Билеты по УГЛЮ + все лекции
1.- Общие сведения об угольных месторождениях Р.Ф. - Сплошная система разработки. "Лава – этаж", ее достоинства и недостатки; область применения. Технико-экономический показатель.
2. - Шахта. Шахтное поле. Деление шахтного поля по категории по метану. - Сплошная система разработки на пластах крутого падения.
3. - Столбовая система разработки, достоинства и недостатки; область применения. - Расчет основных параметров шахты.
4. - Основные параметры шахт. Стадии разработки шахтных полей. - Сравнение сплошной и столбовой системы разработки. Экономическая оценка.
5. - Вентиляция тупиковых выработок. - Формы и размеры поперечного сечения горных выработок. Виды крепей.
6. - Этажная подготовка, ее параметры и область применения. - Способы и схемы проведения выработок.
7. - Панельная подготовка, ее параметры, область применения. - Процессы и организация производства при проведении горных выработок по крепким породам.
8. - Погоризонтная подготовка, ее параметры, область применения. - Понятие о пластах, опасных по внезапным выбросам угля и газа; понятие о горных ударах.
9. - Порядок отработки этажей и панелей в шахтном поле. - Состав шахтного воздуха. Метан в угольных шахтах.
10. - Число одновременно разрабатываемых пластов. Очередность отработки пластов в свите. – Классификация горных выработок. Горизонтальные горные выработки.
11. – Способы подготовки пластов. Пластовый и полевой способ. – Элементы залегания угольных пластов. Классификация пластов по углу падения и мощности.
12. – Способы вскрытия шахтных полей и факторы, влияющие на их выбор. – Понятие о планограмме.
13. – Вскрытие пластов наклонными стволами. Область применения. – Горные выработки: наклонные. Проведение выработок проходческими комбайнами.
14. – Расположение стволов в шахтном поле. – Подземные горные выработки; форма и размеры поперечного сечения. Проведение выработок буровзрывным способом.
15. – Вскрытие вертикальными стволами пологих пластов; область применения. – Основные параметры шахты, методы их расчета.
16. – Вскрытие свиты пластов крутого падения. – Стадии разработки месторождений п.и. Технологический комплекс на шахтной поверхности.
17. – Вскрытие свиты пологих пластов вертикальными стволами и квершлагами. – Выемка угля в длинных очистных забоях механизированным комплексом.
18. – Вскрытие пологих пластов вертикальными стволами и погоризонтными квершлагами. – Организация работ в очистном забое, оснащенным механизированным комплексом. Планограмма.
19. - Околоствольные дворы, камеры. – Способы транспортирования отбитого п.и. очистных забоев до поверхности.
20. – Горное давление. Классификация боковых пород. – Выемка угля комбайнами. Односторонняя и челноковая схемы.
21. – Последовательность выполнения производственных процессов в забоях с индивидуальной крепью. – Расчет длины очистного забоя.
22. – Крепь очистных забоев. Классификация крепей. – Геология угольных месторождений. (Происхождение горных пород. Происхождение угля: бурый, каменный, антрацит)
23. – Индивидуальные крепи: призабойные и посадочные. Область применения. – Элементы и формы залегания угольных пластов.
24. – Механизированные комплексы для пологих пластов, их классификация. – Технологический комплекс на поверхности шахты.
25. – Проведение горизонтальных выработок в крепких породах. – Шахтные вентиляционные сооружения.
26. – Общие сведения о буровзрывных работах. ВВ и СВ. – Шахтная пыль. Углекислый газ и меры борьбы с ним.
Основные сведения о добыче и мировых запасах угля .
