Содержание
Исходные данные
Введение
1. Основные параметры шахты
1.1 Расчёт промышленных запасов шахтного поля
1.2 Расчёт годовой мощности шахты
1.3 Расчёт срока службы шахты
2. Выбор способа и схемы вскрытия шахтного поля
2.1 Выбор способа вскрытия шахтного поля
2.2 Выбор схемы вскрытия шахтного поля
2.3 Безопасность ведения горных работ при вскрытии шахтного поля
3. Выбор способа и схемы подготовки шахтного поля
3.1 Выбор способа подготовки шахтного поля
3.2 Выбор схемы подготовки шахтного поля
3.3 Безопасность ведения горных работ при подготовки шахтного поля
4. Система разработки шахтного поля
4.1 Выбор и обоснование системы разработки
4.2 Технические средства очистных работ
4.3 Размеры выемочных полей и очистных забоев
4.4 Нагрузка на очистной забой
4.5 Проверка нагрузки на очистной забой по газовому фактору
4.6 Определение числа действующих забоев
4.7 Технологическая схема шахты
4.8 Горнотехнические показатели работы шахты
4.9 Безопасность ведения горных работ
Заключение
Список использованных литературных источников
1. Основные параметры шахты.
1.1 Расчет промышленных запасов шахтного поля.
Геологическими запасами называют общее количество запасов полезного ископаемого месторождения или его части.
Zгеол=ZбалZзаб
Балансовыми запасами называют такие запасы, разработка которых экономически целесообразна; по качеству полезного ископаемого они отвечают требованиям их промышленного использования, а по количеству и условиям залегания пригодны для добывания при современном уровне техники.
Zбал=SHå(mi gi),
где S-про стирание,
H-падение,
mi- мощность i пласта,
gi-плотность i пласта,
n- количество пластов.
Zбал=2200*2400*(2,43+3,915+4,05)=54885600т.
За балансовые запасы не отвечают действующим кондициям по мощности и качеству, однако их следует рассматривать как объект освоения и будущем, по мере развития техники, технологии добычи и переработки полезных ископаемых.
Промышленными запасами называют часть балансовых запасов, которая может быть выдана на поверхность при разработке месторождения.
Zпр=ZбалС,
где С-коэффициент извлечения угля.
Для пологих пластов средней мощности “С” принимать 0,9-0,95.
Для крутых пластов “С” принимать 0,8-8,85.
Zпр=54885600*0,92=50494752т.
1.2 Расчет годовой мощности шахты.
Проектной мощностью шахты называется потенциально возможный объем добычи угля, предусмотренный утвержденным проектом и соответствующий заложенным решениям по технике, технологии и организации работ, измеряется в т/год или т/сут.
Производственная мощность шахты - это максимально возможная в реальных условиях добыча полезного ископаемого установленного качества в единицу времени (сутки, год), определяемая исходя из условий производства в рассматриваемом периоде на основе наиболее полного использования оборудования, рационального режима работы, эффективной технологии и организации производства при соблюдении требований безопасности и правил технической эксплуатации.
Фактической мощностью шахты называется максимальная добыча угля в единицу времени, определяется с учетом фактического состояния горных работ.
Годовая мощность шахты определяется по формуле профессора Малкина А.С.
Агод=(К1+К2)ÖZпр(mр/mс) К3,
где К1-коэффициент учитывающий влияние числа угольных пластов в шахтном поле к числу пластов принятых к одновременной отработке.
K1=(n2+Ön1-n2)/Ön1,
где n1-число угольных пластов в шахтном поле,
т1-число угольных пластов принятых к одновременной отработке,
к2-коэффициент учитывающий влияние нагрузки на очистной забой на уровень проектной мощности шахты.
К1=(1+Ö3-1)/Ö3=1,4,
К2=ÖYAозм(mср/.mi),
где Y - коэффициент, показывающий степень нагрузки на очистной забой.
Для Кузбасса Y=0,0016,
Аозм-месячная нагрузка на очистной забой,
Аозм=lлvсутgmiNCуч,
где lл-длина лавы,lл=200м.
Vсут-суточное подвигание очистного забоя.
