Проект мер охраны при подработке пластов угольных шахт

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

• Введение
• Раздел 1. Геология и разработка месторождений полезного ископаемого
• 1.1 Характеристика месторождения и запасы полезного ископаемого
• 1.2 Геологическое строение месторождения
• 1.3 Горногеометрическая характеристика
• Раздел 2. Горные работы
• 2.1 Производительность шахты и общая организация работ
• 2.2 Вскрытие шахтного поля
• 2.2.1 Существующее положение
• 2.2.2 Вскрытие блока №1
• 2.2.3 Вскрытие блока №2
• 2.2.4 Околоствольные дворы
• 2.3 Подготовка шахтного поля
• 2.3.1 Существующая схема подготовки
• 2.3.2 Принятая проектом схема подготовки
• 2.4 Система разработки
• 2.5 Производственные процессы в очистном забое
• 2.6 Подготовительные работы
• 2.7 Транспорт по основным выработкам
• 2.8 Проветривание
• Раздел 3. Охрана труда
• 3.1 Анализ потенциальных вредностей проектируемых работ
• 3.2 Анализ опасных производственных факторов
• 3.3 Инженерные мероприятия по охране труда
• 3.3.1 Мероприятия по производственной санитарии
• 3.3.2 Освещение горных выработок осуществляется
• 3.4 Мероприятия по технике безопасности
• 3.4.1 Мероприятия газового режима
• 3.4.2 Мероприятия пылевого режима
• 3.4.3 Меры безопасности при эксплуатации горных-транспортных машин и установок
• 3.4.4 Безопасность взрывных работ
• 3.4.5 Электробезопасность
• 3.4.6 Мероприятия по пожарной безопасности
• 3.4.7 План ликвидации аварии
• 3.5 Прогноз влияния проектируемых работ на окружающую среду
• 3.5.1 Загрязнение воздушной среды
• 3.5.2 Загрязнение водных ресурсов
• 3.5.3 Нарушение земной поверхности
• 3.6 Мероприятия по охране окружающей среды
• 3.6.1 Охрана атмосфер
• 3.6.2 Охрана водной среды
• 3.6.3 Охрана земной поверхности
• 3.6.4 Рациональное использование недр
• Раздел 4. Проект мер охраны подрабатываемых объектов на земной поверхности при отработке 1052, 1054-й лав пласта С10, а так же 1152, 1154-й лав пласта С11 шахты им. Героев космоса
• 4.1 Горно-геологическая характеристика месторождения на участке подработки
• 4.2 Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций
• 4.2.1 Расчет параметров сдвижения по 1152,1154,1052 и1054-й лавам пласта С11 и С10
• 4.2.2 Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности вдоль газопровода и железнодорожного полотна
• 4.3 Определение расчетных показателей сдвижений и деформаций вдоль газопровода и железнодорожного полотна
• 4.4 Обоснование и мероприятия охраны подрабатываемых объектов
• 4.4.1 Расчет допустимых сдвижений и деформаций для железнодорожного полотна и газопровода. Сравнение их с расчетными
• 4.4.2 Меры охраны
• 4.4.3 Проект наблюдательной станции
• Выводы
• Список литературы

Введение

Уголь - является основным видом топлива в стране, поэтому топливно-энергетические ресурсы играют большую роль в энергетическом комплексе Украины. Поэтому угольной промышленности уделяется очень большое внимание. Одним из основных объектов добычи угля в Украине является ОАО «Павлоградуголь», шахты которого базируются на больших разведанных запасах Западного Донбасса.

Эффективность горного производства зависит от уровня добычи отдельных предприятий, входящих в компанию, а уровень добычи отдельных предприятий зависит от скорости пуска новых лав в эксплуатацию.

Выемка угольного пласта без закладки выработанного пространства нарушает начальное равновесное состояние вмещающих пород, в результате чего последние деформируются и сдвигаются. При больших выемочных площадях сдвижение пород достигает земной поверхности, и она тоже претерпевает деформации. Сдвижения и деформации горных пород и земной поверхности при неблагоприятных горно-геологических условиях могут вызвать повреждения в объектах народнохозяйственного комплекса, расположенных на земной поверхности и в горном массиве, а зоне влияния подземных выработок. Они приводят также к увеличению водо- и газопроницаемости пород над и под выработанным пространством, что влечет за собой нарушение условий безопасного ведения горных работ, увеличения капитальных затрат на эксплуатацию подземных выработок.

