Технологический комплекс состоит из 3-х основных комплексов: блок главного ствола, блок вспомогательного ствола и административно бытовой комбинат. На шахтной поверхности сооружаются: вентиляторная установка, открытая электроподстанция, резервуары с водой, аварийный склад для временного хранения угля.
Блок главного ствола включает в себя: 1 копер, 2 помещение технологического комплекса по приему угля, 3 пункт погрузки угля в железнодорожные вагоны, 4 котельная, 5 помещение подвижных установок.
Блок вспомогательного ствола.
Предназначен для спуска и подъема людей, материала и оборудования.
1 копер, 2 ремонтные мастерские, 3 материальные склады, 4 склад металокрепи__, 5 калориферная__, 6 здание подъемных машин.
Административно бытовой комбинат включает в себя различные помещения по бытовому обслуживанию шахтеров, а также административно конторские помещения, нарядные, телефонные станции, здравпункт, бани.
Способы вскрытия шахтных полей.
Факторы, влияющие на способы вскрытия : 1 форма и размер шахтного поля, 2 мощность и угол падения пласта, 3 число рабочих пластов, 4 расстояния между ними, 5 глубина залегания, 6 нарушенность, 7 газоносность, 8 мощность и срок службы шахты.
Требования к способам вскрытия :
1 должны обеспечивать максимальную производительность и минимальную себестоимость, а для этого необходимо минимизировать первоначальные капитальные затраты и сроки строительства, 2 высокая концентрация производства, 3 низкая протяженность поддерживаемых выработок, 4 эффективное проветривание выработок.
Классификация способов вскрытия.
Способы вскрытия различаются: 1 по типу главных вскрывающих выработок (наклонные и вертикальные стволы, штольни и их комбинации), 2 по расположению главной вскрывающей выработки относительно пласта и элементов его залегания, 3 по числу транспортных горизонтов (одногоризонтные и многогоризонтные), 4 по наличию т типу дополнительных вскрывающих выработок (горизонтальные, вертикальные, наклонные).
Вскрытие вертикальными стволами .
Название способов вскрытия определяется перечислением главных и вспомогательных вскрывающих выработок, обеспечивающих доступ с поверхности к п.и. Область применения: любые горонгеологические условия в независимости от глубины, мощности пластов, угла их падения, количество пластов и рельефа поверхности.
Недостатки: 1 большая стоимость проведения, 2 длительный срок пуска шахты в эксплуатацию, 3 цикличность транспорта, 4 большие технологические и экономические сложности в случае углубки ствола.
Достоинства: 1 большая площадь сечения, 2 относительно небольшая протяженность от поверхности до пласта, 3 небольшие затраты для поддержания выработки
Вскрытие вертикальными стволами одиночных пластов .
1 - гл. ствол, 2 вспомогательный ствол, 3 шурф, 4 околоствольный двор.
\
\
\
2 Вскрытие группы пластов вертикальными стволами и капитальным квершлагом .
Размеры шахтного поля по падению менее 2500м. Расстояние между пластами менее 400м. Угол падения более 80º и менее 18º.
\
\
\
3 Вскрытие вертикальными стволами и погоризонтными квершлагами .
Применяется при угле менее 12º при вскрытии свиты пластов. 4 - погоризонтные квершлаги.
\
\
\
4 Вскрытие вертикальными стволами и этажными квершлагами .
\
\
\
5 При большой протяженности шахтного поля по простиранию и большой газоносности угольных пластов, шахтное поле делят на блоки .
Блок – часть шахтного поля, имеющая собственную вертикальную выработку для подачи свежей струи воздуха. 5 – блоковой вентиляционный ствол. При размерах поля S более 8000м,q более 15 м³/m – газоносность.
\
\
\
В зависимости от горногеологических условий залегания угольных пластов расположение вертикальных стволов может быть 1 центрально сдвоенная, 2 центрально -_______, 3 орланговая. Выбор способа вскрытия определяется в первую очередь безопасность ведения г.р. и минимальными.
Системы разработки пластовых месторождений .
Выработки, предназначенные для добычи, называют очистными .
Установленный для данных геологических условий залегания пласта и принятых средств механизации определенный порядок ведения подготовительных и очистных работ в пределах этажа или панели увязаны в пространстве и во времени называется система разработки .
Требования к системе разработки :
1 безопасность, 2экономичность, 3 минимизация потерь.
Факторы, влияющие на выбор систем разработки : мощность пласта, угол падения пласта, крепость пласта, газоносность.
Классификация систем разработки .
В качестве классификационного признака выбрано одно характерное отличие – определенная очередность ведения подготовительных и очистных работ. Это отличие предопределяет вид систем разработки: сплошная, столбовая, комбинированная в случае длинных очистных забоев; камерно и камерно-столбовые при коротких очистных забоях.
