4.1 Выбор и обоснование системы разработки.
Так как схема подготовки погоризонтная, я выбрал систему разработки длинными столбами по падению. Она имеет ряд преимуществ, основными из которых являются:
- возможность обеспечения в пределах выемочного участка постоянной длины лавы при проведении наклонных выработок строго по заданному направлению, что особенно важно при работе механизированных очистных комплексов, сокращение или увеличение длины которых в период эксплуатации связано с определенными трудностями;
- простая, следовательно, более надежная схема подземного транспорта;
- прямоточная схема проветривания лавы в пределах выемочного участка с обособленной подачей свежего воздуха к местам выделения метана, полезные утечки воздуха из лавы через выработанное пространство в одну из выемочных выработок, что особенно важно при разработке весьма газоносных пластов.
4.2 Технические средства очистных работ.
Под технологией очистной выемки следует понимать совокупность производственных процессов, выполняемых в определенной последовательности в пространстве и времени и направленных на получение годовой продукции.
В очистную выемку входят следующие процессы:
1. Очистная выемка
2. Крепление забоя
3. Управление кровлей
Очистная выемка – это совокупность процессов отбойки, (отделение угля от массива) погрузки отбитой горной массы на забойное транспортное средство, доставка полезного ископаемого по забою до транспортной выемки.
В лавах очистную выемку угля ведут по фланговой и фронтальной схемах.
При фланговой схеме отделение угля от массива производится на узком участке (в одной точке очистного забоя), выемочная машина вынимает полосу угля определенной ширины (ширина захвата исполнительного органа выемочной машины).
По ширине захвата исполнительного органа выемочные машины различают:
1. Узкозахватная выемка
r=0,5;0,63;0,8 м.
2. Широкозахватная выемка
r=1 м. и более
4. струговая выемка
r=0,03 – 0,15 м.
При узкозахватной и широкозахватной выемках уголь отделяется резанием, а при струговой выемки уголь отделяется сколом.
Фронтальная схема – это отделение угля от массива производится по всей длине лавы.
Управление кровлей – это совокупность мероприятий по регулированию нагрузки на крепь очистного забоя проводимых для эффективной и безопасной выемки полезного ископаемого.
Различают следующие способы управления кровлей:
1. Полное обрушение
2. Частичное обрушение
3. Частичная закладка
4. Полная закладка
5. Плавное опускание (прогибание)
Основным процессом в технологии добывания твердых полезных ископаемых является разрушение, т.е. отделение их от массива и дробление до кусков кондиционной крупности для удобства погрузки и транспортирования.
При подземной добычи разрушение угля может осуществляться механическими средствами, взрывчатыми веществами, гидравлическим способом. Основной является технология с механическим разрушением угля, которая может осуществляться с постоянным присутствием рабочих в очистном забое и без постоянного их присутствия.
В зависимости от применяемых средств механизации очистных работ и поддержания обнаженных пород в при забойном пространстве можно выделить следующие способы выемки угля: комплексом оборудования, очистным комплексом и очистным агрегатом, а также с применением отбойных молотков и взрывчатых веществ (ВВ).
Механизированным очистным (добычным) комплексом называют совокупность взаимно увязанных по своим параметрам и кинематическим связям машин и оборудования, обеспечивающих комплексную механизацию процессов выемки угля при местном управлении ими. В комплексах допускается замена одного типа оборудования другим (например, комбайнов, крепи).
В механизированный комплекс входят: выемочная машина – узкозахватный комбайн (или струговая установка); забойный цельнопередвижной или изгибающийся конвейер; гидрофицированная крепь; крепь сопряжения лавы со штреками; перегружатель; гидро- и электрооборудование; различное вспомогательное оборудование (кабелеукладчик, предохранительные лебедки, системы орошения и пылеотсоса и др.)
Для отработки пластов с углом падения до 35º применяют механизированные очистные комплексы: КМ – 138, КМ – 142, КМ – 144, Джой и другие.
