділянки, витягнуті по простяганню - яруси. Ярус - це частина пласта в межах панелі, обмежена виїмковими штреками. У межах кожної панелі від головного відкотного штреку проводять бремсберг або ухил, які називають панельними.
Панелі бувають однокрилий і двокрилими. Останні економічно вигідно використовувати, тому до вдвічі збільшується число одночасно відпрацьовуються лав, тим самим скорочується час відпрацювання ярусів і панелі, а отже, суттєво зменшуються витрати, віднесені на 1т промислових запасів. Знижуються також витрати на транспортування вугілля у похилих виробках.
На одному пласті одночасно відпрацьовується не більше 4 панелей, в межах панелей розміщується до чотирьох лав.
Панельна схема підготовки шахтного поля показана на малюнку № 1.
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Малюнок 1
Панельна схема підготовки шахтного поля: 1-головний стовбур, 2-вентиляційний стовбур, 3-головний відкатний штрек, 4 - бремсберг, 5-ухил
При панельній підготовці від квершлагу або приствольного двору в обидва крила шахтного поля також проводять штреки: відкатний і вентиляційний на довжину, кілька перевищує половину розміру панелі по простяганню при парному числі панелей в межах горизонту.
У середній частині кожної панелі споруджують нижні приймально-відправлені майданчики, від яких за підняттям пласта проводять комплекс похилих вироблень: панельний бремсберг і два ходка. Один з ходко використовується для допоміжного транспорту, другий ходок - для спуску - підйому людей. У місцях посадки людей у пасажирські поїзди по всій їх довжині є проходи 6 шириною не менее1 м між кріпленням та найбільш виступаючими частинами поїзда з боку посадки. Камери ходко з'єднують збійки - другими запасними виходами, необхідними для відокремленого провітрювання камер. Від ходки в обидві сторони проводять ярусні штреки: конвеєрний, допоміжний і вентиляційний. У межі панелі штреки і з'єднуються розрізними печами. Яруси відпрацьовують зворотним ходом і забої лав переміщаються в бік похилих виробок. Для підготовки вентиляційного горизонту на кожну вентиляційну кріплення проходитися вентиляційний шурф.
У міру відпрацювання запасів ярусу для підтримки видобутку по шахті на необхідному рівні проводять нові виробки, заздалегідь готуючи другий, потім третій яруси.
Під час очисної виїмки в першій бремсбергових панелі, готують другу панель. Для цього головні штреки проводять до середини черговий панелі, в межах другої знову споруджують весь комплекс похилих і горизонтальних виробок.
При доопрацюванні запасів у бремсбергових частині шахтного поля готують першу ухилу панель, розташовану біля кордону шахтного поля. Біля головного відкотного штреку, де передбачається проведення ухилу, обладнаю верхню приймально-відправлену майданчик або для цього або для цього пристосовують нижню площадку бремсберга вже відпрацьованої панелі.
Від головного штреку вниз по падінню проводять ухил і два ходка до позначки відкатувального горизонту першого ярусу. Від ходки в обидві сторони, як і в бремсбергових панелі, проводять ярусні штреки. На кордоні кожного ярусу близько похилих виробок споруджують нижні приймально-відправлені майданчика.
У міру відпрацювання запасів першого ярусу ухил і ходки поглиблюють до відкотного горизонту другого, потім третього ярусу, де знову проводять ярусні штреки, і так до нижньої межі панелі. Потім відпрацьовують наступну.
Для підтримки вентиляційних сбоек, що знаходяться в ціликах обмежених розмірів, при відпрацюванні запасів ухилом панелі, розташованої близько від центральних стовбурів, відпрацьований струмінь виводитися в головний штрек, потім в головний ствол і через нього на поверхню.
Транспортування вугілля в межах панелі від очисного вибою до поверхні здійснюється із застосуванням повної конвеєризації.
Перевагою є можливість технічно більш просто збільшити навантаження на пласт. Велика концентрація робіт дозволяє знизити собівартість 1т вугілля. Створюються сприятливі умови для застосування прогресивного безперервного конвеєрного транспорту від очисного вибою до головного відкотного штреку, а також для обробки ярусів зворотним ходом.
Недоліком панельного способу є необхідність проведення більшої кількості похилих виробок і збільшення обсягу роботи підземного транспорту по штреку приблизно на 20-30%.
