Проектирование шахты

Б)определяется приближенное число этажей в шахтном поле

Где - наклонная высота зоны выветривания угля на выходах пластов под наносы, м;

В)округляется вычисленное значение до ближайшего целого числа , которое и определит количество этажей в шахтном поле;

Г)определяется скорректированная наклонная высота этажа

Д)находится скорректированная длина очистного забоя

Е) определяются промышленные запасы этажа

Ж) определяется срок службы этажа

З) производится сравнение срока службы этажа с нормативным сроком службы этажа. При этом должно выполняться неравенство

Нормативный срок службы этажа при разработке пологих пластов принимается равным не менее 20 лет, наклонных – не менее 15 лет, крутонаклонных и крутых – не менее 10 лет.

Вертикальная высота этажа определяется из выражения

Где - угол падения пласта, град.

5. СИСТЕМА РАЗРАБОТКИ

1. Выбор системы разработки производится на основании опыта работы шахт с аналогичными горно-геологическими условиями, учета рекомендаций «Прогрессивных технологических схем разработки пластов на угольных шахтах», качественного анализа соответствия её основным геологическим и горнотехнологическим условиям месторождения и нормам технологического проектирования угольных шахт.

Бесцеликовая отработка пластов должна приниматься в следующих горно-геологических условиях:

При повторном использовании подготовительных выработок – в случаях разработки пластов мощностью до 2,5 м с породами любой обрушаемости и породами почвы не ниже средней устойчивлст;

При проведении выработок в присечку к выработанному пространству- в случаях разработки пластов мощностью более 2,5 м с породами любой обрушаемости и породами почвы любой устойчивости;

При проведении выработок вслед за лавой в выработанном пространстве в случаях разработки пластов до 2,5 м с породами кровли любой обрушаемости и неустойчивыми породами почвы.

На пластах пологого и наклонного падения мощностью до 3,5 м, а при наличии соответсвующих средств механизации – до 5,0 м, следует принимать при этажной и панельной подготовке шахтного поля длинные столбы по проектированию, при погоризонтной подготовке – длинные столбы по выветриванию, а на необводненных пластах – по падению.

Для пластов мощностью более 3,5-5,0 м следует принимать систему разработки наклонными слоями в нисходящем порядке с обрушением с выемкой угля в каждом слое длинными столбами, если нет возможности вести выемку пласта на полную мощность с применением механизированных комплектов.

Сплошная система разработки с проведением штреков за лавой допускается для весьма тонких и тонких пластов с углами падения до 15° на глубоких горизонтах.

На пластах крутонаклонного и крутого падения при мощности пласта до 1,5 м рекомендуются длинные столбы по простиранию (лава-этаж) с доставкой угля на передние промежуточные квершлаги; при мощности пласта от 0,1 до 1,5 м длинные столбы по падению, отрабатываемые щитовыми штрегатами.

При разработке мощных пластов с обрушением на пластах мощностью 4,1-14,0 м с углами падения 25-65° следует применять систему разработки наклонными слоями с обрушением под гибким металлическим перекрытием или его заменителями. При выдержанном залегании пластов мощностью 1,5-4,5 м и углами падения более 65° следует применять щитовую систему разработки с бессекционными щитами, а при мощности пласта 5,5-9,0 м – с несекционными. При необходимости применения закладки выработанного пространства на пластах мощностью 3,5-6,5 м с углами падения до 65° выемку угля следует производить наклонными слоями короткими полосами по простиранию в восходящем порядке с закладкой.

Управление кровлей при всех системах разработки на пластах пологого падения предусматривать полным обрушением пород кровли, а на пластах с углами падения более 15° - полным обрушением или плавным опусканием (при мощности пласта менее 0,5-1,0 м).

При разработке мощных крутонаклонных и крутых пластов предпочтение следует отдавать системам разработки с полной закладкой выработанного пространства.

В случаях, когда возникает необходимость охраны земной поверхности, способ управления кровлей следует принимать полной или частичной закладкой.

Поскольку уголь самовозгорающийся, мощностью 1,2-2,5 и угол падения пластов 23°, выемку угля следует производить слоями короткими полосами по простиранию в нисходящем порядке с закладкой.

Управление кровлей предусматривается полным обрушением пород кровли.

2. Подготовительные работы

Для всех подготовительных выработок в пределах выемочного поля (панели) выбирается площадь поперечного сечения, длина, вид крепи, способ и скорость проведения, определяется удельная протяженность выработок на 1000 т добытого угля. Характеристика выработок приведена в табл.1.

Таблица 1 – Характеристика подготовительных выработок в пределах выемочного поля

Площадь поперечного сечения выработок определяется из условия размещения в них транспортного оборудования с учетом требований правил безопасности, при этом следует использовать справочную литературу, а также техническую документацию шахт. Площадь поперечного сечения выработки в проходе по углю определяется графически.

Для крепления участковых подготовительных выработок может применяться деревянная, металлическая, анкерная или комбинированная крепь. Выбор крепи производится с учетом рекомендаций работ и опыта работы шахт. При этом деревянную крепь следует применять только при сроке службы выработки до двух лет.