В мировых запасах ископаемого топлива на долю угля, горючих сланцев и торфа приходится по объему 90%, а на долю нефти и газа 7-8%. В настоящее время добыча угля ведется в 60 странах: Германия, Польша, ЮАР, США, КНР, Россия, Индия. На долю этих стран приходится 85% мировой добычи. От 10 до 100млн.т добывает Польша, Германия, Великобритания, ЮАР, Канада, Турция. Если в 1923г. на земле добывалось 2,3 млрд.т, то 200г. планируется добыть от 5-7млрд.т, в 1996г. – 3,350млрд.т из них КНР –1350млн.т, США 964млн.т, Индия 108млн.т, Россия 255млн.т, Австралия 250млн.т. Мировые геологические запасы угля составляют 14трлн.800млрд.тонн. Мировые, доказанные 1035млрд.тонн – этих запасов хватит на 225лет, и в России этих запасов хватит на 500лет. На земном шаре находится 3600 угольных бассейнов и месторождений 7бассейнов это 27500млрд – бассейны гиганты, к ним относятся Ленский, Тунгусский, Таймырский, Канско-Ачинский, Аппалагский, и Кузбаский, Аммазона. 4 бассейна от 200-500млрд. Нижнерейсковестфальский, Донецкий, Печорский, Иллинойс. Около 250 бассейнов имеют запасы от 0,5-200млрд.т. В Азии 57%, Америке 30%, Европе 9% , Африка и Австралия по 2%, Россия из 14100 – 6800
Основные направления использования углей .
В настоящее время угли используются в основном для производства энергии и получения кокса, в меньшей степени для получения газа и жидкого топлива. Основные тенденции роста потребления угля связаны со спросом на: 1 энергетический уголь, для производства электроэнергии, 2 коксующийся уголь для развития черной металлургии, 3 энергии как источник получения тепла в случае неизбежного перехода с жидкого и газообразного на твердое топливо, 4 уголь как источник получения различных элементов и веществ, 5 уголь для получения жидкого и газообразного топлива.
Основные угольные бассейны России .
В Европейской части России – Донецкий, Подмосковный, Печорский. В пределах Урала – Кизелевский, Челибанский, Южно Уральский. В западной Сибири – Кузнецкий и Горновский. В восточной Сибири – в Красноярском крае и Иркутской области (Канско-Ачинский, Минусинский, Иркутский, Южно Липетский). На семеро востоке – Магаданский и Камчатский. Дальнем Востоке – Хабаровского, Приморских краев и Амурской области.
Условия залегания всех месторождений сильно отличаются по мощности пластов, углу падения, по глубине разработки, по свойствам вмещающих пород и т.д.
Способы разработки : открытый, подземный, комбинированный, подводный, геотехнологический.
П.и. которые залегают в пластовых месторождениях: - уголь, горючие сланцы, торф, калийные соли.
Две фазы образования угля: 1 торфообразование, 2 из торфа в уголь (углефикация)
Угольный карьер - разрез.
Метаморфизм угля - процесс глубокого струк-но молек-го преобразования орган-го вещ-ва углей. Метаморфизм углей явился следствием воздействия на угли: внут-го тепла земли при погружении угленосных толщ на глубину.
Ископаемые угли - 1 бурые, 2 каменные, 3 антрациты.
Бурый уголь - низший член общего генетического ряда ископаемых углей; мягкие, плотные, полевой, коричневый; влажность 60%; характеризуется цветом, содержание углерода 63-71%, теплота сгорания 25,5-33,5 МДж/кг.
Каменный уголь - твердая, плотные, преимущественно - полосчатая, реже однородная порода черного или серо-черного цвета, с блестящей полуматовой или матовой поверхностью. Степень содержания углерода 74-92%, теплота сгорания сухого без зольного угля 30,5-36,8 МДж/кг.
Антрацит – наиболее углефицированная разновидность ископаемого угля, содержащий углерода 89-98%, плотная порода, серовато-черного цвета с ярким металлическим блеском, теплота сгорания 33.5-35.2 МДж/кг.
Пласт - геологическое тело сложенное осадочной однородной породой ограниченной двумя приблизительно параллельными поверхностями и занимающее значительную площадь. Породы, в которых залегает пласт угля - называют боковыми породами . Породы лежащие непосредственно над пластом, называют кровлей пласта. Породы лежащие под пластом называют почвой пласта.
Мощность пласта - расстояние по перпендикуляру от кровли до почвы пласта.
К элементам залегания пластов относится - простирание, падение, угол падения и мощность пластов.
Линия простирания - линия образующаяся при пересечении поверхности пласта с горизонтальной плоскостью.
Линия падения - линия лежащая в плоскости пласта и перпендикулярна линии простирания.
Угол, составленный поверхностью(кровлей) или почвой пласта и горизонтальной плоскостью называется углом падения пласта ( a)
//
//
//
Мощность пласта - толщина пласта определенная по кратчайшему расстоянию (по нормали перпендикулярно) между кровлей и почвой (m). (mв -вертикальная, mг - горизонтальная)
Классификация угольных пластов по мощности и по углу падения.
