ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

студента специальности ТПР

Попырко Игоря Алексеевича

шифр 1-96-25

1999

Министерство образования Украины

Донецкий горно-экономический техникум

Специальность Технология подземной разработки полезных ископаемых

К защите допущен

Зав. отделением ТПР

___________ В. В. Елисеенко

___________

Рациональная отработка пласта k₅ в условиях

ГХК шахта “Краснолиманская”

Пояснительная записка

ДП 0309. 00. 00. 17. ПЗ

Руководитель проекта

___________ Л. Р. Резниченко

___________

Консультант

___________ И. И. Васильева

___________

Консультант

___________ В. И. Жуков

___________

Выполнил

студент группы 2 ТПР-96

___________ И. А. Попырко

17.05.99

1999

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1 Краткая характеристика шахты

1.1 Общие сведения о шахте

1.2 Краткая геологическая характеристика месторождения

1.3 Вскрытие и подготовка шахтного поля

1.4 Система разработки на проектируемом участке

1.5 Технология ведения очистных работ (базовый вариант)

2 Технологическая часть

2.1 Анализ существующей технологии очистных работ на шахте по данному пласту и задач дипломного проектирования

2.2 Исходные данные

2.3 Способ подготовки шахтного поля

2.4 Выбор системы разработки

2.5 Выбор технологии и оборудования

2.6 Крепление сопряжения лавы с прилегающими выработками

2.7 Выбор длины лавы

2.8 Определение технических данных участка

2.9 Расчет расхода воздуха для проветривания очистной выработки

3 Электротехническая часть

3.1 Выбор напряжений

3.2 Расчет электрических нагрузок и выбор участковой трансформаторной подстанции

3.3 Расчет кабельной сети напряжением до 1 кВ

3.4 Выбор аппаратуры защиты и управления

6

8

8

10

14

15

16

20

20

21

21

24

27

45

46

47

50

53

53

53

55

57

4 Правила техники безопасности при ведении очистных работ, охрана труда, противопожарная защита

4.1 Правила техники безопасности при ведении очистных работ

4.2 Охрана труда

4.3 Противопожарная защита

5 Организация и технология работ

5.1 Расчет и состав работ по процессам на цикл

5.2 Расчет комплексной нормы выработки и расценки

5.3 Расчет численности суточной комплексной бригады ГРОЗ и рабочих лавы

5.4 Составление графика выходов на сутки

5.5 Расчет производительности труда

5.6 Расчет продолжительности рабочих процессов. Составление планограммы работ на сутки

5.7 Технология выемки угля в лаве, крепление и управление кровлей

6 Экономическая часть

6.1 Расчет себестоимости одной тонны угля по элементу “Расходы на оплату труда”

6.2 Расчет себестоимости одной тонны угля по элементу “Отчисления на государственное социальное страхование”

6.3 Расчет себестоимости по элементу “Материальные затраты”

6.4 Расчет себестоимости по элементу “Амортизация основных фондов”

6.5 Калькуляция себестоимости одной тонны угля

6.6 Сравнительная таблица технико-экономических показателей

6.7 Расчет показателей экономической эффективности

60

60

62

63

64

64

66

71

72

72

73

75

81

81

85

87

91

92

93

93

7 Специальная часть

7.1 Шахтная пыль

7.2 Оценка выемочного комбайна по пылевому фактору

7.3 Выбор комплекса мероприятий по борьбе с пылью

7.4 Предварительное увлажнение угля в массиве

7.5 Орошение при работе выемочного комбайна

7.6 Орошение на погрузочном пункте очистного забоя

7.7 Обеспыливание вентиляционной струи

7.8 Расчет расхода воды и смачивателя

8 Заключение

Список использованных источников

95

95

95

96

98

99

101

101

103

104

105

Введение

Угольная промышленность Украины является основой топливно-энергетического комплекса страны. Уголь используется в теплоэнергетике, металлургической и химической промышленностях и для коммунальных нужд.

В условиях перехода страны к рыночной экономике требуется стабильность работы угольной промышленности и наращивания угледобычи. Этому будет способствовать улучшение условий труда шахтеров, оплаты труда, повышения производительности труда и снижение себестоимости готовой продукции, а также улучшение качества угля и увеличение объема его обогащения.

Основным угледобывающим регионом страны является Донбасс. В связи со значительной глубиной горных работ в бассейне, добыча угля сопровождается сложными горно-геологическими условиями, что вызывает высокую трудоемкость работ при низкой производительности труда.

В настоящее время возрастает потребность в увеличении уровня добычи угля при снижении его себестоимости.