На подрабатываемых территориях вопросы, связанные с охраной объектов, возникают как на этапе проектирования объекта, так и на этапе его эксплуатации в ходе подработки горными выработками. Расположение и ориентация подрабатываемых объектов в пределах мульды сдвижения существенно влияют на величины повреждений объектов в ходе их подработки. При обеспечении сохранности подрабатываемых сооружений немаловажной задачей является прогнозирование их деформаций в зависимости от ориентации поверхностных объектов относительно направления отработки очистных выработок.

Деформации земной поверхности являются векторными величинами и определяются направлением вдоль рассматриваемого сечения. По действующей методике расчета сдвижений и деформаций земной поверхности в сечениях непараллельных главным сдвижения и деформации имеют функциональную зависимость от угла л, отсчитываемого от направления простирания пласта до сечения, в котором определяются деформации.

Цель работы составить проект мер охраны при подработке 1052, 1054-й лавами пласта С₁₀, а так же 1152, 1154-й лавами пласта С₁₁ газопровода и железной дороги.

В процессе работы рассчитаны показатели сдвижений по лавам, определены зоны их влияния на земной поверхности, которые отражены в изолиниях. Будут получены расчетные показатели деформаций вдоль подрабатываемых объектов и произведено их сравнение с допустимыми величинами. На основе расчетов проектируются меры охраны для каждого объекта.

Результаты расчетов показателей сдвижений и деформаций действительны для шахты «им. Героев космоса» ОАО Павлоградуголь, а разработанные меры охраны могут быть использованы для данной шахты.

Дипломный проект является завершающей аттестационной работой при подготовке специалистов по специальности 7.090307 «Маркшейдерское дело».

Раздел 1. Геология и разработка месторождений полезного ископаемого

1.1 Характеристика месторождения и запасы полезного ископаемого

геология шахта забой наблюдательная станция

Первоначальное название шахты было «Западно-Донбасская» №6/42, проектное задание шахты объединения «Павлоградуголь» выполнено институтом «Днепрогипрошахт» в 1963 году и утверждено ВСНХ СССР расположением от 20.06.64г. №197-р.

Строительство шахты начато в 1965 году и закончено в 1978 году. В период строительства на поле шахты производились геологоразведочные работы и 04.10.74 г. были переутверждены кондиции пластов по мощности.

Шахта сдана в эксплуатацию с проектной мощностью 1,5 млн. т. в год, в декабре 1978 г.

Поле шахты им. Героев космоса расположено на территории Павлоградского района, Днепропетровской области. Недра участка находятся в ведении ОАО «Павлоградуголь»

Ближайшими предприятиями являются действующие шахты «Благодатная», «Терновская», «Западно-Донбасская №16/17».

В 15 км, северо-восточнее, расположен город Павлоград. Вблизи шахты расположены села Вербки и Благодатное. Вдоль северо-западной границы шахтного поля проходит железнодорожная магистраль Синельниково - Лозовая.

Энергоснабжение шахты осуществляется от Кураховской ГРЭС через Павлоградскую подстанцию 154/35/6 кВ системы «Днепроэнерго».

Источником водоснабжения является Павлоградский водозабор.

Рассматриваемая площадь относится к степной полосе Украины и приурочена к бассейну р. Самара и ее притоков.

Для нужд шахтного, дорожного, жилищного строительства район обеспечен глинами, песками, а также имеются кварциты и песчаники. Добываемый уголь используется как энергетическое топливо и частично как сырье для коксохимической промышленности.

В указанных границах размеры шахтного поля составляют:

- по простиранию - 15 км.

- по падению - от 2,1 до 4,5 км.

1.2 Геологическое строение месторождения

Геологоразведочные работы на шахтном поле начаты в 1951 году.

В 1951-1957 гг. на описываемой площади выполнялась поисковая и предварительная разведка, а позже детальная разведка.

За период после утверждения проектного задания на поле шахты выполнялись геологоразведочные работы, которыми дополнительно выявлены и уточнены тектонические нарушения и распространения рабочей мощности пластов.

Главные данные о шахте:

1) Год заложения шахты - 1965 г.

2) Проектная мощность - 3 млн. т. в год.

3) Год сдачи в эксплуатацию - 1978 г.

4) Способ вскрытия шахтного поля - вертикальными центральносдвоенными стволами.