Найбільш сильно впливають на вибір системи розробки наступні фактори: елементи, форма залягання і будову вугільних пластів;
властивості вугілля і вміщуючих порід;
газоносність і водоносність родовища;
схильність пластів до раптових викидів вугілля і газу,
гірничих ударів;
схильність вугілля до самозаймання;
Державна освітня установа вищої
Професійної освіти
"Сибірський державний індустріальний університет"
Осінніковскій філія
КУРСОВИЙ ПРОЕКТ
З дисципліни "Гірнича справа"
Тема "Розрахунок техніко-економічних показників шахти"
Виконала: студентка
2008
Введення
Вугільна промисловість - одна з провідних галузей ПЕК. Вугілля використовують як технологічна сировина (у вигляді коксу) у чорній металургії та хімічної промисловості (коксові гази) для виробництва мінеральних добрив і пластмас, а також вугілля використовують як енергетичну сировину для виробництва електроенергії на ТЕС, для опалення осель. Загальні геологічні запаси вугілля в Росії оцінюються в 4 трлн тонн. У Росії зосереджено 12% світових запасів вугілля. До революції Росія займала 6 місце в світі з видобутку і 20% споживаного вугілля закуповувала за кордоном (в основному з Німеччини). Колишній СРСР займав 1-е місце з видобутку та експорту вугілля. Росія займає 4-е місце в світі (1-е - Китай, потім США, ФРН) з видобутку кам'яного вугілля.Серед галузей ПЕК вугільна промисловість знаходиться в найбільш кризовому стані. Вугільної промисловості належить хвороблива реконструкція, збиткові і неперспективні шахти (42 з 236) будуть закриті. В даний час державна корпорація "Рос вугілля" розробляє план оптимізації галузі та шляхи переходу її до ринкових відносин, відбуватиметься подальше акціонування підприємств та їх об'єднання. Вуглевидобуток буде збережена, але на нових умовах, отже, на даний період головними завданнями є: стабілізація рівня видобутку вугілля, залучення інвестицій держави і кредитів МБРР, впровадження нових технологією. У перспективі необхідно здійснювати структурну перебудову галузі, знизити витрати на видобуток, скоротити число збиткових підприємств, збільшити потужність на діючих ефективних підприємствах.
Величезна увага приділяється вдосконаленню технологій підземного видобутку вугілля, яка забезпечувала б високу ефективність виїмки пластів, раціональність використання запасів і безпеку робіт на шахтах.
Завданнями даного курсового проекту є:
-Вибір раціональних схем і способів розкриття та підготовки шахтного поля;
-Вибір системи розробки;
-Розрахунок параметрів шахти;
-Вибір технічних засобів очисних робіт.
З урахуванням викладеного, переслідується мета навчитися науковим методам розробки родовищ вугілля, тобто економічно обгрунтованого вилучення вугілля з мінімальними витратами живої і матеріалізованої праці при безумовній безпеки ведення гірничих робіт.
Вихідні дані для курсової роботи:
Кут падіння пласта
Потужність пласта m1 = 2.20 м; m2 = 1.10 м; m3 = 1.50 м.
Потужність наносів, 85 м.
Відстань міжпластя, 25, 40 м.
Розмір шахтного поля:
- З падіння 1000 м;
- По простяганню 4,2 км.
Категорія шахти з метанообільності: небезпечна за раптовими викидами.
Щільність вугілля, 1.3 т / м 3.
1. Основні параметри шахти
1.1 Промислові запаси шахтного поля
Промисловими запасами, називаються запаси, які вдається витягти і видати на поверхню, а це значить "балансові-втрати".Види втрат:
загальношахтної - представляють собою запаси в ціликах під будівлями і спорудами, на межах шахтного поля і на кордонах безпечного ведення шахтних робіт.
експлуатаційні втрати:
на тонких пластах - 5-15%;
на потужних 20-35%;
Кількість вугілля видобувається з родовища оцінюється коефіцієнтом вилучення: виходячи з вихідних даних і класифікації за кутом падіння і за потужністю, пласти пологі, середньої потужності, звідси з = 0,85.
Шахтне поле-це місце або частина відведена для гірського підприємства з метою розробки. Розміри шахтного поля залежать від розмірів самого родовища, яке для шахти має свої межі:
-По простяганню-4, 2 км;
-З падіння - 1000 м.
Промислові запаси шахтного поля визначаються за формулою:
де S - розмір шахтного поля по простяганню, м;
H-розмір шахтного поля по падінню, м;
С - коефіцієнт вилучення.
Zпром = 1000 * 4200 (2. 20 * 1.80 * 1.50) * 1.3 * 0.85 = 25525500т
1.2 Проектна потужність шахти
Проектна потужність шахти - це потенційно можливий обсяг видобутку вугілля, передбачений затвердженим проектом і відповідний закладеним рішенням з техніки, технології та організації робіт.Проектна потужність визначається на підставі геологорозвідувальних даних потреби у вугіллі і можливості досягнення оптимальних техніко - економічних показників його видобутку.
Проектна потужність шахти визначається за формулами:
Де Т - термін служби шахти, років;
Zпром - промислові запаси шахтного поля, т;
Термін служби шахти дорівнює часу протягом якого відпрацьовуються промислові запаси, в межах шахтного поля, рекомендована величина Т ~ 10-20 років;
1.3 Термін служби шахти
Повний термін служби шахти складається із суми: час на розгортання і згортання видобутку. Розгортання - це час на розвиток видобутку в початковий період роботи шахти, коли вона після здачі в експлуатацію, поступово освоює проектну потужність. Згортання видобутку ставитися до останніх років роботи шахти, коли допрацьовуються окремі частини шахтного поля, погашаються раннє залишені цілики.Повний термін служби шахти визначається за формулою:
Де t - час на розвиток і згортання видобутку, років;
А - виробнича потужність шахти, млнт / м.
2. Вибір схеми і способу розкриття шахтного поля
В умовах коли пласт прикритий наносами потужності більше 50 м, вважається за потрібне застосовувати спосіб розтину вертикальними стовбурами,. Цей спосіб є найбільш універсальним і розповсюдженим, його застосовують незалежно від числа, потужності, кута падіння пластів і відстані між ними, глибини ведення гірничих робіт, виробничої потужності, потужність наносів і розмірів шахтного поля по падінню.При проектуванні розтину, правильним, є вибір місця закладення стволів у шахтному полі, т. к від цього залежить сумарна довжина головних виробок, а отже вартість їх проведення і підтримки; витрати на транспортування вантажів і провітрювання гірських виробок; втрати корисної копалини в охоронних ціликах близько стовбурів.