Vсут=rnц ,
где r-глубина вруба (0,5;0,63;0,8),примем r=0,63,
nц – количество циклов за сутки (от 4 до 15),примем nц=10,
Vсут=0,63*10=6,3м/сут.
g-плотность угля,
mi-мощность разрабатываемого пласта,
N-количество рабочих дней в месяц (25 дней),
Суч-коэффициент извлечения по выемочному участку (0,95-0,97),примем Суч=0,96.
Аозм=200*6,3*1,35*3*25*0,96=122472т.
mср-средняя мощность угольных пластов,
mi-мощность разрабатываемого пласта.
К2=Ö0,0016*122472(2,6/3)=13,3
mр-мощность одновременно отрабатываемых пластов,
mc-мощность всех пластов в шахтном поле.
К3=1+(Нв/Нн),
где Нв-глубина верхней границы шахтного поля (глубина наносов),
Нн-глубина нижней границы шахтного поля,
Нн=Н*sina
Нн=2400*0,1=240м.
К3=1+(30/240)=1,125
Агод=(1,4+13,3)Ö50494,752*(3/7,7)*1,125=2186,9148тыс.т.
Существует типовой ряд годовых мощностей шахт:
1,1;1.5;1.8;2.1;…;7.5. примем 2,1.
1.3 Срок службы шахты.
Полный срок службы шахты определяется по формуле:
Тn=t1+Tp+t2,
где t1-период освоения проектной мощности шахты (2-3 года) примем 2,5 года,
Тр-расчетный срок службы шахты,
t2-период затухания горных работ (2-3 года) примем 2,5 года.
Тр=Zпр/Aгод,
Тр=50,494752/2,1=24года,
Тn=2,5+24+25,=29лет.
2. Выбор способа и схемы вскрытия шахтного поля.
2.1 Выбор способа вскрытия шахтного поля.
Вскрытие запасов шахтного поля - это проведение выработок с земной поверхности для обеспечения доступа к полезному ископаемому.
Способ вскрытия это качественная характеристика шахты, отражающая особенности вида и взаимного расположения главных и вспомогательных выработок, проводимых в период строительства и эксплуатации горного предприятия для создания доступа с поверхности земли к шахтному полю или к его части.
В горном деле существует четыре способа вскрытия шахтного поля:
1. Вертикальными стволами.
2. Наклонными стволами.
3. Штольнями.
4.Комбинированный способ.
1.Вскрытие вертикальными стволами.
Вскрытие шахтных полей вертикальными стволами является наиболее универсальным и распространенным, его применяют независимо от числа рабочих пластов в шахтном поле, мощности и угла падения этих пластов, мощности наносов и глубины разработки, производственной мощности шахты и т. д.
Достоинства:
а) широкий диапазон применения.
Недостатки:
а) большая продолжительность строительства шахты и высокие капитальные затраты,
б) низкая пропускная способность подъемов,
в) многоступенчатый транспорт.
2. Вскрытие наклонными стволами.
В соответствующих горно-геологических условиях проходят наклонные стволы, что обеспечивает определенные экономические и технические выгоды по сравнению со вскрытием вертикальными стволами. Обычно наклонные стволы проходятся по нижнему пласту свиты или в породах лежачего бока.
Достоинства:
а) малые сроки строительства шахты и низкие капитальные затраты,
б) высокая производительность средств основного транспорта при угле падения меньше 18° (ленточного конвейера),
в) возможность организации одноступенчатого транспорта (сплошная конвейеризация).
Недостатки:
а) ограниченность условий применения,
б) сложность поддержания наклонных стволов.
3. Вскрытие штольнями.
При сложности рельефа поверхности (гористая или сильно пересеченная местность) часто единственно возможным способом вскрытия месторождения является проведения штолен.
Достоинство:
а) простоты транспорта и проветривания,
б) небольшие капитальные затраты и сроки строительства шахты.
Недостатки:
а) ограниченность условий применения.
4.Комбинированное вскрытие.
При комбинированных способах вскрытия применяют разнотипные главные вскрывающие выработки, например, вертикальные и наклонные стволы. Наклонный ствол применяют для выдачи угля на поверхность, вертикальный – для спуска и подъема людей, грузов и др.
