Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Потребности людей не ограничиваются только продуктами питания. Материальное производство направлено на все возрастающее количество и разнообразие потребления и базируется в основном на минеральных ресурсах. Последние сосредоточены в недрах, т. е. скрыты от наших глаз. Поэтому для того, чтобы обнаружить и оценить их запасы, во многих странах организована геологоразведочная служба. Это также производство, но довольно специфическое, так как основной его продукцией является информация о недрах. В подготовке специалистов любой отрасли существуют два главных направления составляющих суть производства или его технологии: 1) изучение системы организации работ и 2) изучение технических средств, обеспечивающих производство с необходимой экономической эффективностью. В отрасли первое это «методы поисков и разведки», а второе - «техника разведки».

Основными способами проведения подготовительных выработок являются буровзрывной и комбайновый. Уровень механизации основных технологических операций по проведению подготовительных выработок (разрушение горного массива и погрузка горной массы) на угольных шахтах составляет 80-85%. В большинстве ведущих угледобывающих стран на первый план вышла комбайновая проходка, а буровзрывным способом проходится не более 50% подготовительных выработок. В США, Великобритании и Польше комбайновый способ проведения подготовительных выработок составляет 60-80% от общего объема.

В рамках данной темы мною намечено рассмотрение следующих задач:

- Постановка актуальности вопроса разработки новых технологий проведения подготовительных выработок в условиях повышенной газоносности пластов;

- Анализ проведения подготовительных работ, в т.ч. анализ горно геологических и горно-технических условий проведения подготовительных работ; выбор альтернативных видов оборудования с учетом оборудования, применяемого на шахте; определение эксплуатационных характеристик КП с рассмотрением факторов, влияющих на их снижение (особое внимание требуется уделить газовому фактору, создающему специфические требования к технологии проведения) и использованием изменённой методики расчёта;

- Анализ возможности проведения мероприятий по увеличению эффективности проведения подготовительных выработок, таких как снижение газового фактора с последующей утилизацией метана, применение анкерных крепей нового поколения;

- Определение экономического и социального эффекта от внедрения новой технологии.

1. Основная часть

1.1 Типы горных выработок и их назначение

Горные выработки это искусственные выемки в массиве горных пород. Назначение их может быть разным. Они применяются достаточно широко при разработке месторождений в горнодобывающей промышленности, при проведении геологоразведочных работ, как инженерные сооружения в фортификации или при создании коммуникационных и транспортных сетей. Размеры их самые разные. Наиболее масштабные это системы связанных между собой выработок при отработке уникальных месторождений, как, например, Витватерсранд в Южной Африке. Протяженные системы подземных сооружений в метрополитенах многих крупных мегаполисов Мира, грандиозный тоннель, созданный под дном Ламанша, который соединяет Англию и Францию. В данном учебном пособии рассматриваются те выработки, которые применяются в геологии при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых, такие выработки называют геологоразведочными.

Прошли времена, когда люди спотыкались на развалах рудных тел, выходящих на дневную поверхность. Теперь геологу, чтобы найти месторождение, требуется видеть глубже. Для этого существуют различные методы и технологии, но наиболее надежными остаются бурение и проходка выработок. А при отработке месторождений без горных выработок и вовсе не обойтись, при этом здесь применяются наиболее солидные по объему выемки горной массы - эксплуатационные. Если геологоразведочные служат геологам для кратковременного обнажения горных пород, вмещающих полезные ископаемые, то эксплуатационные - для длительного пользования уже при разработке месторождений горняками. Эксплуатационные выработки по назначению подразделяются на капитальные, подготовительные и очистные. Первые служат для обеспечения доступа к месторождению с поверхности, вторые - для подготовки его к отработке, а третьи являются собственно эксплуатационными, то есть с их помощью производиться выемка полезного ископаемого. По отношению к дневной поверхности все горные выработки делятся на открытые (поверхностные) и подземные. Различать их можно по форме поперечного сечения. Для подземных это сечение замкнутое контуром стенок, а для открытых выработок контур поперечного сечения открыт со стороны дневной поверхности. Сам объем выработок для определения их типа при этом не имеет никакого значения. Горный карьер - огромная по объему выработка, но она открытая, также как и мелкая закопушка, а вот даже неглубокий шурф это уже подземная выработка.