По мощности : весьма тонкие менее 0.7м, тонкие от 0.1-1.2м, средней мощности 1.21-3.5м, мощные более 3.5м.
По углу падения : пологие до 18°, наклонные 19-35°, круто наклонные 35-55°, круто падающие от 55° и выше.
Подземные горные выработки .
Открытая г.в.(не замкнутый контур), подземная г.в.(замкнутый контур).
Подземные г.в. это искусственно образованные полости в земной коре имеющие замкнутый контур поперечного сечения. Их разделяют на основные и дополнительные.
Основные выработки - имеющие непосредственный выход на земную поверхность.
Выработки, не имеющие непосредственный выход на поверхность называют дополнительными .
Главные выработки - те, которые служат для транспортирования и подъема п.и. на поверхность.
По вспомогательным выработкам доставляют людей, породу, материал и т.д.
Если выработка пройдена по пласту, то она называется пластовой ; по пустым породам - полевая выработка .
Выработки, предназначенные для добычи п.и. наз-ют очистными.
Выработки по углу падения - 1.вертикальные, 2.наклонны и 3.горизонтальные.
Вертикальные г.в.
К ним относят ствол, шурф, слепой ствол, гезенк, скважина.
Ствол - вертикальная выработка, имеющая непосредственный выход на земную поверхность и предназначенная для обслуживания подземных горных работ. В зависимости от предназначения стволы бывают главными, вспомогательными, вентиляционными.
Главный ствол - служит для подъема п.и. на поверхность и др. целей.
Вспомогательный ствол служит для спуска и подъема людей, материалов, оборудования, для выдачи породы. Стволы оборудуют механическим подъемом. (скипы и клети)
Шурф – выработка имеет небольшой разрез поперечного сечения, небольшую глубину разработки, имеет выход на земную поверхность, но не оборудован механическим подъемом. Служит для вентиляции и др. вспомогательных целей.
Гезенк – вертикальная выработка, не имеющая непосредственно выхода на земную поверхность и служащая для спуска п.и. с выше лежащих горизонтов на ниже лежащие.
1.гезенк 2.слепой ствол 3.шурф
\
\
\
Слепой ствол – выработка, не имеющая непосредственно выхода на земную поверхность и предназначенная для подъема п.и., для вентиляции, спуска и подъема людей и др.целей.
Скважина – вертикальная выработка, пройденная путем выбуривания горных пород обычно диаметром до 2м. Скважины бывают вентиляционными, лесоспускными, доставочными
Наклонные горные выработки .
Наклонный 1ствол, 2 бремсберг, 3 уклон, 4 ходок, 5 скат, 6 восстающий, 7 рудоспуск и 8 печь.
1.Наклонный ствол – выработка, имеющая непосредственный вход на земную поверхность и предназначенная для обслуживания подземных горных пород (тоже самое, что и вертикальные и наклонные стволы)
\
\
\
4.Уклон - тоже самое, что и бремсберг, только транспортирование п.и. осуществляется снизу вверх.
3.Бремсберг – вырабока не имеющая непосредственного выхода на з.п., пройденная по линии падения пласта и служащая для транспортирования п.и. сверху вниз. Чаще всего бремсберг проводят по пласту, реже по породам. 1.шахтный ствол 2. Пласт в разрезе
Параллельно бремсбергу и уклону проводят ходок.
5.6 Ходок - наклонная выработка, проводимая параллельно бремсбергу или уклону.
5 для людей 6 для груза
Скат - выработка, не имеющая непосредственного выхода на з.п., проведенная по падению пласта и предназначенная для спуска п.и. под действием собственного веса.
Печь – выработка, проводимая по восстанию пласта и предназначенном для проветривания, передвижения людей, транспортирования грузов. Чаще всего печь соединяет откаточный штрек с просеком.
Горизонтальные выработки.
Штрек, квершлаг, штольня, просек, орт.
Штрек – (самая главная горная выработка) горизонтальная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на земную поверхность, пройденная по простиранию пласта п.и. Если штрек пройден по пустым породам, то он называется полевым . Штреки бывают главными, откаточными, конвейерными, этажными, панельными и т.д.