Місце закладання стовбурів визначається прийнятим способом розкриття і додатково коригується відповідно до рельєфом і налаштованістю місцевості; властивостями порід, що перетинаються стовбурами; наявністю старих гірських виробок та геологічних порушень.
Доцільно буде в економічному і технічному відношенні, розташувати головний стовбур з падіння, так, щоб він ділив шахтне поле з падіння на дві приблизно рівні частини - бремсбергових й ухилу помірної довжини (1000-1200м).
Переваги:
-Скорочений термін будівництва шахти і невисока вартість;
Недоліки:
-Складність підтримки вертикальних стволів та приствольних виробок при проведенні виробок по пласту;
-Можливість виникнення пожежі на пластах, схильних до займання;
-При великій глибині шахтного поля потрібні довгі капітальні бремсберга і ухили.
Розташування допоміжного стовбура.
Розрізняють:
-Центральне;
-Центрально-віднесене;
-Фланговое;
-Комбіноване;
-Секційна розташування допоміжних стволів по відношенню до головного.
Шахта має категорію за метанообільності: небезпечна за раптовими викидами і необхідно гарне провітрювання, тому для надійного і безпечного прямоточного провітрювання виробок бремсбергових частині шахтного поля необхідно застосувати комбінований спосіб.
При комбінованому розташуванні крім двох центральних стовбурів є додатково один або декілька вентиляційних стовбурів, пройдених до верхньої межі шахтного поля або відкатувального горизонту.
3. Вибір схеми і способу підготовки шахтного поля
Підготовкою шахтного поля називають проведення після розкриття шахтного поля системи підготовчих виробок, що забезпечують умови для ефективної і безпечної виїмки корисної копалини. Підготовку шахтного поля зазвичай ведуть частинами і в міру їх відпрацювання готують наступні частини.Існує кілька способів розташування підготовчих виробок при підготовці вугільних родовищ до розробки. Кожна така схема чи спосіб характеризується своїми індивідуальними особливостями. Схемою підготовки шахтного поля слід вважати характерне розташування об'єднаних з урахуванням функціонального призначення в єдиний комплекс підготовчих виробок, що забезпечують розподіл шахтного поля на готові до виїмки частини. Таким чином, класифікаційним ознакою схем підготовки шахтного поля є поділ його на характерні частини. Відповідно до нього розрізняють погорізонтного, панельну, поверхову і комбіновану схеми підготовки шахтного поля.
На вибір схеми підготовки шахтного поля роблять вплив ряд факторів. З гірничо-геологічних факторів найбільший вплив мають:
кут падіння пласта;
нарушенность родовища
газоносність;
а з гірничо-технічних факторів:
розміри шахтного поля по простяганню;
спосіб провітрювання
швидкість проведення підготовчих виробок;
заданий обсяг видобутку.
Панельний спосіб застосовують при розробці пологих пластів, при розтині шахти вертикальними стовбурами, коли виробнича потужність шахти може бути забезпечена розробкою декількох пластів і роботою обмеженого числа 4-6 лав; при розробці сильно газоносних пластів, небезпечних за раптовими викидами газу.
Розподіл шахтного поля на панелі застосовують у всіх випадках розробки слабопологіх (5о) і пологих пластів з кутом падіння до 18О, коли з одного чи з обмеженого числа пластів необхідно забезпечити велику видобуток вугілля
Панель - це частина пласта в межах крила або горизонту, яку обслуговує самостійним комплексом горизонтальних або похилих транспортних або вентиляційних виробок.
Розмір панелі по простяганню перебувати переважно в межах 1500-2000 м, за падінням 800-1200м.
Панель ділять на більш дрібні ділянки, витягнуті по простяганню - яруси. Ярус - це частина пласта в межах панелі, обмежена виїмковими штреками. У межах кожної панелі від головного відкотного штреку проводять бремсберг або ухил, які називають панельними.
Панелі бувають однокрилий і двокрилими. Останні економічно вигідно використовувати, тому до вдвічі збільшується число одночасно відпрацьовуються лав, тим самим скорочується час відпрацювання ярусів і панелі, а отже, суттєво зменшуються витрати, віднесені на 1т промислових запасів. Знижуються також витрати на транспортування вугілля у похилих виробках.
На одному пласті одночасно відпрацьовується не більше 4 панелей, в межах панелей розміщується до чотирьох лав.
Панельна схема підготовки шахтного поля показана на малюнку № 1.
SHAPE \ * MERGEFORMAT
панель |
2 |
2 |
ярус |
1 |
I |
II |
III |
IV |
V |
III |
5 |
II |
I |
4 |
3 |
Малюнок 1
Панельна схема підготовки шахтного поля: 1-головний стовбур, 2-вентиляційний стовбур, 3-головний відкатний штрек, 4 - бремсберг, 5-ухил
При панельній підготовці від квершлагу або приствольного двору в обидва крила шахтного поля також проводять штреки: відкатний і вентиляційний на довжину, кілька перевищує половину розміру панелі по простяганню при парному числі панелей в межах горизонту.