1.2 Подземные горные выработки

По отношению к вектору силы тяжести подземные горные выработки делятся на горизонтальные, вертикальные и наклонные. По направлению ведения проходческих работ различают нисходящие, когда они проходятся сверху вниз, или на восстающие, когда ведутся снизу вверх. К вертикальным относятся шурф и шахтный ствол, к горизонтальным - штольня, штрек, квершлаг и др.

Горизонтальные выработки.

Штольня - в отличие от других типов горизонтальных выработок имеет непосредственный выход на дневную поверхность, называется так независимо от направления проходки. Применяются для вскрытия объекта с поверхности в условиях расчлененного рельефа. Начало выработки это ее устье, конец - забой, различают также кровлю, полотно и боковые стенки.

Параметры штолен могут быть различными. Длина достигает нескольких километров, форма поперечного сечения преимущественно трапециевидная или сводчато-прямоугольная.

Для штолен и других подземных горных выработок выделяют понятия: площадь поперечного сечения «вчерне» - без крепления; «в свету» - закрепленная выработка; «в проходке» - с учетом неточностей отбойки контуров горной выработки, примерно на 10 % больше сечения «вчерне». При проходке придерживаются стандартных размеров выработки в ее поперечном сечении, которому придают или форму трапеции, когда применяют деревянную крепь или сводчато-прямоугольную при бетонной крепи

Площадь поперечного сечения «вчерне» рассчитывается с учетом диаметра элементов крепи, ширины зазоров между крепью и стенками выработки. Поперечное сечение выбирается также из расчета применения крепи, высоты выработки, зазоров между крепью и боковыми породами, высоты и ширины откаточного оборудования, ширины свободного прохода, высоты балластного слоя. Для расчета ширины выработки по кровле и подошве и площади сечения учитываются допустимые зазоры между стенками, кровлей выработки и откаточным оборудованием, которые устанавливают на основании требований техники безопасности и приводятся в справочной литературе.

Все горизонтальные горные выработки проходятся с некоторым подъемом (0,002-0,008) для удаления воды из выработки самотеком.

Штрек-- горизонтальная выработка, не имеющая непосредственного выхода на земную поверхность, проходимая по простиранию тел полезных ископаемых при наклонном их залегании, а при горизонтальном залегании тела -- в любом направлении по протяженности месторождения.

Квершлаг - горизонтальная выработка, не имеющая непосредственного выхода на земную поверхность, проходимая по вмещающим породам или по телу полезного ископаемого под углом к их простиранию, чаще всего вкрест простирания.

Орт проходится по мощности полезному ископаемому и не выходит за его пределы.

Рассечка проходится из другой выработки под любым углом к телу полезных ископаемых, может выходить за его пределы. Длина обычно небольшая и не превышает 20-30м.

Вертикальные выработки.

Шурф - вертикальная выработка квадратного, прямоугольного или круглого сечения (шурфы круглого сечения носят название дудок), имеющая непосредственный выход на земную поверхность. Из шурфов нередко проходят горизонтальные выработки: рассечки, квершлаги, штреки.

Имеет типовые размеры в свету и чаще всего прямоугольную форму поперечного сечения (рис. 5, 6; табл. 2). Площадь сечения шурфа в общем случае зависит от его глубины. Шурфы сечением 0,8 и 0,9 м2 проходятся на глубину до 20 м, шурфы сечением 1,3 м2 проходятся на глубину до 30 м, 3,2 м2 предусмотрено проходить на глубину до 40 м. Площадь сечения и размеры шурфа вчерне определяется в зависимости от толщины крепи. Действительная площадь сечения в проходке несколько больше. Допускается увеличение площади в 1,04-1,12 раза.

Проходческое звено, как правило, состоит из трех человек: двое на поверхности, один в шурфе, при площади поперечного сечения более 2 м2 на забое могут работать двое проходчиков.