Так как угол падения пластов составляет 6º, мощность пластов 1,8; 2,9 и 3 метра я принял механизированный комплекс КМ – 138 с механизированной крепью М 138/4 и забойным скребковым конвейером Анжера. Очистной комбайн 2КШЭУ, а проходческий комбайн 1ГПКС.
Характеристика комплекса:
Длина комплекса в подставке 200 м.
Тип крепи поддерживающая – оградительная.
Сопротивление секции 4200 Н
Сопротивление крепи 900 – 1000 Н
Шаг установки крепи 1,5 м.
Шаг передвижки крепи 0,8 м.
Конструктивная высота крепи min 950
max 1995
Тип основной кровли по нагрузочным свойствам – тяжелая
Класс непосредственной кровли – средняя устойчивая
Площадь проходного сечения для струи воздуха, м. кв. 2,88m+0,3.
Характеристика механизированной крепи:
Габариты секции крепи
высота min 1,53
max 3,54
длина 6,170
ширина 1,4
Масса секции крепи 13,3/14,3.
4.3 Размеры выемочных полей и очистных забоев.
Выемочным полем называют часть пласта в пределах этажа, разработку которого осуществляют с применением участковых (промежуточных) бремсбергов, скатов или квершлагов. Размер выемочного поля по простиранию на пологих пластах находится в пределах 750 – 1500 м., на крутых – 350 – 500 м.
Очистной забой – это горная выработка, предназначенная для выемки полезного ископаемого.
Различают длинный очистной забой (лава) и короткий очистной забой (заходка, камера).
Длинный очистной забой – это протяженная очистная выработка один бок, которой ограничен угольным массивом, а другой – крепью, кровля и почва являются вмещающими породами.
Короткий очистной забой – это выработка небольшой протяженности, ограниченная по бокам угольным массивом или целиками угля.
По расположению очистных забоев относительно элементов залегания пласта различают следующее подвигание очистных забоев:
1. По падению
2. По простиранию
3. По восстанию
4. Диагональное
5. В крест простиранию
Длина лавы на моей шахте составляет 200 метров, а выемочного столба – 1200 метров.
4.4 Нагрузка на очистной забой.
Нагрузка на очистной забой – это способность механизированного комплекса добывать уголь в определенное количество времени. Нагрузка зависит от элементов залегания пласта.
Исходя, из расчетов на шахте будет добывать уголь один очистной забой.
4.5 Проверка нагрузки на очистной забой по газовому фактору.
А сут. пров.=(864*Vg*Fл*d*k)/(Kл*g)
где Vg – допустимая скорость движения воздуха в очистном забое по правилам безопасности (6 м/с)
Fл – поперечное проходное сечение для струи воздуха (2,88m-0,55)
Fл=2,88*3-0,55=8,09
d – допустимая концентрация метана по правилам безопасности (перед забоем 0,5 после – 1), d=1%
k – коэффициент учитывающий движение частиц воздуха по выработанному пространству, k=1,2 – 1,4, примем k=1,3
Кл – коэффициент выделения газа в лаву, Кл=1,43 – 1,46, примем Кл=1,45
g – относительная метанообильность участка, g=5м³/т.
А сут .пров.=(864*6*8,09*1*1,3)/(1,45*5)=7520 т/сут.
А сут. < А сут. пров.; 4898,88<7520,
Проверка по газовому фактору дает положительный результат.
4.6 Определение числа действующих забоев.
Количество очистных забоев определяется по формуле:
n оч. з.=(Коч.*Аш. сут.)/Асут.,
где А ш. сут. – добыча шахты в сутки,
К оч. – коэффициент учитывающий добычу угля из подготовительных забоев, К оч.=0,89 – 0,92,
А сут. – нагрузка на очистной забой в сутки.
А сут.=А озм./25
А сут.=122472/25=4898,88 т/сут.
Аш. сут.=2100/(25*12)=7000 т/сут.
nоч. з.=(0,91*7000)/4898,88=1,3
Примем количество очистных забоев один.