У середній частині кожної панелі споруджують нижні приймально-відправлені майданчики, від яких за підняттям пласта проводять комплекс похилих вироблень: панельний бремсберг і два ходка. Один з ходко використовується для допоміжного транспорту, другий ходок - для спуску - підйому людей. У місцях посадки людей у пасажирські поїзди по всій їх довжині є проходи 6 шириною не менее1 м між кріпленням та найбільш виступаючими частинами поїзда з боку посадки. Камери ходко з'єднують збійки - другими запасними виходами, необхідними для відокремленого провітрювання камер. Від ходки в обидві сторони проводять ярусні штреки: конвеєрний, допоміжний і вентиляційний. У межі панелі штреки і з'єднуються розрізними печами. Яруси відпрацьовують зворотним ходом і забої лав переміщаються в бік похилих виробок. Для підготовки вентиляційного горизонту на кожну вентиляційну кріплення проходитися вентиляційний шурф.
У міру відпрацювання запасів ярусу для підтримки видобутку по шахті на необхідному рівні проводять нові виробки, заздалегідь готуючи другий, потім третій яруси.
Під час очисної виїмки в першій бремсбергових панелі, готують другу панель. Для цього головні штреки проводять до середини черговий панелі, в межах другої знову споруджують весь комплекс похилих і горизонтальних виробок.
При доопрацюванні запасів у бремсбергових частині шахтного поля готують першу ухилу панель, розташовану біля кордону шахтного поля. Біля головного відкотного штреку, де передбачається проведення ухилу, обладнаю верхню приймально-відправлену майданчик або для цього або для цього пристосовують нижню площадку бремсберга вже відпрацьованої панелі.
Від головного штреку вниз по падінню проводять ухил і два ходка до позначки відкатувального горизонту першого ярусу. Від ходки в обидві сторони, як і в бремсбергових панелі, проводять ярусні штреки. На кордоні кожного ярусу близько похилих виробок споруджують нижні приймально-відправлені майданчика.
У міру відпрацювання запасів першого ярусу ухил і ходки поглиблюють до відкотного горизонту другого, потім третього ярусу, де знову проводять ярусні штреки, і так до нижньої межі панелі. Потім відпрацьовують наступну.
Для підтримки вентиляційних сбоек, що знаходяться в ціликах обмежених розмірів, при відпрацюванні запасів ухилом панелі, розташованої близько від центральних стовбурів, відпрацьований струмінь виводитися в головний штрек, потім в головний ствол і через нього на поверхню.
Транспортування вугілля в межах панелі від очисного вибою до поверхні здійснюється із застосуванням повної конвеєризації.
Перевагою є можливість технічно більш просто збільшити навантаження на пласт. Велика концентрація робіт дозволяє знизити собівартість 1т вугілля. Створюються сприятливі умови для застосування прогресивного безперервного конвеєрного транспорту від очисного вибою до головного відкотного штреку, а також для обробки ярусів зворотним ходом.
Недоліком панельного способу є необхідність проведення більшої кількості похилих виробок і збільшення обсягу роботи підземного транспорту по штреку приблизно на 20-30%.
4. Система розробки
4.1 Вибір та обгрунтування системи розробки
Системою розробки називають певний порядок ведення очисних та підготовчих робіт пов'язаних у просторі та часі.Найбільш сильно впливають на вибір системи розробки наступні фактори: елементи, форма залягання і будову вугільних пластів;
властивості вугілля і вміщуючих порід;
газоносність і водоносність родовища;
схильність пластів до раптових викидів вугілля і газу,
гірничих ударів;
схильність вугілля до самозаймання;
відстань між розробляються пластами;
глибина розробки;
способи та засоби механізації виробничих процесів в очисних і підготовчих вибоях.
При розробці тонких і середньої потужності пологих пластів потужністю 0.5-3,5 м з кутами падіння 3-180 найбільшого поширення набула система довгими стовпами по простяганню з обваленням. На вибір розмірів виїмкової поля по простяганню і довжини очисного вибою вирішальний вплив справляє спосіб виїмки вугілля. При механізованому способі виїмкові поле дорівнює 150-250 м. Кожне виїмкові полі розкривають проміжними квершлагами, від яких по пласту проводять відкатний (конвеєрний) і вентиляційні штреки.
Лави відпрацьовуються одиночними стовпами, в рідкісних випадках відпрацювання проводиться спареними лавами. При цьому, нижня лава випереджає на 25 - 40м.
Для підготовки виїмкової дільниці пройдені конвеєрний, вентиляційний штреки і розріз.
Вентиляційний штрек служить для випуску вихідного струменя повітря, доставки матеріалів та обладнання до очисному забою, пересування людей.
Конвеєрний штрек призначений для транспортування гірничої маси і подачі свіжого повітря до очисних забою, розміщення конвеєрної лінії для видачі гірської маси з очисного вибою, пересування людей. Вентиляційний та конвеєрний штреки погашаються слідом за посування очисного вибою.
Основним способом управління гірським тиском у лаві при системі відпрацювання довгими стовпами є спосіб з повним обваленням, рідше використовують повну закладку виробленого простору.
Управління покрівлею-це сукупність заходів з регулювання проявів гірського тиску в робочому просторі очисного вибою та прилеглих до нього підготовчих виробок з метою забезпечення безпеки та необхідних виробничих умов. Ці заходи зводяться до правильного вибору кріплення гірничих виробок, попередження масових обвалень порід, гірських ударів та раптових викидів вугілля і газу.