Шахтный ствол имеет большее, чем шурфы сечение, большую глубину. Форма сечения обычно квадратная, размером от 4--6 до 10--16 м2 (в зависимости от глубины, объема работ и сроков выполнения). Имеет выход на дневную поверхность; В некоторых случаях шахтный ствол проходится из горизонтальных подземных выработок, например из штолен, и называются «слепыми».

Гезенк в отличие от шахтного ствола не имеет непосредственного выхода на дневную поверхность, служит для спуска грузов и людей с верхнего на нижние горизонты.

Наклонные выработки.

Уклон проходиться по падению пласта полезного ископаемого. При добыче полезного ископаемого используется обычно для подъема грузов с нижнего горизонта на верхний.

Бремсберг также проходиться по падению полезного ископаемого, но в отличие от уклона используется для спуска грузов и людей с нижнего на верхний горизонт.

Восстающий - это выработка, которая не имеет выхода на дневную поверхность и проходиться снизу вверх под любым углом.

1.3 Механизация горных выработок

В горном деле заряды размещаются в специальных горных выработках, чаще всего в специальных скважинах. При диаметре скважин до 75 мм и глубине до 5 м их называют шпурами, при более значительных размерах -- взрывными скважинами; относительно редко ВВ размещают непосредственно в специальных горных выработках, называемых минными.

Определенное количество ВВ, подготовленное к взрыву, называют зарядом. В зависимости от типа пространства различают следующие их типы

1) в шпурах (шпуровые заряды);

2) во взрывных скважинах (скважинные заряды);

3) в минных выработках (камерные заряды).

При проведении геологоразведочных выработок взрывная отбойка горных пород почти во всех случаях осуществляется с использованием шпуровых зарядов.

При горно-разведочных работах производству взрывной отбойки предшествует в основном бурение шпуров. По мере увеличения крепости пород процесс БВР усложняется -- возрастают энергоемкость и время, затрачиваемое на бурение, увеличивается объем буровых работ вследствие того, что появляется необходимость размещения в зарядных камерах все большего количества ВВ. Естественно, что в этих условиях растет и стоимость производства буровзрывных работ. Время бурения шпуров составляет от 40 до 60% общего времени проходческого цикла. Поэтому выбор бурового оборудования существенно влияет на скорость проведения горных выработок.

Процесс бурения, осуществляемый различными способами, включает две, как правило, совмещаемые во времени операции: отделение от забоя, сопровождаемое разрушением породы, и удаление из шпура или скважины горной мелочи (буровой шлам). В условиях геологоразведочных работ породу при бурении разрушают с помощью передачи на забой шпура (скважины) через буровой инструмент механических нагрузок. Этот вид бурения называют механическим. При механических способах бурения на забой передаются сжимающие нагрузки, вызывающие в породе напряжения сжатия, которые трансформируются в напряжения сдвига, среза, растяжения. Когда величина этих напряжений превышает предел прочности, порода на забое разрушается.

Вторая операция -- удаление шлама из шпура (скважины) -- осуществляется водой, воздушной струей или механически.

На горноразведочных работах применяют механические способы бурения шпуров и скважин. При механических способах бурения порода разрушается твердым породоразрушающим инструментом. Механические способы бурения подразделяют на ударно-поворотный, ударно-вращательный, вращательно-ударный и вращательный.

Ударно-вращательный способ бурения характеризуется тем, что удары наносят по непрерывно вращающемуся буровому инструменту, разрушающему забой шпура. Данный способ может применяться при крепости пород f = 6-20.

Вращательно-ударный способ бурения сочетает вращательный и ударный способы. Коронке, находящейся под давлением, придается независимое вращение и одновременно по ней наносятся удары. Разрушение породы происходит за счет ее скалывания при вращении коронки. Этот способ бурения целесообразно использовать в породах крепостью f = 4-14.

При вращательном бурении разрушение забоя шпура производится за счет сжатия, раздавливания и скалывания лезвиями инструмента (резца), вращающегося при одновременном действии осевого давления. Вращательное бурение может применяться в породах крепостью f ? 12 в зависимости от типа бурильной машины вращательного действия.