4.7 Технологическая схема шахты.
Под технологической схемой шахты следует понимать совокупность очистных, транспортных, вентиляционных и вскрывающих горных выработок, а также комплекс поверхностных сооружений, позволяющих осуществлять основные и вспомогательные производственные процессы на базе определенных средств механизации и организации работ, направленных на экономическое и безопасное извлечение угля.
Главным звеном всего производственного процесса добычи угля на шахте является очистная выемка, поэтому наряду со своевременным воссозданием необходимого фронта очистных забоев всеми технологическими звеньями шахты должна быть обеспечена непрерывная и ритмичная работа забоев на основе научной организации производства и труда и поточности очистной выемки, которая характерна для механизированных комплексов.
В основу поточного метода положены три основных принципа: непрерывность выемки угля, одновременность выполнения процессов, их единый ритм. Главным из них является первый, а второй и третий способствуют достижению непрерывности угледобычи. Непрерывность выемки должна обеспечиваться в течении времени, предусмотренного экономическим обоснованным режимом работы забоя. Принцип одновременности выражается в полном совмещении во времени выемки угля со всеми остальными процессами. При этом перерывов, связанных с подготовкой лавы к ведению очистных работ, нет. Единый ритм заключается в определенном соответствии темпа выполнения отдельных процессов и скорости движения выемочной машины.
При составлении графика организации работ необходимо предварительно установить режим рабочих суток и форму организации труда в лаве.
На практике применяют в основном четырехсменный режим работы, из них три смены по 6 ч – добычные и последняя смена – ремонтно-подготовительная. В середине каждой смены рекомендуется одновременный для всех рабочих 15-минутный обеденный перерыв.
Основной формой организации труда является суточная комплексная бригада. Для угольных шахт, разрабатываемые пласты которых подвержены внезапным выбросам угля и газа, предусматриваются четыре шестичасовые смены с двумя сменами по добычи угля, одной подготовительной (ремонтной) и одной для осуществления мероприятий по борьбе с внезапными выбросами угля и газа, которая не должна совмещаться с другими сменами.
В лаве работу ведут комплексные бригады, выполняющие все производственные процессы цикла. В связи с сокращением числа работающих значимость каждого члена бригады неизменимо возросла. Поэтому для успешной работы комплексной бригады очень важно, чтобы любой ее член не только обладал достаточным диапазоном
профессиональных знаний и навыков, но и мог вовремя применить их на практике, имел высокий общеобразовательный уровень.
График составляет начальник участка для каждого конкретного забоя, затем его прорабатывают с горными мастерами, бригадирами и рабочими участка.
Режим работы бригады – шестидневная рабочая неделя с общим выходным днем в воскресенье. Второй выходной день рабочие получают в течение недели по скользящему графику. Добыча угля производится в три смены. В бригаде 78 чел.
Бригада разделена на пять звеньев (добычные), которые состоят из 14 чел. В ремонтную смену дополнительно выходят 8 электрослесарей и 12 рабочих очистного забоя. Планограмма работ и график выходов по сменам показаны в графике выходов рабочих. Сменное звено возглавляет звеньевой. Бригадир, как правило, выходит в первую смену. В ремонтные часы машинист комбайна с помощником и двумя электрослесарями производит профилактический осмотр, ремонт и смазку комбайна. Семь электрослесарей регулируют общеучастковые механизмы и электроаппаратуру. Семь горнорабочих заняты ремонтом гидрокрепи и маслостанции, два – проверкой цепей конвейеров. Два человека переносят камерные рамы и крепят сопряжение лавы с вентиляционным штреком. Трое рабочих погашают вентиляционный штрек, извлекают металлическую арочную крепь, сокращают газоотсасывающий трубопровод и возводят чураковую перемычку. За 1 ч до конца смены все механизмы опробуются под нагрузкой.