У залежності від будови, властивості бічних порід, характеру прояву гірського тиску і здійснення заходів з регулювання гірського тиску у вугільних шахтах застосовують шість способів управління гірським тиском: повне обвалення, плавне опускання, часткова закладка, часткове обвалення, утримання на вогнищах і повна закладка.
Спосіб управління покрівлею - повне обвалення. Цей спосіб є найбільш економічним, відрізняється малою трудомісткістю, високою продуктивністю і дозволяє повністю механізувати роботи з управління покрівлею.
Призначення способу - попередити або послабити інтенсивне обвалення основної покрівлі, зменшити опускання товщі вищерозміщених порід шляхом заповнення виробленого простору зруйнованими породами безпосередньої покрівлі.
Сутність способу в тому, що в міру посування очисного вибою і збільшення консолі безпосередньої покрівлі виробляють її періодичне обвалення (посадку) за межами привибійного простору на величину кроку самовільного обвалення безпосередньої покрівлі. Величина кроку залежить від стійкості порід і приймається кратною ширині виймальної в лаві смуги вугілля (захоплення комбайна).
Управління покрівлею повним обваленням застосовують в породах 1 і 2 класів за класифікацією вугі; 1-3 класів - за класифікацією ДонВУГІ, тобто коли в безпосередній покрівлі залягають породи, схильні до обвалення після видалення кріплення.
Застосовувана система розробки є оптимальною і найбільш повно відповідає даним гірничо-геологічних умов відпрацьовується родовища.
До загальних переваг стовпової системи відносять: проведення виїмкових виробок в масиві, не схильному до безпосереднього впливу очисних робіт, і відповідно до цього велика їх стійкість; розділення в просторі та часі підготовчих і очисних робіт у виїмковому полі; отримання додаткової інформації про гірничо-геологічних умовах залягання пласта при підготовці запасів до виїмки; можливість погашення виїмкових виробок у міру посування очисних вибоїв.
Недоліками стовпової системи розробки є: великий обсяг проведення виробок до початку очисних робіт; складність провітрювання довгих (до 1500 м) виїмкових виробок при їх проведенні, особливо на високогазоносних пластах; необхідність підтримання довгих виїмкових виробок як в період їх проведення, так і під час ведення очисних робіт.
а) відбійними молотками;
б) широкозахватними комбайнами;
в) вузькозахватними комбайнами;
г) струговими установками;
д) бурошнекових установками.
Доставку вугілля по лаві можна виробляти забійними конвеєрами.
Враховуючи прогресивні технологічні схеми, пропоную в лаві використовувати механізований комплекс з узкозахватним комбайном.
Враховуючи запропоновану технологію і потужність пластів m = 1,50-2.20 м, кут падіння пласта = 11 ° пропоную використовувати в лаві механізований комплекс сімейства МК-1МК-Б. Гірничотехнічні умови застосування комплексу зводжу до таблиці № 1.
Даний комплекс виробляється Узловська машинобудівним заводом і призначений для комплексної механізації очисних робіт на пластах середньої потужності і потужних.
Високонадійний очисний комплекс сімейства МК (1МК-Б) призначений для механізації процесів виїмки вугілля, кріплення і управління покрівлею повним обваленням в очисних вибоях пологих пластів потужністю 1.4-2.2 м з кутом нахилу пласта до 35 0 з найскладнішими гірничо-геологічними умовами.
Комплекси можуть комплектуватися усіма серійно випускаються і перспективними моделями очисних комбайнів, стругових установок і забійних конвеєрів.
У комплексі забезпечена технічна послідовність операцій з видобутку вугілля; кінематичні зв'язку дозволяють машин і встаткування працювати фактично як єдиний агрегат. Базою всіх машин і устаткування, розташованих в лаві, служить ставши вибійного конвеєра.
Таблиця1-Гірничотехнічні умови застосування механізованого комплексу 1МК-Б
До комплексу входять: підтримують-огороджувальні щитові, двухстійкові, агрегатовані, механізовані оловний кріплення, кріплення сполучень конвеєрного і комбайнів типу 3 БСП, узкозахватним комбайни, кабелеукладчики КЦ або КЦН, насосні станції СНТ32, обладнання зрошувальної системи та електрообладнання.
Секції механізованого кріплення діляться на лінійні, якірні і кінцеві. Вид - трапецієподібні.
Конвеєри комплексів МК відрізняються від звичайних забійних конвеєрів. Вони мають вставні в базову конструкцію комплексу Рештаки робочої гілки, що дозволяє ввести підстави секцій кріплення під забійний конвеєр, у той час як базова конструкція конвеєра 1 МК-Б лежить безпосередньо на грунті.
Зі збільшенням довжини лави зростає навантаження на забій, транспортну вироблення, збільшується концентрація виробництва, зменшується обсяг допоміжних робіт.
Однак надмірне збільшення довжини лави викликає технічні і організаційні труднощі в доставці обладнання, матеріалів, пересування людей.
Виходячи з попереднього досвіду, при технології очисних робіт у системі розробки довгими стовпами по простяганню з обваленням, взяли похилу висоту поверху рівній від 150-250 м. У залежності від розміру шахтного поля по падінню (1000 м) і застосованого комплексу - МК, похила висота поверху або висота виїмкового поля буде дорівнює 150 м.