Ударно-поворотный способ бурения характеризуется тем, что порода разрушается в результате последовательных ударов по забою шпура бурового инструмента (штанги и буровой коронки), совершающего возвратно-поступательные движения. Перед каждым следующим ударом инструмент поворачивается на некоторый угол, чем обеспечивается разрушение породы по всей площади шпура. Этот способ бурения может использоваться для пород крепостью f=4~20.

В некоторых случаях в труднодоступных районах, куда трудно доставить технику и при малом объеме работ в породах V - XIII категорий применяется ручное бурение шпуров. Ручное бурение бывает только ударно-поворотным.

Шпуры бурят с использованием компактных, транспортабельных бурильных машин относительно небольшой мощности. Эти особенности бурильных машин обеспечивают удобство их эксплуатации в горных выработках; в условиях разведки месторождений они облегчают перевозку оборудования к месту производства работ и позволяют бурить шпуры при небольшой энерговооруженности.

Бурильные машины оборудуют индивидуальными силовыми приводами -- пневматическими, электрическими или встроенными в корпус двигателями внутреннего сгорания.

При значительных объемах бурения шпуров в определенных горно-геологических условиях становится целесообразным использование более мощного и производительного оборудования -- бурильных установок, имеющих пневматические или электрические силовые приводы.

Исходя из рассмотренных выше способов бурения шпуров бурильные машины разделяют на следующие классы:

1). ударно-поворотного действия -- перфораторы;

2). вращательного действия -- сверла;

3). вращательно-ударного действия -- колонковые перфораторы и бурильные головки, монтируемые преимущественно на специальных бурильных установках.

При разведке месторождений полезных ископаемых шпуры в подавляющем большинстве случаев бурят перфораторами и сверлами. В геологоразведочных партиях наиболее распространены пневматические перфораторы. В особых условиях проведения горных выработок при отсутствии достаточно мощных энергетических источников применяют перфораторы с двигателями внутреннего сгорания, называемые мотоперфораторами (бензоперфораторы).

Пневматический перфоратор представляет собой поршневую машину ударно-поворотного действия. По конструктивным особенностям механизма поворота различают перфораторы с зависимым и независимым приводами; по способу применения -- переносные, телескопные и колонковые; по массе легкие (до 18 кг); средние -- (20 -- 25 кг) и тяжелые (>30 кг).

Пневматические перфораторы массой до 33 кг называют переносными. Пневматические переносные перфораторы -- ПП предназначены для бурения шпуров диаметром 30--50 мм в забоях горизонтальных и наклонных (нисходящих) выработок. Бурение шпуров переносными перфораторами осуществляется с использованием простейших поддерживающих устройств (пневмоподдержек) или ручной подачей (поэтому переносные перфораторы ранее назывались ручными). Переносные перфораторы применяют в подземных и открытых горных выработках для бурения горизонтальных, наклонных и направленных вниз шпуров.

В подземных выработках для бурения направленных вверх шпуров применяют телескопные перфораторы (ПТ). Масса телескопных перфораторов, используемых в геологоразведочных выработках, достигает 50 кг. Телескопные перфораторы представляют собой конструктивно единое целое перфоратора и пневмоподдержки, соединенных между собой стяжными болтами. Перфораторы этого типа предназначены для бурения восстающих шпуров и скважин, диаметром до 85 мм.

Колонковые перфораторы, имеюще значительную мощность и массу 100 кг и более, используют для бурения шпуров и скважин в крепких породах диаметром до 40--85 мм в горизонтальных выработках. Их устанавливают на специальных распорных колонках, манипуляторах или буровых каретках. Подача колонковых перфораторов на забой производится автоматическими винтовыми или цепными податчиками.

Мотоперфораторы используют для бурения нисходящих или наклонных шпуров преимущественно в процессе проходки открытых горных выработок. Масса мотоперфораторов составляет 30 кг.