Квершлаг – горизонтальная г.в., но пройдена вкрест простирания пласта.
Орт – г.г.в. пройденная по пласту вкрест его простирания обычно соединяет штреки расположенные у почвы и кровли пласта.
\
\
\
Штольня – г.г.в. имеющая выход на з.п. и предназначенная для обслуживания подземных г.работ. Штольня бывает главная, вспомогательная, вентиляционная. Имеет один выход на поверхность.
Просек – г.г.в. пройденная по простиранию пласта, параллельно штреку без подрывки вмещающих пород.
\
\
\
Шахта. Шахтное поле. Основные параметры шахты.
Шахта – горноепредприятие,предназначенное для добычи угля подземным способом.
Параметры шахт: 1.А – производственная мощность – количество п.и. в год выдаваемого в единицу времени, т/сутки, т/мес., т/год. 2.T - срок службы шахты; время, в течении которого осуществляется разработка месторождения, год. 3.Z - запасы 4.S – размер шахтного поля по простиранию. 5.H – размер шахтного поля по падению.
A=Z/T; T=Tст. + tр. + tз ; Tст. – время стабильной работы, tр. – время на развитие, tз – время на затухание.Срок службы 40-80лет. Шахтное поле делят, и получается несколько шахт.
//
//
//
Стадии разработки месторождений .
1.Вскрытие - обеспечение доступа к п.и. с земной поверхности. Цель вскрытия – создание транспортных коммуникаций (транспортирование п.и., перемещение людей, транспортирование оборудования, материалов, подача воздуха и т.д.)
2.Подготовка – проведение подготовительных выработок с целью подготовки месторождения для эксплуатации.
3.Очистная выемка – процесс добычи п.и.
Подготовка пластовых месторождений .
Для эффективной отработки месторождения его необходимо разделить на участки.
После расположения, выше линии I - I называют полем по восстанию или бремсберговым полем . Ниже линии I – I называют полем по падению или уклонным полем . Если провести вертикальную плоскость, через одну из вскрывающих выработок (ствол) по линии пласта, то он разделится на крылья.
\
\
\
Этажная подготовка шахтного поля.
Каждая заштрихованная часть – этаж . Если пласт по падению разделить на участки, вытянутые по простиранию, то такие участки называют этажами . Границами этажа являются либо граница шахтного поля, либо соседние этажи.
Высота этажа (hэ) составляет от 100-300м. Все этажи в бремсберговой части шахтного поля обслуживаются одним бремсбергом; который называют капитальным .
Рядом с бремсбергом параллельно ему проводят две выработки, которые называют ходками , 1 бремсберг, 2 – людской ходок, 3 – грузовой ходок. 4 –(Бремсберги и ходки соединяются) сбойками . В пределах этажа имеются выработки, выработка 5 – этажный откаточный штрек, 6 – этажный вентиляционный штрек, 7 – (вентиляционный и откаточный соединяются) разрезной печью в ней начинают монтировать оборудование, которое добывает п.и. После того как начинается добыча, разрезная печь превращается в лаву или очистной забой.
Панельная подготовка.
\
\
\
Заштрихованная часть – панель . В пределах каждой панели проводится комплекс наклонных выработок – бремсберг и 2 ходка. 1 – бремсберг, 2 людской ходок, 3 грузовой ходок, 4 сбойки
Бремсберг 1 – панельный бремсберг, 5 панельный уклон. Панель делится на ярусы. 6 ярус. Штреки, которые оконтуривают ярус, называются откаточный ярус. 8 – главный откаточный штрек 7 вентиляционный штрек. Размер панели по падению около 1000м., по простиранию = 2км. В каждом ярусе различают один очистной забой или 1 лаву. 9 разрезная печь.
Погоризонтная подготовка.
1 главный откаточный штрек, 2 главный вентиляционный штрек. Заштрихованный участок будет обрабатываться одним очистным забоем. 3 конвейерный бремсберг, 4 вентиляционно-наклонная выработка, 5 разрезная печь (след.превр.в лаву)
\
\
\
Сравнение способов подготовки.
Достоинства, недостатки и область применения.
Этажная подготовка.
Достоинства: 1. Возможность быстрого ввода очистного забоя в эксплуатацию 2. Возможность получения дополнительных геологоразведочных данных.