При смещении пород кровли в подготовительной выработке до 300 мм рекомендуется применять податливые трехзвездные металлические крепи типа КМП-АЗ (АП-3) и другие с аналогичными параметрами.

В выработках, где смещения пород кровли составляет 300-600 мм, следует применять податливые пятизвенные металлические крепи КПМ-А5 (АП-5) с податвливостью в ножках 300 мм или податливые трехзвенные металлические крепи КМП-А3 (АП-3) в комбинации с анкерной крепью.

В сложные условиях поддерживания выработок (смещения кровли до 1000-1500 мм) следует применять податливые пятизвенные металлические крепи КМП А5 (АП-5) с податливостью в ножах 700 мм в комбинации с анкерной крепью с длиной анкеров 2,0-2,5 м и плотностью установки 1,0-1,5 анкер/м² , закрепленных по всей длине шпура.

Скорость проведения подготовительных выработок следует принимать из опыта работы шахты.

С учетом установленных объемов проведения подготовительных выработок в пределах выемочного поля (панели, блока) и скорость их проведения составляется календарный график его подготовки, на котором показываются порядок и продолжительность выполнения всех работ на момент сдачи в эксплуатацию.

График подготовки выемочного поля:

Наименование выработки, процессов	Длина выработки, м	Скорость проведения, м/мес	Время проведения, мес	Время проведения работ, мес
				1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1.Отвалочный штрек	500	200	2,5
2.Конвеерный квергшлаг	150	150	1,0
3.Вентиляционный квергшлаг	150	150	1,0
4.Вентиляционная печь	100	100	1,0
5.Вентиляционный штрек	500	250	2,0
6.Вентиляционный штрек	500	250	2,0
7.Монтажная камера	100	100	1,0
8.Монтаж оборудования	1,0
9.Резерв времени	1,0

3. Транспорт в пределах выемочного поля (панели)

При решении данного вопроса следует выбрать транспортное оборудование для транспортирования угля от очистных забоев до погрузочного пункта на откаточном горизонте, а также материалов, оборудования и людей в пределах выемочного поля (панели).

Выбор типа погрузочного пункта на откаточном горизонте должен согласовываться с видом транспорта по главным откаточным выработкам шахты. При полной конвейеризации транспорта в пределах добычного участка необходимо предусматривать аккумулирующие емкости (бункер-гезенк, механизированный бункер и др.) для аккумулирования угля в случае отказа одного из звеньев технологической цепи до емкости. При рельсовом транспорте угля по главным откаточным выработкам шахты погрузочные пункты следует оборудовать автоматизированными погрузочными комплексами ГУАПП1-64, ГУАПП2-64, КАП-1 или КАП-2.

Для механизации вспомогательного транспорта (доставка материалов и оборудования в очистные и подготовительные забои, обслуживание конвейерных линий (ремонт, монтаж, демонтаж), перевозка людей) рекомендуется применять:

В горизонтальных выработках – грузолюдские канатные напочвенные дороги ДКНЛ1 (до 1000 м) и ДКНЛ2 (до 2000 м) или канатные монорельсовые дороги ДМКУ, 6ДМКУ, ДМКУ-1; дизельные монорельсовые дороги типа 2ДМД; при протяженности выработок до 1000 м – дизельные тягачи ТГЛ-1 с комплексом навесного оборудования (ТГЛК) и прицепной платформой ПП; самоходные вагоны;

В наклонных выработках – грузолюдские канатные напочвенные дороги ДКНЛ1, ДКНЛ2, ДКН4-3, ДКН-2; дизельные тягачи ТГЛК; дизельные монорельсовые дороги 2ДМД; канатные грузолюдские дороги ДМКУ, 6ДМКУ, ДМКУ-1.

Схема транспорта, расстановка транспортного оборудования наносятся на план выемочного поля (панели).

4. Проветривание выработок выемочного поля (панели).

В зависимости от принятой системы разработки проветривание очистных и подготовительные забоев может осуществляться как за счет общешахтной депрессии, так и вентиляторами местного проветривания (при применении некоторых вариантов камерных систем разработки и систем разработки с применением средств гидромеханизации).

Схема проветривания длинных очистных забоев может быть возвратной и прямоточной. Прямоточные схемы проветривания применяются при больших нагрузках на очистные забои и высокой газообильности участка (более 10 м³ /т). Однако эти схемы не рекомендуется применять при разработке пластов самовозгорающгося угля из-за их повышенной эндогенной пожароопасности.

5. Участковый водоотлив.

В случае сложной гипсометрии пласта, в пониженных местах подготовительных выработок возможно скопление шахтной воды, что вызывает необходимость организации участкового водоотлива. При необходимости организации участкового водоотлива намечается место расположения насосной станции и выбирается тип насоса.