Менее распространены при проведении разведочных выработок сверла, основная причина этого -- затрудненность или невозможность бурения шпуров в крепких породах. Электрические сверла разделяют на ручные (масса до 24 кг) и колонковые, монтируемые на распорных колонках, манипуляторах или буровых каретках (масса колонковых электрических сверл достигает 130 кг).

Пневматические сверла практически не применяют при проведении горных выработок в процессе геологоразведочных работ, они используются в основном на угольных шахтах, в выработки которых выделяются горючие газы и пыль, образующие с воздухом взрывоопасные смеси,

Сверла с двигателями внутреннего сгорания (мотобуры) применяют при проведении открытых горных выработок в мягких некрепких породах; эти ручные бурильные машины имеют массу до 15 кг.

При больших объемах проходческих работ, осуществляемых в крепких породах, в процессе проведения подземных горизонтальных выработок применяют мощные пневматические машины вращательно-ударного действия, монтируемые на бурильных установках.

Буровой инструмент для ударно-поворотного бурения шпуров состоит из штанги и съемной буровой коронки (рис 9, 10). Штанги буров изготовляют из пустотелых стальных стержней шестигранного или круглого профиля длиной от 400 до 3000 мм, диаметром 32-46 мм.

газоносность пласт горный выработка комбайн

2. Исходные данные для курсового проектирования

1. Сечение выработки ,м2	50
2. Плотность горных пород т\м3	3,6
3.Крепость пород	20
4.Произвордительность рудника по полезному ископаемому млн.т\год	3,9
5.Коэффициент вскрыши м3\т	1,25
6. Длинна откатки ,м	1100
Самоходное выемочное оборудование

3. Производительность проходческого комплекса

Пч=; м³\час (1)

где: V-объем отбиваемого массива, м³;

S =50 - площадь поперечного сечения выработки, ш ;

L_y=3 - проходка за цикл, м;

Т_ц - длительность цикла, ч.

При последовательном выполнении операций:

Т_ц = Т_б+Т_з+Т_пр+Т_пг+Т_кр+Т_п+Т_пз,ч (2)

где: Т_б - время, затрачиваемое на бурение, ч

Т_б= ,ч (3)

где: l_ш-3 - средняя длина шпура, м

n = 3- число шпуров в комплекте,

t'_ni - время на подготовительные и заключительные операции при бурении, ч

L_m -техническая производительность буровой машины, м/ч

L_э = 59, 85 - эксплуатационная производительность, м/ч

Т_б= = 0,75 ч

Т_з- время заряжания, ч.

Т_з= (4)

где: V - объем отбиваемой горной массы, м³

q - удельный расход вв, кг/м³;

=75 кг/мин = 900кг/ч - техническая производительность пневмозарядчика, кг\ч;

Т_з=;

Т_пр- время проветривания,ч;

Т_пр= , ч (5)

где:

Q_T - техническая производительность погрузочных средств,

t_M - время на маневры по обмену транспортных сосудов, ч;

t - время,затрачиваемое на загон и выгон машины из забоя (принимается равным 3-5 минут);

Т_кр= 2,6 ч - время на возведение крепи ,зависит от типа крепи ,машин применяемых для ее возведения;

Т_п= 0,8 ч - время на укладку временного пути или подготовки автодорог, ч;

Т_пр=

Т_пз- время на подготовительные и заключительные операции,(принимается 10-45 мин);

Т_ц = Т_б+Т_з+Т_пр+Т_пг+Т_кр+Т_п+Т_пз= 0,75+0,06+0,13+0,8+0,8+1,3+2,6=6,44 ч;

П_ч=13,9м³\ч=187,65т\см.

4. Проведение подготовительных нарезных выработок

При проведении нарезных выработок применяем самоходные бурильные установки IV и V типоразмеров (СБУ - 2М, СБУ - 2к, БК - 4Д), погрузочно - доставочные машины (ПД - 5, ПД - 8).

Принимаем самоходную бурильную установку СБУ-2к и погрузочно - доставочную машину ПД - 8.