Важнейшей задачей угольной промышленности является дальнейшее техническое перевооружение и реконструкция шахт Донбасса на базе передовой техники и технологии добычи угля и проведения горных выработок, а также внедрение новых прогрессивных типов и видов крепи и новых способов поддержания кровли. Для этих целей необходимо перевооружение угольных шахт; разработка и освоение производства машин для комплексной механизации очистных работ и проведения горных выработок, в том числе комплексов оборудования для выемки тонких угольных пластов и пластов со сложными горно-геологическими условиями, проходческих комбайнов и комплексов для проведения выработок по более крепким породам; внедрение очистных агрегатов для ведения работ без постоянного присутствия людей в забоях; обеспечение прироста объема добычи в основном за счет повышения производительности труда.

Высокий уровень механизации, интенсификации и концентрации горных работ, применение все более производительной и дорогостоящей техники, необходимость оперативного принятия управленческих решений для обеспечения достаточной организационной надежности функционирования производственного процесса, требуют решения ряда сложных задач, связанных с обоснованием экономически целесообразного резервирования производственных мощностей, разработки новых методов и принципов организации труда и производства с учетом передового опыта.

Целью дипломного проектирования является на основе анализа существующей технологии и организации производства внедрить ряд мероприятий, которые позволят улучшить технико-экономические показатели и сделать экономическую оценку предложенного варианта.

1 краткая характеристика шахты

1.1 Общие сведения о шахте

Шахта "Краснолиманская" построена на пластах l₇ и l₃ и сдана в эксплуатацию в 1950 году с рабочим горизонтом 210 м ипроектной мощностью 1200000 м тонн в год.

Поле шахты “Краснолиманская” расположено в центральной части Красноармейского горнопромышленного района.

По административному делению эта площадь входит в Красноармейский район Донецкой области Украины.

Поле шахты занимает выгодное геолого-географическое положение. Вблизи располагаются крупные действующие шахты района: шахта им. А. И. Стаханова, шахта “Родинская”, шахта “Центральная”. В непосредственной близости расположены рабочие поселки шахт и села: Красное, Федоровка, Родинское, Димитров. В 15 км северо-западнее расположен город Доброполье, а в 10 км южнее – город Красноармейск.Нед­ра шахты подчинены ПО "Красноармейскуголь".

Границы оцениваемой площади, принятые в соответствии с протоколом технического совещания производственного объединения “Красноармейскуголь”, следующие:

на северо-западе – по всем пластам линия сечения пластов Центральным надвигом;

на востоке (нижняя граница) – по пластам m² ₆ , m² ₄ , m⁰ ₄ , l₈ , l¹ ₈ , l₆ , l₅ , l₂ , l₁ , k^н ₈ , k₇ – изогипса – 650;

по пластам l₇ , l₄ , l₃ , k^в ₅ – изогипса – 825;

на западе (верхняя граница) – по пластам m² _6­ , m² ₄ , m⁰ ₄ – линия сечения пластов Глубокоярским сбросом до пересечения на юге с изогипсой – 650 м;

по пластам l¹ ₈ , l­₈ , l₇ , l₆ , l₅ , l₄ , l₃ , l₂ , l₁ , k^в ₈ – выхода пластов на поверхность карбона;

по пласту k₇ – изогипсе – 300 м;

по пласту k₅ – нижняя граница шахты “Родинская”;

на юге – общая граница с шахтой “Центральная”.

Размеры шахтного поля следующие:

по простиранию –6,0 км;

по падению – 9,6 км.

Площадь шахтного поля составляет 57,5 км.

Рельеф представляет собой слабохолменную равнину, изрезанную балками и речками. Максимальные отметки рельефа +200 м, приурочены к водораздельным пространствам, минимальные +95 м к долине реки Казенный Торец. Общее понижение местности наблюдается в направ­лении уклона реки Казенный Торец. С левого берега реки совпадают балки Осиноватая, Водяная, Дальний Яр, Глубокий Яр, а с правого ­балка Заячья и Чаплинская. Склоны балок от пологих до крутых 20-30.

Климат района умеренно - континентальный. Многолетняя средняя температура воздуха от +7 до +8. Максимальная глубина промерза­ния почвы 75-120 см. Преобладают ветры восточного направления.

Поле шахты занимает выгодное экономическое и промышленное положение. Шахта и шахтные поселки связаны с железнодорожной магистралью Ростов-Киев.

Водоснабжение шахты и городов осуществляется за счет водовода Карловка - Красноармейск, а также артезианской скважины в селе Федоровка.