\
\
\
Характерным для столбовых систем разработки является то, что до начала очистных работ проводят подготовительные выработки, которые полностью оконтуривают запасы в пределах выемочного поля. При сплошной системе разработки проведение подготовительных выработок и очистная выемка ведутся одновременно. При комбинированных системах для отработки столбов в выемочном поле применяют одновременно или последовательно сплошную или столбовую систему разработки.
\
\
\
Основное отличие определяется рядом признаков, которые характеризуют не столько систему, сколько ее варианты. 1 Технология выемки. По этому признаку все системы делят на две группы ф) с длинными очистными забоями(лавы), б) с короткими очистными забоями(камерами). Системы первой группы делятся на две подгруппы: а1) системы разработки пластов на полную мощность, а2) система разработки мощных пластов с разделением на пласты. Второй признак. 2 общее направление выемки п.и. по отношению к элементам залегания, различают системы разработки с выемкой: по простиранию, по падению, по восстанию.
Сплошная система разработки .
1 ходок первоначально от ходка (1) на расстоянии от него в 50-80м проводится вентиляционный штрек – 3 и откаточный штрек – 2. Эти штреки соединяют между собой разрезной печью – 4 в которой монтируют очистное оборудование. Штрек (3) опережает забой лавы метров на 5, а штрек (2) откаточный опережает на 80м для маневровых операций. После того как началась добыча разрезная печь (4) превращается в очистной забой. По мере добычи, а следовательно, и по мере подвигания очистного забоя проводится и подготовительные выработки (3,4). В какой-то момент времени забой окажется в положении А. Крестиками обозначено выработанное пространство. 6 – обозначены бутовые полосы необходимые для охраны подготовительных выработок. В процессе добычи п.и. транспортируется по лаве (4) на откаточный штрек (2), потом бремсберг. Воздух подается в другом направлении.
\
\
\
Способы поддержания выработок .
1 выкладка бутовых полос, 2 целиками угольными (вместо бутовой полосы, мы ее не извлекаем),3 железобетонные тумбы.
Способы управления горным давлением .
1 полное обрушение, 2 полная закладка выработанного пространства, 3 частичная закладка выработанного пространства, 4 плавное опускание кровли.
Достоинство сплошной системы разработки :
1 простота системы разработки, 2 сравнительно быстро возможно приступить к добычным работам. Недостатки: 1 большие затраты на поддержание подготовительных выработок, 2 взаимные помеки очистных и подготовительных работ, 3 отсутствие предварительной информации по геологии месторождения. Область применения: пласты тонкие, весьма тонкие, пласты опасные по газу, внезапным выбросам.
Столбовая система разработки .
Столбовая система разработки предполагает разделение в пространстве и во времени очистных и добычных работ. При этой системе все подготовительные выработки в выемочном поле проводятся до начала очистных работ. При этой системе запасы выемочного столба отрабатываются в обратном порядке, т.е.
__
__
__
При этой системе запасы выемочного столба отрабатываются в обратном порядке, т.е. от границ этажа или яруса к центру шахтного поля, что позволяет погашать выработки. При столбовой системе очистной забой имеет прямолинейную форму. Основным способом управления кровли является полное обрушение.
1 бремсберг, 2 ходки (грузовой и людской), 3 камеры подъемных машин, 4 вентиляционный штрек, 5 конвейерный штрек, 6 вентиляционный штрек очередного столба, 7 разрезная печь, 8 выработанное пространство.
\
\
\
Сами выработки (4) и (5) нам поддерживать не нужно, они погашаются п.и. по очистному забою (7) (скребковый конвейер) поступает на ленточный конвейер по выработке 5 транспортируется до бремсберга (1), по бремсбергу (1) п.и. идет до главного откаточного штрека до околоствольного ствола и по стволу на поверхность. Область применения: повсеместно.
Достоинства: 1 отсутствуют взаимные помехи очистных и подготовительных работ, что позволяет достигать высоких нагрузок на очистной забой, 2 подготовительные выработки находятся в хороших, благоприятных условиях, 3 заблаговременное проведение подготовительных выработок позволяет получать дополнительную геологическую информацию.
Процессы в очистных забоях .
Основные процессы: 1 выемка, 2 крепление,3 транспортирование.
Выемка .
Выемка угля может производится механическими способами исполнительными органами горных машин, при помощи взрывных работ, гидравличесеким способом, механогидравлическим. Выбор __ зависит от свойств и состояния п.и. и окружающих пород. Процесс выемки включает не только разрушение пласта, но и его погрузку. Эти процессы могут выполняться либо одной, либо разными машинами, одновременно или последовательно. Наиболее широкое распространение имеет механический способ выемки. Этот способ осуществляется комбайнами, стругами, бурошнековыми установками, обойными молотками и угольными пилами.