Техническая характеристика бурильной установки

СБУ-2к

Площадь обуриваемого забоя, м²

- наибольшая.............................................................................................56

- наименьшая.............................................................................................12

Ширина забоя, обуриваемого с одной установки, м...............................6

Тип перфоратора...................................................................................БГЛ-1

Число бурильных машин...........................................................................2

Наибольшая глубина шпура, м..................................................................4

Тип ходовой части.....................................................................гусеничный

Тип привода.........................................................................пневматический

Расход сжатого воздуха, м³/мин..............................................................24

Мах скорость передвижения, км/ч............................................................8

Мощность привода хода, кВт..................................................................49,3

Транспортные габариты, м

- ширина.....................................................................................................1,9

- высота......................................................................................................1.7

- длина.........................................................................................................7,1

Масса, т.....................................................................................................10,8



Техническая характеристика перфоратора БГА-1

Энергия удара, Дж.......................................................53,4

Частота ударов, мин'¹...................................................2500

Диаметр шпура, мм........................................................42

5. Расчет производительности выбранных машин

5.1 Производительность бурового оборудования

Техническая производительность одной бурильной машины

L_t = (1 - К₁ - К₂ )V_м, м\ мин (6)

где: К₁ - коэффициент, учитывающий время на замену бурового инструмента, К, =0,20;

К₂ - коэффициент, учитывающий вспомогательные операции, К₂=0,07;

V_M - механическая скорость бурения, м/мин.

Для установок вращательно - ударного бурения механическая скорость бурения определяется:

V_M=, мм\мин; (6)

V_M==10.79 мм\мин;

Техническая производительность установки:

L_i=60хК₀х L_iхn (7)

где: К₀ - коэффициент одновременной работы бурильных головок

К₀ = 0,95

п„ = 2 число бурильных машин на установке.

L_t = (1 - К₁ - К₂ )V_м

где: К₁ - коэффициент, учитывающий время на замену бурового инструмента, К₁ =0,20

К₂ -коэффициент, учитывающий вспомогательные операции, К₂= 0,07;

V_M механическая скорость бурения, м/мин.

L_t=(1-0,2-0,07)х10,79=7,88 мм\мин;

L_i=60хК₀х L_iхn=60х0,95х7,88х2=898,32 м\ч

Эксплуатационная производительность:

Q_э= L_tхТ_смхk_u=898.32х7х0,7=4401,77м\см.

Линия панельного сопротивления

W = 0,82 м;

Число шпуров:

N=, шпуров;

Расстояние между концами скважин в вейере:

a = m-W,m (11)

где: m - коэффициент сближения скважин, m = 0,95

a = _m-W = 0.95 * 0.82 = 0,8м;

Объем отбиваемой горной массы:

V=3х30=90 м³;

Выход руды с одного метра шпура при вейерной отбойке:

B=м³\м (12)

Эксплуатационная сменная производительность буровой установки на добыче:

L_эу=L_tхbх(Т_cm-t₂-t₃-Т_б),m (13)

где: t₂ - время, затрачиваемое на подготовительно -заключительные операции, t₂ = 0,7ч;

t₃ -- время простоя машины из - за отсутствия фронта работ t₃ =

0,3ч;

Т_б - время затрачиваемое на обуривание забоя, ч

T₆=t,+t₂+t₃,4 (14)

t₁ - время затрачиваемое непосредственно на бурение, t₁=0,43ч;

T₆=t,+t₂+t₃=0,43+0,7+0,3=1,43ч

L_эу=L_tхbх(Т_cm-t₂-t₃-Т_б)=898,32х0,4х(7-0,7-0,3-1,43)=1642,3т

Техническая характеристика ПД-8

Грузоподъемная сила, кН........................................................................80

Ёмкость ковша, м³......................................................................................4

Рекомендуемое расстояние откатки, м.................................................600

Наибольшая высота загрузки ковша, мм..............................................2200

Привод...........................................................................................дизельный

Габаритные размеры, мм -длина..........................................................9000

- ширина.................................................................................................2500

- высота (по кабине)..............................................................................2500

Масса, т

5.2 Производительность погрузочного оборудования.