Источником энергоснабжения служит Кураховская ГРЭС. Основными потребителями углей являются коксохимзаводы и электростанции.

Промышленные запасы на 1 января 1999 года составили 87324000 тонн.

Проектная мощность шахты в 1958г по вводу в эксплуатацию была при­нята 1200 тысяч тонн в год.

Проектная производственная мощность шахты составляет 2100000 тонн. Фактическая добыча 2456000 тонн.

Расчетный срок службы шахты – 41 год.

Режим работы предприятия следующий:

число рабочих дней в году – 357;

рабочая неделя шестидневная прерывная;

продолжительность смены для подземных рабочих – 6 часов, для поверхностных – 8 часов.

Работы по добыче и проходке ведутся в три смены, четвертая смена – ремонтно-подготовительная.

Шахта "Краснолиманская" относится к сверхкатегорийной по газу метану и опасной по пыли.

1.2 Краткая геологическая характеристика месторождения

Шахтное поле расположено в центральной части Красноармейского угленосного района Донбасса и сложено комплексом осадочных пород среднего и частью верхнего карбона, относящихся к свитам , , ,. Породы каменноугольного возраста повсеместно перекрыты неогеновыми и четвертичными отложениями.

Дитологические отложения карбона представлены чередованием слоев песчаников, алевролитов, аргиллитов, вмещающих маломощные слои углей и известняков.

Площадь шахтного поля расположена в висячем крыле крупного Центрального надвига. Залегание каменноугольных пород моноклинальное, с падением пластов на восток и северо-запад под углами 3-15°.

Характерной особенностью строения оцениваемой площади является тот факт, что разрывные нарушения в основном развиты в зонах расчленения Центрального надвига на 2-3 ветви, и в большинстве своем сопровождает его и Глубокоярский сброс. Кроме того, нарушения сгруппированы, взбросы сопровождают надвиг и сбросы.

В центральной и восточной частях участка, в зоне шириной 0,8-1,6 км, прослеживается большая группа нарушений. Эта зона будет наименее благоприятной для отработки запасов угля.

Более благоприятными в тектоническом отношении являются блоки на северо-востоке и юго-западе оцениваемой площади.

На отработанной площади ведение горных работ осложняется влиянием зон Центрального надвига, Краснолиманского и Родинского сбросов, а также мелкоамплитудной нарушенности.

Северо-восточный блок наиболее благоприятный для ведения очистных и горных работ, так как наименее подвержен тектонической нарушенности.

В целом оцениваемую площадь можно отнести к типу средней сложности тектонического строения.

Углевмещающие породы в пределах шахтного поля представлены аргиллитами, алевролитами, песчаниками и известняками.

Аргиллит серого, темно-серого цвета, горизонтально- и тонкослоистый, с включением сидеритовых конкреций, пирита в виде стяжений неправильной формы, иногда переслоение углистым материалом, с отпечатками обуглившейся флоры, средней крепости, от среднеустойчивого до весьма неустойчивого.

Алевролит серого, реже – темно-серого цвета, горизонтально-слоистый или с неясно выраженной слоистостью; характерно наличие слюдистого или углистого материала по плоскостям отдельных слоев, а также отпечатков растительности, иногда комковатой текстуры с включением сидеритовых конкреций, малой или средней крепости, от среднеустойчивого до весьма неустойчивого.

Песчаник серого или светло-серого цвета, кварцево-полевошпатовый, на кварцевом или глинистом цементе, слюдистый, иногда с тонкими прослойками алевролита; в основном мелкозернистый, реже среднезернистый и тонкозернистый, слоистый, средней крепости и крепкий, от среднеустойчивого до устойчивого.

Известняк темно-серого, реже серого цвета, скрытокристаллический, массивный, трещиноватый (трещины заполнены кальцитом), характерно наличие углистого материала, крепкий, устойчивый.

Продуктивная толща указанных свит содержит до 60 угольных пластов и прослоев, из которых 13 пластов имеют мощность свыше 0,45 м: , , , l₈ , l₇ , l₅ , l₄ , l₃ , , l₁ , , k₇ , k₅ . Краткая характеристика пластов приведена в таблице №1.

Пласт k₅ отрабатывается шахтой "Краснолиманская" с 1985 года, выше по падению шахтой “Родинская”.

На оцениваемой площади угольный пласт имеет сложное двухпачечное строение. В центральной части к подсчету приняты обе пачки (), а в северо-западной и, отчасти, в юго-восточной – только верхняя пачка ().

Непосредственная кровля пласта k₅ представлена аргиллитом (95%), реже – алевролитом (2,5%), песчаником (2,5%).