Исходя, из условий залегания примем способ вскрытия вертикальными стволами, так как он является наиболее универсальным и распространенным, его применяют независимо от числа рабочих пластов в шахтном поле, мощности и угла падения этих пластов, мощности наносов и глубины разработки, производительной мощности шахты и т.д.
2.2 Выбор схемы вскрытия шахтного поля.
Под схемой вскрытия понимается пространственное расположения сети вскрывающих выработок относительно границ шахтного поля.
Существует три признака классификационных схем вскрытия.
1.По числу транспортных горизонтов.
1.1 Одногоризонтные
1.2 Многогоризонтные
2. По типу дополнительных вскрывающих выработок.
2.1 С квершлагом
2.2 С гейзенгом
2.3 Со "слепым" стволом
2.4 Без дополнительных вскрывающих выработок
3. По месту расположения главных вскрывающих выработок относительно границ шахтного поля.
3.1 С центрально - сдвоенными стволами
3.2 С центрально - отнесенными стволами
3.3 С фланговыми стволами
3.4 Секционная схема
3.5 Комбинированная схема
Так как размер по падению составляет 2400 метров, я принял одногоризонтную схему вскрытия с капитальным квершлагом и центрально – сдвоенным расположением стволов.
Достоинство центрального расположения стволов: компактность размещение технологического комплекса поверхности; наличие общего предохранительного целика для охраны стволов и комплекса от вредного влияния очистных работ; возможность быстрого соединения (сбойки) стволов выработкой на горизонте околоствольного двора, что обеспечивает нормальное условие для проветривания забоев проводимых выработок и позволяет расширить фронт в период дальнейшего строительства шахты; возможность использования одного из стволов для их углубки.
2.3 Безопасность ведения горных работ при вскрытии шахтного поля.
1. При проведении, углубке или ремонте наклонной выработки работающие в ней люди должны быть защищены от опасности падения сверху вагонеток (скипов) и других предметов не менее чем двумя прочными заграждениями, конструкции и места расположения которых утверждаются техническим руководителем организации.
2. Обмен горнопроходческого оборудования в забое проводимой выработки допускается с соблюдением следующих зазоров:
а) при размещении пульта управления машиниста в кабине или в торце горнопроходческого оборудования зазор между перемещаемым и неподвижным оборудованием должен быть не менее 0,2 м, а между оборудованием и крепью - не менее 0,25 м с обеих сторон выработки;
б) при размещении пульта управления машиниста сбоку горнопроходческого оборудования зазор между перемещаемым и неподвижным оборудованием должен быть не менее 0,2 м, а между оборудованием и крепью - не менее 0,7 м со стороны перемещаемого и 0,25 м - со стороны неподвижного оборудования;
в) во время разминовки один из механизмов должен находиться в неподвижном состоянии;
г) при проведении наклонных выработок нахождение людей ниже места разминовки горнопроходческого оборудования запрещается;
д) при использовании самоходных вагонов зазоры до крепи выработок должны быть по 0,7 м с обеих сторон на высоте 1,8 м от почвы.
3. Смонтированное проходческое оборудование, включая комплекс передвижного проходческого оборудования, перед началом работ по проходке или углубке ствола должно приниматься в эксплуатацию комиссией, назначаемой генеральным подрядчиком. Состав комиссии определяется по согласованию с заинтересованными организациями.
4. Запрещается продолжение проходки вертикальной выработки после сооружения ее устья без предварительного перекрытия на нулевой отметке, а также проходка и углубка ствола (шурфа) без защиты полком рабочих, находящихся в забое, от возможного падения предметов сверху.
Кроме того, забой углубляемого ствола должен быть изолирован от действующих подъемов рабочего горизонта предохранительным устройством (полком или целиком).
Полки в стволе (шурфе) должны сооружаться по проектам, утвержденным техническим руководителем организации, выполняющей работу.
Запрещается выемка предохранительного целика или разборка полка в углубляемом стволе без проекта, согласованного с техническим руководителем эксплуатирующей организации и утвержденного техническим руководителем организации, выполняющей работу.
5. При выдаче породы бадьями ствол должен открываться только в части, необходимой для пропуска бадей, при этом ляды должны открываться только в момент прохода последних. Конструкция ляд должна исключать падение в ствол породы или иных предметов при разгрузке бадей. Проем для пропуска бадей должен иметь по периметру сплошное ограждение.