Знайдемо вертикальну висоту поверху або довжину лави за формулою:
де hЕ - похила висота поверху, м;
4.4 Навантаження на очисний вибій.
У залежності від потужності пласта і технічних характеристик обраного комплексу (МК) знайдемо навантаження на очисний забій.
Характеристики МК з добового навантаження на забій:
на 150 м, при m = 1.50-1490 т / добу;
на 150 м, при m = 1.80-1400 т / добу;
на 150 м, при m = 2. 20-1700 т / добу.
На розробляється нами шахті довжина виїмкової поля прийнята 150 м, звідси нормативне навантаження на очисний забій дорівнює:
QН = 1490 т / с, при m = 1.50 м;
QН = 1400 т / с, при m = 1.80 м;
QН = 1700 т / с, при m = 2,20 м;
4.5 Перевірка навантаження на очисний вибій за газовим фактором.
Навантаження на очисний вибій за газовим фактором перебувати за формулою:
де Sn (min) - прохідний перетин для струменя повітря при мінімальній ширині привибійного простору, м2 (таб 1);
VВ - допустима по ПБ швидкість руху повітря по лаві, м / с;
k - коефіцієнт враховує рух частини повітря по виробленому просторі за кріпленням виробки (при повному обваленні покрівлі приймається від 1.2-1.4);
Qл - метановиділення з лави в вихідну струмінь повітря, для шахт небезпечних за раптовими викидами = 15 м3 / т, на добу;
kn - коефіцієнт враховує природну дегазацію джерел виділення метану в період відсутності видобутку вугілля (для системи розвідки довгими стовпами при управлінні покрівлею з повним обваленням kn = 0,7);
* - При розробці сильно газових пластів приймають дегазацію, яка дозволяє направити частину метану з виробленого простору, безпосередньо у вентиляційну струмінь шахти і тому в знаменник формули вводитися додатковий коефіцієнт
Nцп - кількість циклів за добу;
r - ширина захвату шнека, м;
m - потужність пласта, м;
Визначення видобутку вугілля з циклу:
де Lд - довжина лави, м;
m - потужність пласта;
r - ширина захвату шнека, т/м3 = 0,63;
с - коефіцієнт добування вугілля = 0,98;
Визначення нормативної кількості циклів за добу:
де QН - нормативне навантаження на очисний забій.
АЦ - видобуток вугілля з циклу, м.
Визначимо планову добову навантаження на вибій за формулою:
де nЦП - планова кількість циклів на добу, циклах.
де H0 - сумарна довжина очисних вибоїв, м;
L - довжина лави.
Формула сумарної довжини очисних вибоїв:
де А - потужність шахти, т / рік;
l0 - посування вибою за рік, м;
p - продуктивність пласта, т/м3;
з0 - коефіцієнт втрат від битого вугілля у виробках, від 0,97-0,98.
Формула посування вибою за рік:
де N - кількість робочих днів у році;
n - число циклів добу;
r - посування за цикл, м.
Формула продуктивності пласта:
де m - потужність пласта, м;
Приймаю одну лаву.
Перевірка:
де А - потужність шахти, т / рік;
Qп - планова добове навантаження, т.
0,215
Зроблено обгрунтування вибору схеми і способу розкриття шахтного поля, схеми і способу підготовки, а також системи розробки шахтного поля, вибір технічних засобів очисних робіт.
2. Розтин і системи розробки вугільних родовищ А.П. Кілячков. 1976
3. Методичні вказівки, 2005.
4. Міхєєв О.В., Віткалов В.Г., Діколенко Є.Я., Атрушкевіч В.А., Підземна розробка пластових родовищ, Теоретичні та методичні засади проведення практичних занять: Неб. Посібник. - Липецьк.: Липецьке видавництво, 1998.
глибина розробки;
способи та засоби механізації виробничих процесів в очисних і підготовчих вибоях.
При розробці тонких і середньої потужності пологих пластів потужністю 0.5-3,5 м з кутами падіння 3-180 найбільшого поширення набула система довгими стовпами по простяганню з обваленням. На вибір розмірів виїмкової поля по простяганню і довжини очисного вибою вирішальний вплив справляє спосіб виїмки вугілля. При механізованому способі виїмкові поле дорівнює 150-250 м. Кожне виїмкові полі розкривають проміжними квершлагами, від яких по пласту проводять відкатний (конвеєрний) і вентиляційні штреки.
Лави відпрацьовуються одиночними стовпами, в рідкісних випадках відпрацювання проводиться спареними лавами. При цьому, нижня лава випереджає на 25 - 40м.
Для підготовки виїмкової дільниці пройдені конвеєрний, вентиляційний штреки і розріз.
Вентиляційний штрек служить для випуску вихідного струменя повітря, доставки матеріалів та обладнання до очисному забою, пересування людей.
Конвеєрний штрек призначений для транспортування гірничої маси і подачі свіжого повітря до очисних забою, розміщення конвеєрної лінії для видачі гірської маси з очисного вибою, пересування людей. Вентиляційний та конвеєрний штреки погашаються слідом за посування очисного вибою.
Основним способом управління гірським тиском у лаві при системі відпрацювання довгими стовпами є спосіб з повним обваленням, рідше використовують повну закладку виробленого простору.