Очистной комбайн
\
\
\
1 механический корпус длина 8-10м, 2 и 3 исполнительные органы. Он размещается на скребковом конвейере. В корпус – падающая часть, редукторы и т.д. Различают широко захватную и узко захватную выемку. Выемка, при которой ширина полосы мене 1м, называется узкозахватной . Разновидность узкозахватной выемки, при которой разрушение угля производится стругом, движущимся вдоль забоя и срезающее стружку шириной 10-20см, называют струговой выемкой . Исполнительные органы бывают барабанного типа, корончатого, шнекового. Самый прогрессивный исполнительный орган – шнекового типа.
Достоинства узкозахватной выемки по сравнению с широкозахватной .
1 выемка производится в зоне эффективного отжима угля, что снижает сопротивление его разрушению, 2 узкозахватная выемка позволяет эффективно решить вопросы крепления.
Существует односторонняя выемка и челноковая. Односторонняя – в одну сторону комбайн и обратно идет зачищает. Челноковая – туда сюда.
Крепление .
В очистных забоях применяют индивидуальные и механизированные крепи.
Механизированные крепи – прогрессивный способ крепления, позволяет механизировать и автоматизировать все процессы в забое, но в ряде случаев (при разработке сильно нарушенных месторождениях, при не выдержанной мощности пласта) приходится применять индивидуальные крепи.
Индивидуальная крепь в процессе ее передвижки разбирается на элементы: состоит из призабойной и посадочной (специальной). Призабойная – стойки, которые располагают правильными рядами вдоль забоя. Стойки устанавливают под верхняки.
\
\
\
Стойки могут быть деревянными, металлическими. Если стойки металлические они делятся на стойки трения и гидравлические. Крепи бывают жесткие и податливые. Жесткие под нагрузкой теряют свою несущую способность. Податливые сохраняют несущую способность.
\
\
Посадочная крепь предназначена для управления кровлей. Ее несущая способность в несколько раз выше, чем несущая способность призабойной крепи. 95% добывается с помощью механизированной крепи.
По способу взаимодействия с породами кровли все механизированные крепи делятся на 4 типа : 1 оградительно-поддерживающие крепи, 2 поддерживающие оградительные, 3 поддерживающие, 4 оградительные
\
\
\
Состоит: 1 перекрытие, 2 ограждающая часть, 3 основание, 4 козырек, 5 гидростойка.
Функции: 1 защита при забойного пространства от обрушенных пород и частичное поддержание кровли (козырьком), 2 в основном поддерживает кровлю, но и имеет ограждающий элемент, 3 поддерживает, 4 ограждает. Каждая из этих крепей имеет свою область применения
Механизированный комплекс включает в себя механизированную крепь, очистной комбайн, скребковый конвейер, гидро и электрооборудование, насосные станции, маслостанции.
1 горизонтальный гидродомкрат, 2 механ.крепь, 3 скребковый конвейер, 4 очистной комбайн.
\
\
\
Технология, механизация и организация очистных работ в комплексно механизированном забое .
1 секция механизированной крепи, 2 очистной комбайн, 3 скребковый конвейер.
Первоначально комбайн находится в нижней части лавы около конвейерного штрека (4). Комбайн находится на скребковом конвейере, причем конвейер и крепь придвинуты к забою. Начинается зарубка комбайна в пласт и начинается процесс выемки, т.е. комбайн, двигаясь по конвейеру снизу вверх вынимает полоску угля шириной L. В процессе разрушения пласта осуществляется погрузка угля на скребковый конвейер. С помощью гидродомкратов скребковый конвейер передвигается к забою, затем после снятия распора крепи этими же гидродомкратами секции крепи подтягиваются к забою.
\
\
\
Планограмма очистных работ .
Горные выработки. Рудничная атмосфера .
Шахтное поле – часть угольного месторождения отведенного для разработки одной шахты.
Проектными потерями является часть балансовых запасов угля, которое по проекту предусматривается безвозвратному оставлению в недрах, при отбойке всех запасов данной шахты.
Общешахтные относятся запасы в целиках под сохраняемыми объектами на поверхности или целиках служащих для охраны капитальных горных выработок.
Эксплуатационные потери – потери в целиках угольных пачках связанные системой разработки и технологии горных работ.
Эксплуатационные горные выработки необходимые для разработки месторождения, которое имеет основное назначение детальной разведки уточнения и дополнении горно-геологическую характеристику данного месторождения.