Для обеспечения безопасного пропуска бадей и грузов через проемы полков, подачи сигналов и наблюдения за приемом, разгрузкой и отправкой бадей в забое и на полке должны назначаться ответственные лица.
У рукоятчика-сигналиста рядом с кнопками управления проходческими лебедками должно быть устройство аварийного отключения проходческих лебедок.
6. Запрещается нахождение людей в забое ствола (шурфа) и производство других работ при замене или перепанцировке каната, замене подъемного сосуда, а также навеске и снятии гибких бетонопроводов.
Бетонопроводы должны быть застрахованы цельным канатом по всей длине. Работы по ликвидации "затора" бетона в трубопроводе должны выполняться под руководством инженерно-технического работника и при отсутствии людей ниже "затора".
7. Проемы площадок размещения технологического оборудования в копрах должны иметь ляды или ограждение высотой не менее 1600 мм, которое в нижней части должно быть сплошным на высоту не менее 300 мм.
Нулевая, разгрузочная и подшкивная площадки должны быть освещены в соответствии с установленными нормами освещенности.
8. Призабойная часть проходимого или углубляемого ствола оборудуется подвесными или шагающим полком. Одноэтажные подвесные полки должны быть подвешены к канату не менее чем в четырех местах; двух- или многоэтажные полки должны крепиться к канату так, чтобы при их перемещении не нарушалась горизонтальная устойчивость и исключалась возможность заклинивания.
9. При перемещении шагающего полка по стволу люди в забое ствола и на полке, за исключением машиниста и двух его помощников, участвующих в перемещении полка, должны отсутствовать. При этом машинист должен находиться у пульта управления, а его помощники - на этажах с опорными ригелями для визуального контроля положения ригелей и состояния лунок в бетонной крепи ствола.
10. При креплении ствола тюбинговыми кольцами:
а) установка тюбингов должна производиться с рабочего подвесного полка или непосредственно из забоя;
б) при установке основных венцов должен составляться акт осмотра и надежности пикетажа;
в) при укладке тюбинга на место разрешается освобождать его от захвата только после его закрепления не менее чем двумя болтами;
г) установка сегмента при одном подъеме должна осуществляться с помощью вспомогательных лебедок или полиспастов и блоков, укрепленных в стволе. Вспомогательные лебедки должны быть установлены на поверхности или на полке, устраиваемом на участке ствола, закрепленном постоянной крепью;
д) при подаче цементного раствора в затюбинговое пространство допустимое давление его нагнетания должно быть установлено проектом производства работ.
Величина незацементированного закрепного пространства не должна превышать одной заходки.
11. При параллельном ведении работ по проходке ствола и возведению постоянной крепи с подвесного полка последний должен иметь верхний этаж для защиты работающих на полке от возможного падения предметов сверху. Зазор между полком и возводимой крепью ствола, опалубкой или щитом-оболочкой, считая от выступающих ребер кружал, должен быть не более 120 мм и во время работы должен плотно перекрываться, для чего в конструкции полка или щита-оболочки должны быть предусмотрены специальные устройства.
При совмещенной схеме проходки зазор между полком и крепью ствола должен быть не более 400 мм. При этом на всех этажах полка по его периметру должно быть решетчатое ограждение высотой не менее 1400 мм. Нижняя часть ограждения должна иметь сплошную металлическую обшивку высотой не менее 300 мм.
Проемы для раструбов между этажами полка должны быть отшиты металлической сеткой с ячейкой не более 40 x 40 мм. В нижней части раструба, в местах примыкания сетки к полку, отшивка выполняется сплошным ограждением высотой не менее 300 мм. Высота раструба над верхним этажом полка должна быть не менее 1600 мм.
Для подачи сигналов при пропуске бадьи на забой проходчика-полкового должен быть установлен звуковой сигнал.
Проходческие полки должны быть оборудованы смотровыми щелями, позволяющими проходчику, ответственному за пропуск бадей и грузов через раструбы, видеть положение в забое и оборудование, размещенное ниже полка.