Управління покрівлею-це сукупність заходів з регулювання проявів гірського тиску в робочому просторі очисного вибою та прилеглих до нього підготовчих виробок з метою забезпечення безпеки та необхідних виробничих умов. Ці заходи зводяться до правильного вибору кріплення гірничих виробок, попередження масових обвалень порід, гірських ударів та раптових викидів вугілля і газу.
У залежності від будови, властивості бічних порід, характеру прояву гірського тиску і здійснення заходів з регулювання гірського тиску у вугільних шахтах застосовують шість способів управління гірським тиском: повне обвалення, плавне опускання, часткова закладка, часткове обвалення, утримання на вогнищах і повна закладка.
Спосіб управління покрівлею - повне обвалення. Цей спосіб є найбільш економічним, відрізняється малою трудомісткістю, високою продуктивністю і дозволяє повністю механізувати роботи з управління покрівлею.
Призначення способу - попередити або послабити інтенсивне обвалення основної покрівлі, зменшити опускання товщі вищерозміщених порід шляхом заповнення виробленого простору зруйнованими породами безпосередньої покрівлі.
Сутність способу в тому, що в міру посування очисного вибою і збільшення консолі безпосередньої покрівлі виробляють її періодичне обвалення (посадку) за межами привибійного простору на величину кроку самовільного обвалення безпосередньої покрівлі. Величина кроку залежить від стійкості порід і приймається кратною ширині виймальної в лаві смуги вугілля (захоплення комбайна).
Управління покрівлею повним обваленням застосовують в породах 1 і 2 класів за класифікацією вугі; 1-3 класів - за класифікацією ДонВУГІ, тобто коли в безпосередній покрівлі залягають породи, схильні до обвалення після видалення кріплення.
Застосовувана система розробки є оптимальною і найбільш повно відповідає даним гірничо-геологічних умов відпрацьовується родовища.
До загальних переваг стовпової системи відносять: проведення виїмкових виробок в масиві, не схильному до безпосереднього впливу очисних робіт, і відповідно до цього велика їх стійкість; розділення в просторі та часі підготовчих і очисних робіт у виїмковому полі; отримання додаткової інформації про гірничо-геологічних умовах залягання пласта при підготовці запасів до виїмки; можливість погашення виїмкових виробок у міру посування очисних вибоїв.
Недоліками стовпової системи розробки є: великий обсяг проведення виробок до початку очисних робіт; складність провітрювання довгих (до 1500 м) виїмкових виробок при їх проведенні, особливо на високогазоносних пластах; необхідність підтримання довгих виїмкових виробок як в період їх проведення, так і під час ведення очисних робіт.
4.2 Технічні засоби очисних робіт
Виїмку вугілля в лаві можна робити:а) відбійними молотками;
б) широкозахватними комбайнами;
в) вузькозахватними комбайнами;
г) струговими установками;
д) бурошнекових установками.
Доставку вугілля по лаві можна виробляти забійними конвеєрами.
Враховуючи прогресивні технологічні схеми, пропоную в лаві використовувати механізований комплекс з узкозахватним комбайном.
Враховуючи запропоновану технологію і потужність пластів m = 1,50-2.20 м, кут падіння пласта = 11 ° пропоную використовувати в лаві механізований комплекс сімейства МК-1МК-Б. Гірничотехнічні умови застосування комплексу зводжу до таблиці № 1.
Даний комплекс виробляється Узловська машинобудівним заводом і призначений для комплексної механізації очисних робіт на пластах середньої потужності і потужних.
Високонадійний очисний комплекс сімейства МК (1МК-Б) призначений для механізації процесів виїмки вугілля, кріплення і управління покрівлею повним обваленням в очисних вибоях пологих пластів потужністю 1.4-2.2 м з кутом нахилу пласта до 35 0 з найскладнішими гірничо-геологічними умовами.
Комплекси можуть комплектуватися усіма серійно випускаються і перспективними моделями очисних комбайнів, стругових установок і забійних конвеєрів.
У комплексі забезпечена технічна послідовність операцій з видобутку вугілля; кінематичні зв'язку дозволяють машин і встаткування працювати фактично як єдиний агрегат. Базою всіх машин і устаткування, розташованих в лаві, служить ставши вибійного конвеєра.
Таблиця1-Гірничотехнічні умови застосування механізованого комплексу 1МК-Б
| Система розробки | стовпова |
| Потужність обслуговуються пластів, м | 1.4-2.2м |
| Кут падіння пласта, градус при посування лави по простяганню те ж, по падінню або повстання | 35 10 |
| Характеристика покрівлі: Безпосередній Основний | Крім нестійкою Середній обрушаемості |
| Спосіб управління покрівлею | повне обвалення |
| Довжина в постачанні, м | 100 |
| Ширина захоплення, м | 0,63 |
| Тиск на грунт, Мпа Прохідний перетин для струменя повітря при мінімальній ширині привибійного простору, в залежності від потужності пласта, Sn м2 | 1.2 m = 1.50 м, Sn = 3 м m = 1.80 м, Sn = 3,80 м m = 2,20 м, Sn = 5 м |
Секції механізованого кріплення діляться на лінійні, якірні і кінцеві. Вид - трапецієподібні.
Конвеєри комплексів МК відрізняються від звичайних забійних конвеєрів. Вони мають вставні в базову конструкцію комплексу Рештаки робочої гілки, що дозволяє ввести підстави секцій кріплення під забійний конвеєр, у той час як базова конструкція конвеєра 1 МК-Б лежить безпосередньо на грунті.