Техническая производительность ковшевых машин:

Q, =60хq_kх п_ухк_пк х к₁хк₂;м³\ч (15)

где: q_k=4 - емкость ковша, м³;

п_ц =0,2 - теоретическое число циклов в минуту;

к_пк=0,9 - коэффициент заполнения ковша;

к₁ = 0,85 - коэффициент, учитывающий изменение продолжительности рабочего цикла;

к₂ - 0,96 - коэффициент дополнительного разрыхления породы в ковше.

Q, =60хq_kх п_ухк_пк х к₁хк₂=60х0,2х4х0,9х0,85х0,96=35,3м³\ч;

Эксплуатационная производительность:

Q_э=.м³\цик (16)

где: V_n - полный объем горной массы, погружаемый в машины за проходческий цикл, м³;

Т₀- время работы машины, мин.

Q_э==4,7 м³\цик

Техническая характеристика эжекторного пневмозарядчика «Курама 7М»

Принцип действия............................................................эжекторный

Глубина шпуров, м...........................................................................3

Угол наклона шпуров, град.........................................................0-60

Рабочее давление воздуха, Мпа ............................................0,5 - 0,7

Емкость дункера, кг......................................................................5 - 8

Плотность заряжания, г/см³.....................................................1 - 1,15

Масса, кг..........................................................................................2,2

Обслуживающий персонал................................................................1

5.3 Механизация очистных работ

В зависимости от горно - геологических условий для безуступных забоев принимают комплексы, состоящие из самоходных специализированных машин, или комплексы состоящие из комбинированных машин.

Принимаем следующий состав комплекса: для бурения используем самоходную бурильную установку СБУ-2К, а на погрузку, погрузочно - транспортную машину ПД - 8.

Количество доставочных машин:

N₀= (17)

где; Т_р-время рейса, включая время на маневры в зоне разгрузки, мин;

Т_погр=2,7 - время погрузки одной машины, включая маневры на подачу и выезд груженой машины, мин.

Т_р=Т_пор+Т_гр+Т_ман=4,5+3+3=10,5мин;

N₀==4 машины

Скорость движения груженой и порожней машины:

з_т =8 км/ч;

з_т = 12 км/ч.

По известной скорости движения и расстоянию транспортирования (125м) определим время движения груженой и порожней машины:

Т_гр= 60х0,6\8=4,5 мин;

Т_гр= 60х0,6\12=3 мин.

Условия бесперебойной работы доставочной машины:

t_дв+t_р(n-1)t_n (18)

где: t_дв- время движения груженой и порожней машины, мин;

t_n- время погрузки машины, мин;

t_р- время разгрузки машины, мин.

t_дв=4,5+3=7,5 мин;

t_n=0,5 мин;

t_р= 0,7 мин.

7,5+0,5(4-1)0,7

82,1

В этом случае сменная производительность комплекса определится:

Q_см=60,тонн (19)

где: G=8 - грузоподъемность транспортной машины, т;

к, =0,8- коэффициент использования машины во времени;

=2 - число машин.

Q_см=60 тонн.

5.4 Заряжение шпуров

Расчет производительности зарядчика:

Q=60хS_мхV_мх_вв,кг\с (20)

где: S_м- площадь проходного сечения шланга, м²;

у_т - плотность вв, кг/м³.

S_м=хd²= 3,14х0,04²=0,005м² (21)

V_м- скорость заряжания, м/с;

V_м=0,1, м\с (22)

Р_з- давление в камере заряжания, кПа;

L_пр- приведенная длина шланги зарядчика, м.

Р_з= (0,30,35),кПа;

Р_з= (0,30,35)500=150175=162,5 кПа;

L_пр=1,8х0,5+0,6=1,5м;

V_м=0,1=1,2 м\с;

Q=60хS_мхV_мх_вв=60х0,005х1,2х1,1=0,4кг\с;

Оборудование для возведения крепи. Для возведения крепи из бетона.