12. Работы по перемещению полков, щита-оболочки, металлической опалубки, трубопроводов и кабелей должны производиться под руководством инженерно-технического работника и по мероприятиям, утвержденным техническим руководителем организации.
Перемещение полков, щита-оболочки, металлической опалубки, трубопроводов и кабелей должно производиться по сигналам, подаваемым по схеме: полок - нулевая площадка - центральный пульт управления лебедками (лебедкой).
При перемещении полков, щита-оболочки, металлической опалубки трубопроводов и кабелей запрещается:
а) одновременно подавать сигналы на подъемную машину и на лебедки;
б) вести другие работы в забое ствола и на полках;
в) находиться в стволе лицам, не занятым на работах по перемещению указанного оборудования;
г) перемещать подвесное проходческое оборудование в случае его перекоса до восстановления нормального положения;
д) находиться людям на опалубке при ее перемещении и при напущенных канатах.
Возобновление работ по проходке или углубке ствола после перемещения полков, щита-оболочки, металлической опалубки, трубопроводов и кабелей допускается при следующих условиях:
а) полки должны быть отцентрированы по бадьям и расклинены;
б) на указателе глубины и на реборде барабана подъемной машины нанесены отметки о новом положении полков;
в) проверена надежность закрепления ставов труб и кабелей в стволе, а также соблюдение зазоров, установленных настоящими Правилами;
г) все лебедки заторможены, их предохранительные храповые остановы поставлены в рабочее положение, напряжение с лебедок снято и сжатый воздух отключен, а здания лебедок закрыты на замок.
Запрещается эксплуатация полков без распора.
13. При производстве работ по проходке и углубке ствола должны применяться грузозахватные приспособления (стропы, траверсы, серьги и др.), изготовленные на специализированных предприятиях в соответствии с техническими условиями, испытанные и промаркированные.
При спуске и подъеме длинномерных или негабаритных грузов (трубопроводов, сегментов, оборудования и т.п.), подвешенных к канату, запрещается работа других подъемных машин и проходческих лебедок.
При открытых лядах запрещается погрузка в копре материалов в бадью, подвешенную на канате, и подвеска предметов к канату.
Запрещается поручать одному лицу выполнение операций по пропуску бадей и грузов через раструбы полка и по приему бадей с грузом на полке.
14. Величина отставания крепи или нижней кромки опалубки от забоя и взорванной горной массы устанавливается проектом производства работ на проходку или углубку ствола.
В слабых и неустойчивых породах это расстояние не должно превышать 1,0 - 1,5 м, а в проектах производства работ должны предусматриваться дополнительные меры безопасности, направленные на предотвращение обрушения пород.
15. Запрещается производить работы по армированию стволов и перемещению подвесных полков без предохранительных поясов.
16. Армирование ствола должно производиться со специальных полков или других устройств, конструкция которых обеспечивает безопасность людей, работающих в стволе. Проект производства работ по одновременному армированию ствола и монтажу копра или оборудования в нем должен предусматривать специальное перекрытие ствола.
При армировании ствола запрещается использовать подвесные люльки в качестве подъемного сосуда, а также спускать материалы и элементы армировки под бадьями, не имеющими специальных подвесных устройств заводского изготовления, испытанных в установленном порядке, с указанием в паспорте на бадью максимально допустимой нагрузки на эти устройства.
3. Выбор способа и схемы подготовки шахтного поля.
3.1Выбор способа подготовки шахтного поля.
Способ подготовки шахтного поля предопределяет планировку горных работ и технико-экономические показатели работы предприятия; зависит от ряда факторов, среди которых важное значение имеет угол падения пластов, способ вскрытия, размеры по простиранию шахтного поля и непостоянство элементов залегания пластов, производственная мощность шахты и др.
Способ подготовки шахтного поля – это расположение подготовительных выработок в шахтном поле относительно пласта и элементов его залегания.
Различают следующие способы подготовки:
1. Пластовый способ подготовки.
Пластовый способ подготовки – это способ, при котором весь комплекс подготовительных выработок проходят по пласту.
Достоинство:
а) попутная добыча угля,
б) получение дополнительной информации об элементах залегания пласта,
в) более высокая скорость
29-04-2015, 01:05