4.3 Розміри виїмкових полів і очисних вибоїв
Довжину лави можна визначити розрахунковим шляхом виходячи з гірничо-геологічних чинників. Однак довжину лави рекомендується приймати виходячи з умов повного використання прийнятого устаткування, нормального провітрювання, а при розробці запасів на великій глибині з урахуванням температурного чинника.Зі збільшенням довжини лави зростає навантаження на забій, транспортну вироблення, збільшується концентрація виробництва, зменшується обсяг допоміжних робіт.
Однак надмірне збільшення довжини лави викликає технічні і організаційні труднощі в доставці обладнання, матеріалів, пересування людей.
Виходячи з попереднього досвіду, при технології очисних робіт у системі розробки довгими стовпами по простяганню з обваленням, взяли похилу висоту поверху рівній від 150-250 м. У залежності від розміру шахтного поля по падінню (1000 м) і застосованого комплексу - МК, похила висота поверху або висота виїмкового поля буде дорівнює 150 м.
Знайдемо вертикальну висоту поверху або довжину лави за формулою:
де hЕ - похила висота поверху, м;
4.4 Навантаження на очисний вибій.
У залежності від потужності пласта і технічних характеристик обраного комплексу (МК) знайдемо навантаження на очисний забій.
Характеристики МК з добового навантаження на забій:
на 150 м, при m = 1.50-1490 т / добу;
на 150 м, при m = 1.80-1400 т / добу;
на 150 м, при m = 2. 20-1700 т / добу.
На розробляється нами шахті довжина виїмкової поля прийнята 150 м, звідси нормативне навантаження на очисний забій дорівнює:
QН = 1490 т / с, при m = 1.50 м;
QН = 1400 т / с, при m = 1.80 м;
QН = 1700 т / с, при m = 2,20 м;
4.5 Перевірка навантаження на очисний вибій за газовим фактором.
Навантаження на очисний вибій за газовим фактором перебувати за формулою:
де Sn (min) - прохідний перетин для струменя повітря при мінімальній ширині привибійного простору, м2 (таб 1);
VВ - допустима по ПБ швидкість руху повітря по лаві, м / с;
k - коефіцієнт враховує рух частини повітря по виробленому просторі за кріпленням виробки (при повному обваленні покрівлі приймається від 1.2-1.4);
Qл - метановиділення з лави в вихідну струмінь повітря, для шахт небезпечних за раптовими викидами = 15 м3 / т, на добу;
kn - коефіцієнт враховує природну дегазацію джерел виділення метану в період відсутності видобутку вугілля (для системи розвідки довгими стовпами при управлінні покрівлею з повним обваленням kn = 0,7);
* - При розробці сильно газових пластів приймають дегазацію, яка дозволяє направити частину метану з виробленого простору, безпосередньо у вентиляційну струмінь шахти і тому в знаменник формули вводитися додатковий коефіцієнт
Nцп - кількість циклів за добу;
r - ширина захвату шнека, м;
m - потужність пласта, м;
Визначення видобутку вугілля з циклу:
де Lд - довжина лави, м;
m - потужність пласта;
r - ширина захвату шнека, т/м3 = 0,63;
с - коефіцієнт добування вугілля = 0,98;
Визначення нормативної кількості циклів за добу:
де QН - нормативне навантаження на очисний забій.
АЦ - видобуток вугілля з циклу, м.
Визначимо планову добову навантаження на вибій за формулою:
де nЦП - планова кількість циклів на добу, циклах.
4.6 Визначення числа діючих вибоїв
Визначимо число діючих вибоїв за формулою:де H0 - сумарна довжина очисних вибоїв, м;
L - довжина лави.
Формула сумарної довжини очисних вибоїв:
де А - потужність шахти, т / рік;
l0 - посування вибою за рік, м;
p - продуктивність пласта, т/м3;
з0 - коефіцієнт втрат від битого вугілля у виробках, від 0,97-0,98.
Формула посування вибою за рік:
де N - кількість робочих днів у році;
n - число циклів добу;
r - посування за цикл, м.
Формула продуктивності пласта:
де m - потужність пласта, м;
Приймаю одну лаву.
Перевірка:
де А - потужність шахти, т / рік;
Qп - планова добове навантаження, т.
0,215
Висновок
У даному курсовому проекті були проведені розрахунки - промислових запасів, проектної потужності, терміну служби шахти, Розміри виїмкових полів і очисних вибоїв, навантаження на очисний забій, перевірки навантаження на очисний вибій за газовим фактором і визначення числа діючих забоїв і перевірка правильності цього визначення.Зроблено обгрунтування вибору схеми і способу розкриття шахтного поля, схеми і способу підготовки, а також системи розробки шахтного поля, вибір технічних засобів очисних робіт.
Список літератури
1. Довідник: Машини й устаткування для шахт і копалень.2. Розтин і системи розробки вугільних родовищ А.П. Кілячков. 1976
3. Методичні вказівки, 2005.
4. Міхєєв О.В., Віткалов В.Г., Діколенко Є.Я., Атрушкевіч В.А., Підземна розробка пластових родовищ, Теоретичні та методичні засади проведення практичних занять: Неб. Посібник. - Липецьк.: Липецьке видавництво, 1998.