Техническая характеристика БМ - 68У

Производительность по сухой смеси, м /ч..........................................6

Мах расход воздуха, м³/ч.............................................................0,025

Мах фракция заполнения, мм............................................................25

Диаметр рукава, мм............................................................................65

Дальность подачи, м........................................................................250

Высота подачи, м..............................................................................100

Давление сжатого воздуха, МПа.......................................................0,5

Высота, мм......................................................................................1650

Масса, т...............................................................................................1,4

Рисунок 2 Машина для возведения крепи БМ-68У

Техническая производительность набрызг-бетонной машины. Техническая производительность смесительных машин непрерывного действия:

Q_т=60хSxtxnxk_вх ; м³\ч (24)

где: S - площадь сечения потока материала, м ;

t- шаг лопастей или шнека, м;

n- частота вращения смесительного барабана или шнека, мин^-1;

-(0,4-0,5) коэффициент трения материала о стенки барабана.

Q_т=60хSxtxnxk_вх= 60 х 6,5 х 10^-4 х 0,75 х 1,0 х 0,4 = 0,1 м³\ч.

5.5 Выбор оборудования в составе очистных комбайнов

Порядковый номер комплекса.	Оборудование по типу работ	Итоговая производительность
	Бурене	Заряжание	Погрузо -доставочное оборудование	Крепление
1	СБУ-2к	«Курама 7М»	ПД-8	БМ - 68У	1235,86+ 187.65
2	СБУ-2 к	«Курама 7М»	ПД-8	БМ - 68У	1235,86

5.6 Проверка выбранного оборудования

Определим сменную производительность комплекса:

Q_см=,т\см (25)

где: Q_K = 3,9 - производительность шахты, млн. т. /год;

=1, 25- коэффициент вскрыши, м³/т;

= 3,6 плотность горных пород, т/ м³;

Т_см=780 - количество смен в году.

Q_см== 16358,97 т\см.

Определяем количество комплексов:

N=, шт

где: = 16358,97 - сменную производительность очистного комплекса, т/см;

= 1235,86 - сменную производительность одной машины,т/см.

N=

Заключение

В результате проведенной работы были рассмотрены альтернативные виды оборудования, рассчитаны нагрузки на привод применяемого КП, проведены расчеты эксплуатационных параметров проходческого комплекса.

Одним из условий эффективной и безопасной работы при проведении подготовительных выработок на шахтах является обеспечение их устойчивости при минимальном расходе крепящих материалов. Крепи, выполненные из тяжелых профилей специального проката (арочная крепь), в условиях значительного напряженного состояния горного массива не обеспечивают необходимой устойчивости и безремонтного поддержания выработок. Их возведение является плохо поддающимся механизации трудоемким процессом.

Материалоемкость крепей снижает технико-экономические показатели проходки и, в значительной степени, сдерживает темпы проведения выработок.

За последние годы все большее распространение в угольной и горно рудной промышленности получает анкерная крепь, повышающая устойчивость горных выработок и позволяющая увеличить темпы ведения подготовительных работ при экономии средств на их поддержание. Для существенного снижения трудоемкости возведения анкерной крепи, обеспечения устойчивых темпов проходки 600-800 м/месяц создаются проходческие комплексы с возможностью анкерного крепления проводимых выработок.

Список использованной литературы

1. Байконуров О.А., Филимонов А.Т., Комплексная механизация подземной разработки руд - 2-е изд. переработанное и дополненное. М: Недра, 1981.

2. Иванов К.И., Ципкис AM., Бурение шпуров и скважин самоходными шахтными установками. М: Недра, 1983.

3. Солод В. И., Зайков В. И., Петров К. М, Горные машины и автоматизированные комплексы /М.: Недра 1981

4. Машины и оборудование для проведения горизонтальных и наклонных горных выработок. Под. Ред. Братченко Б. Ф. М.' Недра 1975.

5. Липовой А, И., Ковшевые погрузочно-транспортные машины на подземных рудниках/ М,: Недра 1988.

6. Грабчак Л. Г., Горнопроходческие машины и комплексы / Уч. Пособие М.: Недра 1990.

7. Погрузочно-разгрузочное транспортное оборудование для горнодобывающей промышленности. Отраслевой каталог 20-91-03 М.: ЦНИИТЭИТЯЖМАШ 1991.

Размещено на Allbest.ru