В воскресные дни рабочие одной смены постоянно производят планово-предупредительный осмотр и ремонт оборудования, сокращают длину ленточного конвейера, заменяют отдельные узлы, производят ревизию электрооборудования и электроаппаратуры.
В добычную смену в лаве работает звено из 14 чел., обязанности между которыми распределяются следующим образом. Машинист комбайна и его помощник осматривают комбайн и меняют зубки, заливают масло в редуктор и выполняют другие работы по подготовке комбайна к выемки угля. После этого машинист управляет комбайном, помощник машиниста следит за силовым кабелем комбайна и шлангом орошения. Трое рабочих располагаются за комбайном и передвигают секции крепи. В нижней части лавы один рабочий зачищает от штыба нижнюю ветвь цепи конвейера. В обязанности четырех рабочих входит зачистка «карманов» - пустот между конвейером и основанием секции.
Транспортирование угля из лавы производится конвейерами по выемочным бремсбергам на основной горизонт и далее так же конвейерами по главному штреку к квершлагу и стволу на поверхность.
4.8 Горнотехнические показатели работы шахты.
| № | Наименование показателя |
Единицы измерения |
Значение показателей |
| 1 | Количество угольных пластов в шахтном поле | шт. | 3 |
| 2 | Мощность угольных пластов m1 m2 m3 |
м. |
1,8 2,9 3 |
| 3 | Размеры шахтного поля: по простиранию по падению |
м. м. |
2200 2400 |
| 4 | Угол падения α |
º | 6 |
| 5 | Промышленные запасы шахтного поля | млн.т. | 5,0494752 |
| 6 | Проектная мощность шахты | млн.т./год | 2,1 |
| 7 | Нагрузка на очистной забой | т/сут | 4898,88 |
| 8 | Число очистных забоев | шт. | 1 |
| 9 | Способ вскрытия шахтного поля | Вертикальными стволами | |
| 10 | Схема вскрытия шахтного поля | Одногоризонтнная с капитальным квершлагом | |
| 11 | Способ подготовки шахтного поля | Пластовый, индивидуальный | |
| 12 | Схема подготовки шахтного поля | Погоризонтная | |
| 13 | Технические средства очистных работ | Механизированный комплекс КМ – 138 с механизированной крепью М 138/4, забойный скребковый конвейер Анжера. Очистной комбайн 2КШЭУ, проходческий комбайн 1ГПКС |
|
| 14 | Способ транспортирования угля до поверхности | Конвейером по выемочным бремсбергам на основной горизонт и далее в вагонетках электровозами по главному штреку к квершлагу и стволу на поверхность |
|
| 15 | Система разработки | Длинными столбами по падению |
4.9 Безопасность ведения горных работ.
1. На каждой действующей шахте должно быть не менее двух отдельных выходов на поверхность, приспособленных для передвижения (перевозки) людей. Каждый горизонт шахты должен также иметь не менее двух отдельных выходов на вышележащий (нижележащий) горизонт или поверхность, приспособленных для передвижения (перевозки людей).
Две и более выработки с одним направлением вентиляционной струи, приспособленные для передвижения людей, считаются одним запасным выходом.
Во всех выработках, ведущих к запасным выходам из шахты, через каждые 200 м, а также на разветвлениях этих выработок должны быть установлены выполненные светоотражающей краской указательные знаки с обозначением выработок и направлений к выходам на поверхность.
2. При сближенном расположении стволов (на одной промплощадке) после их проходки (углубки) до проектного горизонта в первую очередь должны проводиться работы по сбойке стволов между собой и затем - по оборудованию постоянного клетевого подъема.
В случае вскрытия нового горизонта одним стволом или подготовки его уклонами в первую очередь проводятся выработки для обеспечения горизонта двумя выходами и проветривания за счет общешахтной депрессии.
При отдаленном (фланговом) расположении ствола в первую очередь, до проведения выработок, обеспечивающих второй выход, должны проводиться работы по его оборудованию постоянным или временным клетевым подъемом (в соответствии с проектом) и оборудованию водоотлива.