Аргиллит с растительным детритом плохой сохранности, трещиноват, контакт с углем резкий.

По опыту ведения горных работ шахтами "Краснолиманская" и “Родинская” породы непосредственной кровли неустойчивы и малоустойчивы, трещиноваты, с включениями карбонатных конкреций в виде желваков и линз. Выделение воды из вышележащих песчаников способствует интенсивному расслоению аргиллита и обрушению его на всю мощность до контакта с песчаником.

На основании приведенных данных аргиллит ожидается малоустойчивым, при мощности слоя менее 1,5 м и резком контакте с вышележащим слоем – неустойчивым, а в зоне повышенной трещиноватости и при мощности слоя менее 0,6 м – весьма неустойчивым, склонным к обрушению.

Алевролит трещиноватый, с отпечатками фауны и флоры, сцепление между слойками слабое, контакт с углем отчетливый, среднеустойчивый, при водонасыщении и в зонах повышенной трещиноватости – неустойчивый.

Песчаник с небольшим количеством растительного детрита, трещиноват, контакт с углем резкий.

Иногда песчаник отделяется от угольного пласта слоем аргиллита или алевролита мощностью до 0,6 м, которые из-за отсутствия сцепления и резкого контакта с песчаником являются “ложной” кровлей. Песчаник в нижней части слоя среднеустойчивый. Мощные слои песчаника являются непосредственной и основной кровлей – устойчивые.

На основании имеющихся данных песчаник на неотработанной площади прогнозируется от средне- до устойчивого. Основная кровля пласта на большей части площади представлена переслаиванием слоев алевролита, песчаника и аргиллита, аналогичными вышеописанным.

По опыту горных работ шахты “Краснолиманская” основная кровля пласта отнесена к среднеобрушаемой, за исключением центральной части шахтного поля, где она представлена мощным песчаником (>7 м) – труднообрушаемой.

Непосредственная почва пласта k₅ сложена алевролитом (65%), а за линией расщепления – аргиллитом (30%). В центральной части шахтного поля в почве пласта залегает песчаник (5%).

Алевролит в верхней части слоя комковатой текстуры ("кучерявчик") мощностью до 0,5 м, ниже – волнистослоистый, с остатками детрита, контакт с углем отчетливый.

В горных выработках алевролит среднеустойчивый, кроме слоя "кучерявчика" мощностью до 0,5 м, где он неустойчив.

На оцениваемой площади устойчивость алевролита прогнозируется аналогичной.

Аргиллит в верхней части слоя комковатой текстуры ("кучерявчик") до 0,4 м, ниже – с неясно выраженной слоистостью, с тонкими линзами угля и углистого вещества до 0,1-0,2 см, контакт с углем четкий.