Недостатки: Значительные затраты на поддержание горных выработок.
Область применения: пласты, наклонные, круто-наклонные и крутопадающие. Иногда этот способ применяется и при разработке пологих пластов, например в случае вскрытия шахтного поля наклонными стволами.
Панельный способ подготовки.
Применение: обычно при разработке пластов до 25º , а погоризонтный способ применяют на пластах с углами падения до 12º.
Достоинства: состоит в том, что она позволяет одновременно отрабатывать большое количество очистных забоев.
Недостатки: большой объем наклонных выработок, которые трудно проводить, поддерживать.
Погоризонтная подготовка.
Достоинство: 1 позволяет достигать высоких нагрузок на шахтное поле 2 она позволяет эффективно отрабатывать пласты с нарушениями расположенными по линии падения.
Недостаток: большой объем наклонных выработок
Процессы проведения горных выработок .
Крепь горных выработок.
Горная крепь – искусственное сооружение, возводимое для предотвращения обрушения пород, сокращения необходимых размеров поперечного сечения и рабочего состояния выработок. По основному материалу, из которого она изготовлена они делятся на деревянную, металлическую, бетонную, железобетонную, каменную, каменные материалы. По назначению выработок на крепь вскрывающих выработок, подготавливающих и очистных. По сроку службы делятся на временные и постоянные. По форме: трапециевидные, прямоугольные, арочные, кольцевые. По принципу работы: жесткие и податливые.
Требования к крепям:
1 должна выдерживать давление горных пород не разрушаясь, 2 не должна препятствовать выполнению производственных процессов, 3 должна легко разбираться и собираться,4 быть огнестойкой
\
\
\
Способы проведения подготовительных выработок.
Под способом проведения выработок понимают совокупность производственных процессов выполняемых в необходимой последовательности для образования и сокращения полости в массиве горных пород определенного сечения и протяженности. В зависимости о существующего состояния пород назначение и срока службы способы проведения делятся на обычные и специальные .
К обычным способам проведения выработок относят буровзрывной и комбайновый способ. Буровзрывной при крепких породах. Если крепость S меньше или равна 6, то можно применять комбайновый, если больше или равно 6 то буровзрывной.
Проходческие процессы подразделяются на основные и вспомогательные .
К основным относятся разрушение и отбойка породы или п.и., погрузка и транспортирование горной массы, возведение крепи.
Вспомогательные процессы: возведение временной крепи, настилка рельсовых путей или наращивание конвейерных линий, наращивание вентиляционных водных и воздушных магистралей, силовых и телефонных кабелей.
Общие сведения о проведении выработок буровзрывным способом.
При буровзрывном способе выполняется, прежде всего комплекс буровзрывных работ.
1 бурятся шпуры, 2 заряжание шпуров, 3 взрывание шпуров, 4 проветривание забоев, 5 уборка породы, 6 транспортирование породы, 7 крепление выработки.
Проведение выработок комбайновым способом.
При проведении выработок по породам или по углю с крепостью меньше или равно 6 применяются проходческие комбайны.
Проходческий комбайн (г – погрузочный орган.)
\
\
\
1.отбойка и погрузка породы 2.Транспортировка породы 3.Крепление
Околоствольные дворы. Околоствольный двор – совокупность выработок (включая служебные камеры, участки квершлагов или штреков) расположенные около шахтных стволов предназначены для обслуживания подземного хозяйства.
Околоствольный двор является своего рода станцией принимающей весь груз подлежащей выдачей на поверхность и отправленный от стволов шахты состава порожных вагонеток материалы, оборудование к рабочим участкам. Существует несколько типов околоствольных дворов. Так по схеме движения груженых и порожных составов они делятся на круговые (перпендикулярные и параллельные) и челноковые.
\
\
\
Камеры околоствольного двора.
Аккумулирующие бункеры и разгрузочные ямы, депо локомотивов, зарядная камера для аккумулирующих электровозов, камера ожидания, камера медпункта, депо противопожарного поезда, склад взрывчатых веществ, насосная камера.
Технологический комплекс на поверхности шахты .
Технологический комплекс на поверхности
– комплекс зданий, сооружений и оборудования, предназначенных для подъема, приема, переработки и отправления потребителям п.и.;
29-04-2015, 00:47