3. Вертикальные стволы, служащие в качестве выходов на поверхность, должны быть оборудованы подъемными установками, одна из которых должна быть клетевой, и лестничными отделениями. Лестничное отделение может отсутствовать в одном из стволов, если в нем имеются две подъемные установки с независимым подводом энергии. Оба ствола должны быть оборудованы так, чтобы по каждому из них все люди могли выехать (выйти) на поверхность.
В стволах глубиной более 500 м лестничное отделение может отсутствовать, если в обоих стволах имеется по две подъемные установки с независимым подводом энергии или каждый ствол оборудован, кроме основного подъема, аварийно-ремонтным.
При наличии лестниц в обоих вертикальных стволах глубиной до 70 м подъемная установка в одном из них может отсутствовать.
4. Все необслуживаемые выработки, выходящие на поверхность, должны оборудоваться охранной сигнализацией, выведенной к диспетчеру, или должны быть закрыты на запоры, которые изнутри открываются свободно, а снаружи - только специальным ключом.
5. В наклонных выработках, предназначенных для передвижения людей, должен быть свободный проход шириной не менее 0,7 м и высотой 1,8 м, оборудованный при углах наклона:
от 7 до 10 град. - перилами, прикрепленными к крепи;
от 11 до 25 град. - трапами с перилами;
от 26 до 30 град. - сходнями со ступеньками и перилами;
от 31 до 45 град. - лестницами с горизонтальными ступеньками и перилами.
В лестничных отделениях стволов и других выработок с углом наклона от 45 до 90 град. лестницы должны устанавливаться с уклоном не более 80 град. и выступать на 1 м над горизонтальными полками, прочно заделываемыми в крепь с интервалом не более 8 м. Лазы в полках должны иметь размеры:
ширина - не менее 0,6 м;
высота - не менее 0,7 м (по нормали к лестнице).
Лазы над первой верхней лестницей должны закрываться лядами. Лазы в стволах и других выработках между соседними полками должны быть смещены на ширину лаза.
Расстояние между крепью и лестницей у ее основания должно быть не менее 0,6 м. Ширина лестниц должна быть не менее 0,4 м, а расстояние между ступенями - не более 0,4 м.
Если двумя выходами из подземных выработок служат наклонные стволы, то в одном из них должна быть оборудована механизированная перевозка людей и предусмотрена возможность выхода людей по свободному проходу шириной не менее 0,7 м и высотой - 1,8 м.
Требования данного параграфа распространяются также и на другие наклонные выработки, оборудованные механизированной перевозкой людей в пассажирских вагонетках.
6. На действующих шахтах при вскрытии нового горизонта вертикальным стволом и наклонной выработкой или двумя наклонными выработками второй запасной выход оборудуется в соответствии с требованиями п. 80 по одной из этих выработок.
Для вновь строящихся (реконструируемых) шахт и горизонтов третьей категории и выше по газу допускается иметь в работе не более одной ступени уклонов.
Выемочные участки, отрабатываемые уклонными полями, должны иметь не менее двух выходов на действующий горизонт или поверхность, один из которых должен располагаться в центре участка, а второй - на его границе.
7. На нижних и промежуточных приемных площадках наклонных стволов, уклонов и бремсбергов (кроме оборудованных конвейерами) должны устраиваться обходные выработки.
На пересечениях наклонных стволов, бремсбергов и уклонов с промежуточными выработками, по которым передвигаются люди, должны оборудоваться обходные выработки или мостики.
8. Из каждой очистной выработки должно быть не менее двух выходов: один - на вентиляционный, другой - на откаточный (конвейерный) штрек. В нижней части лавы должен быть магазинный уступ.
При наличии опережающих лаву выработок нижний выход должен быть расположен впереди очистного забоя. На крутых, крутонаклонных и наклонных пластах, кроме отрабатываемых столбами по падению (агрегатами АЩ и
29-04-2015, 01:05