В горных выработках среднеустойчивый, кроме слоя

Таблица 1 - Характеристика пластов

Си­но­ни­мика (ин­декс) пла­ста	Характеристика пласта				Марка угля	Кровля							Почва
	мощность, м	угол падения, градус	объемная масса, т/м3	газообильность м3 /т		Непосредственная				Основная			тип породы	объемная масса, т/м3	крепость
						тип поро­ды	мощ­ность, м	кре­пость	объ­емная масса, т/м3	тип по­роды	мощ­ность, м	объ­ем­ная масса, т/м3
m2 6	0,56-0,86	3-15	1,30	7,8-23,6	ГII	аргиллит алевролит	5-9 6-8	1,8-3,5 4-6	2,5 2,5	Аргиллит Алевролит Песчаник	3,5-4,5 3-5 5-9	2,5 2,5 2,5	аргиллит алевролит	2,5 2,5	2-3 2-3
m2 4	1,05-1,82	2-8	1,25	7,8-23,6	ГII	Аргиллит Алевролит Известняк	1,5-2,0 3,0 1,5-2	1,8-4 5-6 9-10	2,5 2,5 2,5	Аргиллит Алевролит Песчаник Известняк	3-4 7-9 8-10 0,2-0,5	2,5 2,5 2,5 2,5	Аргиллит Алевролит Песчаник	2,5 2,5 2,5	2-3 2-4 4-7
l7	2,0-3,5	2-13	1,35	7,3-29,1	ГII	Аргиллит Алевролит Песчаник	0,7-2,0 3-5 4-5	2-3 4-6 7-9	2,5 2,5 2,5	Алевролит Аргиллит Песчаник	4-7 1-2 5-7	2,5 2,5 2,5	Аргиллит Алевролит Песчаник	2,5 2,5 2,5	2-3 3-5 5-7
l5	0,18-0,95	9-18	1,30	7,3-29,1	ГII	аргиллит алевролит	3-4,5 4,5	2-4 5-6	2,5 2,5	Алевролит Аргиллит Песчаник	2-3 4-6 4-7	2,5 2,5 2,5	аргиллит алевролит	2,5 2,5	2-3 2-5
l4	0,65-1,35	4-12	1,31	7,3-29,1	ГII	Аргиллит Песчаник Известняк	2-3 17-20 0,4-0,8	2-4 7-9 10	2,5 2,5 2,5	Алевролит Аргиллит Песчаник	3-6 5-7 13-17	2,5 2,5 2,5	Аргиллит Алевролит Песчаник	2,5 2,5 2,5	2-3 2-5 3-5
l3	1,95-2,26	6-12	1,34	7,3-29,1	ГII	Аргиллит Алевролит Песчаник	3-5 3,5-6 2-17	2-4 5-6 7-8	2,5 2,5 2,5	Аргиллит Алевролит Песчаник Известняк	1,5-3 4,5-6 2,5-7 0,15-0,3	2,5 2,5 2,5 2,5	Аргиллит Алевролит Песчаник	2,5 2,5 2,5	2-3 2-4 5-7
kн 8	0,5-0,65	4-17	1,30	9,0-26,8	ГЖII	Аргиллит Алевролит Песчаник	2-6 3-5 15	2-4 5-6 7-9	2,5 2,5 2,5	Аргиллит Алевролит Песчаник	4-6 2-4 15-20	2,5 2,5 2,5	Аргиллит Алевролит Песчаник	2,5 2,5 2,5	2-4 2-5 5-7
k7	0,25-0,68	3-13	1,27	9,0-26,8	ГЖII	Аргиллит Алевролит Песчаник	2-3 6 5-6	2-4 5-6 7-9	2,5 2,5 2,5	Аргиллит Алевролит Песчаник	1,5-4,5 4-6 3-8	2,5 2,5 2,5	Аргиллит Алевролит	2,5 2,5	2-3 2-4
k5	1,15-1,22	7-17	1,28	9,0-26,8	ГЖII	Аргиллит Алевролит Песчаник	2-3 2-3 20	1,8-4 4-6 7-8	2,5 2,5 2,5	Аргиллит Алевролит Песчаник	2-3 3-5 4-8	2,5 2,5 2,5	Аргиллит Алевролит Песчаник	2,5 2,5 2,5	2-3 2-4 5-7

"кучерявчика", где он неустойчив.

Песчаник в нижней части слоя на отдельных участках конгломератовидный, контакт с углем четкий, горными работами не вскрывался, прогнозируется устойчивым.

В соответствии с перечисленными факторами горно-геологические условия разработки пласта k₅ следует классифицировать как сложные.

1.3 Вскрытие и подготовка шахтного поля

Шахтное поле вскрыто вертикальными стволами (вентиляционным, новым скиповым, южным вентиляционным, северным воздухоподающим, клетьевым) и капитальным квершлагом горизонта 545 м.

Вскрытие запасов резервного блока и засбросовой части осуществляется воздухоподающим стволом №1 и капитальным квершлагом на гори­зонтах 545 м (на пласт m_4­ ) и 845 м (на пласты l₄ и l₃ ). Воздухоподающий ствол №1 на глубину 986 м, диаметром 8,0 м крепление ствола - монолитный бетон марки 200 до глубины 761 м толщиной - 400 мм, а ниже - 500 мм. Ствол предназначен для спуска, подъе­ма людей, материалов, оборудования, подачи электроэнергии, струи воздуха в шахту. Краткая характеристика вскрывающих выработок приведена в таблице 2.

Таблица 2 - Характеристика вскрывающих выработок

Для обеспечения нормальной работы вентиляции при эксплуатаци­онных работах шахты между горизонтами 845 м и 986 м сооружен венти­ляционный гезенк, оборудованный лестничным отделением.

Для отработки бремсберговой части пласта m₄ в воздухоподающем стволе №1 предусмотрено сопряжение на горизонте 337м.

В стволе размещаются трубопроводы сжатого воздуха, пожарно-оросительные, водоотливные, для перепуска воды между горизонтами, подачи эмульсии, а также силовые, сигнальные и телефонные кабели.

Охрана выработок предусматривается предохранительными охранны­ми целиками, исключающими вредное влияние от воздействия очистных работ. При погашении выработок целики отрабатываются.

Принятая схема вскрытия пласта l₃ и резервных запасов шахты яв­ляется наиболее приемлемой, т.к. позволяет без остановки действующей шахты и


29-04-2015, 04:14