Подготовительные выработки – выработки, проводимые при подготовке отдельных частей шахтного поля к очистной выемке.
Забоем выработки называют место разрушения массива горных пород.
Комплекс: 1 комбайн, 2 конвейер, 3 крепь.
Атмосферный воздух, заполняющий горные выработки называется рудничным или шахтным .
Выработки, по которым подается чистый воздух, называются воздухо-подающими .
Выработки, по которым удаляется испорченный воздух, называются вентиляционными .
Приемлемое давление воздуха на глубине разработке достигает 120 кПа.
Газообильность - характеризует интенсивность выделения газа в отдельную горную выработку в пределах добычного участка.
Газоносность – количество газа (м³) содержащийся в 1т или в 1м³ нетронутого массива природных условий. Составной частью является кислород. Его плотность по отношению к воздуху 1,11 кг/м³. По правилам безопасности содержания кислорода в горных выработках составляет 20%.
Азот . Его плотность по отношению к воздуху 0,97кг/м³. Содержание азота в угольных пластах может составлять 2м на T.
Углекислый газ . По правилам безопасности на рабочих местах не должно быть 0.5%. Выработка с исходящей струей горизонта и шахты 0.75% - углекислого газа.
К ядовитым примесям воздуха относятся окись углерода, окислы азота, сернистый газ, сероводород . Предельно допустимая концентрация окиси углерода в воздухе действующих выработок составляет 0.0017%. Сернистый газ (SO²) Предельно допустимая концентрация 0.0038%. Сероводород (H²S).Предельно допустимая концентрация 0.00071%. Акролеина – 0.0008%. Фармольдегид, аммиак, радон.
Метан . Температура воспламенения 650-750º, предельно допустимое содержание более 1% , исходящая струя шахты 0.75%, поступающая струя, содержание не должно превышать 0.5%. Допустимое содержание метана в тупиковых выработках не должно быть больше 2%.
=============
=============
Для графического изображения процессов операций в горном деле применяются циклограммы и планограммы. Циклограмма показывает последовательность выполнения процессов и операций в одном месте подземного пространства, например, проведение одиночной горной выработки. Планограмма показывает последовательность выполнения процессов, операций, их продолжительность и совмещение в различных местах, ведение горных работ, например очистной забой.
Угольные шахты в зависимости от относительной метанообильности и вида выделения метана разделяют на пять категорий : I - с выделением до 5 м3 метана на 1 т суточной добычи; II - от 5 до 10 м3 метана на 1 т суточной добычи; III -от 10 до 15 м3 метана на 1 т суточной добычи; сверхкатегорийные - с выделением газа более 15 м3 на 1 т суточной добычи и опасные по суфлярным выделениям. К особой категории – “опасные по внезапным выбросам” - относятся шахты, разрабатывающие пласты, опасные по внезапным выбросам угля, газа и породы.
Целик – часть угольного пласта, которую при разработке месторождения оставляют нетронутой для охраны горных выработок, наземных сооружений, управления горным давлением и других целей.
Вскрытия шахтного поля.
Вскрытием месторождения или шахтного поля называют проведение комплекса вскрывающих выработок, которые открывают доступ с поверхности к полезному ископаемому и обеспечивают возможность проведения подготовительных выработок.
Схемой вскрытия называют пространственное расположение сети вскрывающих выработок (стволы, штольни и др.) относительно границ шахтного поля.
Способ вскрытия – расположение системы вскрывающих выработок в шахтном поле относительно горизонтальной плоскости с учетом их функционального назначения.
Проветривание очистных и подготовительных выработок в панелях осуществляется через центрально-сдвоенные стволы или через один ствол и шурфы, пройденные для каждой панели.
Этажи отрабатываются в нисходящем порядке. По мере отработки этажа заблаговременно производятся углубка стволов и подготовка нового откаточного горизонта.
Лава - подземная очистная выработка большой протяженностью (от неск. десят. до неск. сот. метров)один бок, которой образован массивом п.и. (забоем лавы, а другой - стеной закладочного материала или обрушенной породой выработанного пространства.
С токи зрения горного давления и устойчивости, горные выработки по форме сечения можно расположить в следующей последовательности: 1 - круглая (самая устойчивая), 2 - овальная, 3 - арочная, 4 - сводчатая, 5 - трапециевидная - есть полигональная и прямоугольная. Вскрывающие выработки имеют форму 1,2,3,4, подготавливающие 2,3,4,5, разрабатывающие 3,5,6,7.
Планом горных работ, называют проекцию угольного плата на горизонтальную плоскость с нанесением всей необходимой горно-геологич, горно-технич, эконом. информации.
gornacru@mtu-net
mggu.newmail
29-04-2015, 00:47