6. ТЕХНОЛОГИЯ, МЕХАНИЗАЦИЯ И ОРГАНИЗАЦИЯ ОЧИСТНЫХ РАБОТ

Выемку угля рекомендуется осуществлять в длинных очистных забоях. При этом необходимо ориентироваться на применение механизированных комплексов. Выбор типа механизированного комплекса должен производиться с учетом конкретных горно-геологических условий залегания угольных пластов.

Исходными данными для выбора механизированной крепи является вынимаемая мощность пласта, угол пласта и нагрузочные свойства непосредственной и основной кровли. При этом следует исходить из того, что серийные механизированные крепи удовлетворяют условиям очистных забоев с легкими и средними кровли и только частично с тяжелыми. При тяжелых кровлях применение механизированных крепей без повышенного контролирования возможно в сочетании с предварительным разупрочнением кровли.

При горно-геологических условиях, неблагоприятных для применения механизированных комплексов (слабые боковые породы, наличие ложной кровли, небольшие размеры выемочных столбов и т.д.) возможно применение узкозахватных комбайнов или стругов с индивидуальной крепью.

Оборудование для комплексной механизации и автоматизации очистных и подготовительных работ выбирается из справочной литературы.

Длина лавы при применение механизированных комплексов принимается по технической характеристике данного типа комплекса и проверяется по фактору проветривания.

При применении технологии выемки угля узкозахватными комбайнами или стругами с индивидуальной крепью длина лавы принимается наименьшая, вычисленная по фактору эксплуатационной производительности выемочной машины и фактору проветривания.

Длина лавы по фактору проветривания определяется по формуле

Где - предельно допустимая скорость движения воздуха по лаве, м/с;

- площадь поперечного сечения лавы, по которому проходит воздух, м² ;

- площадь «живого» сечения рабочего пространства лавы, м² ;

При применении индивидуальной крепи

При применении механизированной крепи

- коэффициент, учитывающий движение воздуха по части выработанного пространства, непосредственно прилегающего к призабойному пространству лавы, при управлении кровлей полным обрушением коэффициент может быть принят: при залегании в непосредственной кровле песчаников – 1,35; песчанистых сланцев – 1,25; глинистых сланцев -1,20;

- минимальная ширина рабочего пространства лавы (принимается согласно паспорта крепления лавы), м;

- вынимаемая мощность пласта, м;

- минимальная и максимальная площадь «живого» сечения призабойного пространства лавы по паспорту комплекса, м² ;

- коэффициент, учитывающий сужение площади поперечного сечения струи воздуха крепью и оборудованием лав, ;

- минимальная и максимальная вынимаемая мощность пласта по паспорту механизированного комплекса, м;

- допустимая правилами безопасности концентрация метана в исходящей струе лавы, ;

- суточная скорость подвигания очистного забоя, м/сут;

- ширина захвата исполнительного органа комбайна, м;

- количество циклов в сутки;

- коэффициент неравномерности метановыделения в лаве, ;

- объемная масса угля, т/м³ ;

- коэффициент извлечения угля в очистном забое, ;

- относительная метанообильность призабойного пространства лавы, м³ /т;

- коэффициент, показывающий какая часть газа на участке выделяется в призабойное пространство лавы из выработанного пространства и угольного пласта, принимается равным 0,4-0,5;

- коэффициент, учитывающий дегазацию пласта, при принимается равным 0,3-0,6;

- относительная метанообильность выработок шахты, м³ /т.

Длина лавы по эксплуатационной производительности находится из следующих выражений:

При односторонней схеме работы комбайна

Где - продолжительность рабочей сены по добыче угля, мин;

- время на подготовительно-заключительные операции

- число добычных смен в сутки;

- время на концевые операции, мин; не один цикл;

- коэффициент, учитывающий простои комбайна по различным причинам, ;

- скорость подачи выемочной машины, м/мин;

- устойчивая мощность двигателя комбайна, кВт;

- удельный расход электроэнергии на отбойку угля, кВт×ч/м³ ;

- время на замену одного зубка, ;

- удельный расход зубков, ;

- время на вспомогательные операции, не перекрываемые работой комбайна по выемке угля, отнесенной к 1 м длина лавы, ;

- суммарная длина верхней и нижней ниш, ;

- маневровая скорость движения комбайна, м/мин.

Суточная нагрузка на очистной забой определяется из выражения:

Для обеспечения содержания метана в исходящей струе воздуха из очистной выработки не более 1%, суточная нагрузка на очистной забой по газовому фактору не должна превышать величину определяемую по формуле

Если , следует снизить нагрузку на очистной забой или провести дегазацию угольного пласта для уменьшения .

Месячная и годовая добыча из очистного забоя находятся из выражений

; ,

Где - коэффициент, учитывающий влияние горно-геологических и горнотехнических условий на ритмичность работы очистного забоя, принимаемый равный 0,85-0,90.

При этом суточная, месячная и годовая скорости подвигания очистного забоя составляют

; ; .

Основной формой организации труда в очистных забоях являются суточные или сменные комплексные бригады, выполняющие все основные и вспомогательные операции в лаве. При


29-04-2015, 00:31