5) Глубина стволов и абсолютные отметки их устьев:

а) скипового - 587,3 м., отметка устья - +88.10

б) клетьевого - 609,35 м., отметка устья - +88.80

6) Система подготовки и разработки: панельная, длинными столбами по восстанию.

В геологическом строении шахтного поля принимают участие отложения нижнего отдела карбона, частично триаса и юры, повсеместное перекрытие породами палеогенового, неогенового и четвертичного возрастов.

Угольные пласты, имеющие промышленное значение, приурочены к отложениям Самарской свиты С₁³ нижнего отдела карбона, которые представлены аргиллитами, алевролитами, песчаниками с многочисленными пластами углей. Эта часть свиты С₁³ (между известняками С₅ и С₁) содержит 56 угольных пластов и прослоек, из которых рабочей мощности достигают 20 пластов, а промышленное значение имеют 8 пластов: С₁₁, С_1О ^В, С₉, С₈^В, С₈^Н, С₇^Н, С₅ и С₁.

Мощность покровных отложений на площади поля в среднем составляет 115 м.

Для шахтного поля характерно моноклинальное залегание породы с пологим падением на север и северо-восток под углом 2-5^о.

В структурном отношении шахтное поле приурочено к юго-западной части Богдановской ступенчатой структуры. По интенсивности тектонической нарушенности площадь шахтного поля разделяется на две неравные части: северо-западную и юго-восточную.

Северо-западная часть площади характеризуется моноклинальным залеганием пород довольно значительной нарушенности. Южной границей большей части шахтного поля является Богдановский сброс. Продолжением южной границы шахтного поля к западу от Богдановского сброса является Вербский сброс.

Северной границей шахтного поля служит Благодатневский сброс, проходящий параллельно Богдановскому на расстоянии 3,5 км, простирание - северо-западное.

Поле шахты является относительно сложным в структурно-тектоническом отношении с наличием крупно и мелкоамплитудных нарушений сбросового типа, и фликсурных изгибов в залегании пород, выявленных на прилегающей к Богдановскому сбросу площади. Угольные пласты являются выдержанными, но только в отдельных блоках.

Рабочая мощность угольных пластов колеблется от 0,6 до 1,5 м., глубина залегания от 105 до 760 м.

Метанообильность пластов равна 2,3 - 14,9 м³/т.г.м.

Температура горных пород до глубины 450 м. не превышает 25^?С, а на глубине 600 - 650 м. составляет 30 - 35^?С.

В пределах шахтного поля расположены поверхностные и подземные воды.

Поверхностные водотоки впадают в реку Самара, протекающую на расстоянии 1,2 - 3 км от южной границы участка.

Водопритоки в горные выработки формируются, в основном, за счет статических запасов вод песчаников и угольных пластов карбона, поступающим по трещинам углевмещающих пород и трещинам обрушения.

Строение угольных пластов, принятых к отработке, преимущественно простое. Угли весьма крепкие, вязкие. По классификации ИТД им. Скочинского характеризуются сопротивлением резанию 250 - 400 кг/см².

Характеристика угольных пластов и вмещающих пород приведены в таблице 1.2.1.

Боковыми породами являются в основном аргиллиты и алевролиты с пределом прочности на одноосное сжатие от 150 до 434 кг/см² .

Снижение механической прочности за счет их дополнительного увлажнения и эрозии незакрепленных частей породного контура выработки, приводит к пучению и другим эксплуатационным осложнениям, связанным с ремонтом, перекреплением и восстановлением горных выработок.

Газоносность угольных пластов увеличивается в направлении их падения, а также и с повышением степени метаморфизма, то есть с юго-запада на северо-восток. Угольная пыль - взрывчатая, породная - силикозоопасная. Пласты не выбросоопасны.

1.3 Горногеометрическая характеристика

Для шахтного поля характерно моноклинальное залегание породы с пологим падением на север и северо-восток под углом 2-5^о.

По интенсивности тектонических нарушений и условиям залегания углевмещающих пород, площадь шахтного поля может быть разделена на две неравные части:

- северо-западную, характеризующуюся моноклинальным залеганием пород и значительной нарушенностью;

- юго-восточную, на которой тектонических нарушений, кроме граничных сбросов, практически не выявлено, но породы карбона имеют пологоволнистое залегание.

Характеристика наиболее крупных нарушений приведена в таблице 1. Кроме этих нарушений имеют место опережающие сбросы (V, VI, VII, VIII, IX) с амплитудой смещения до 20 м. В процессе ведения горных работ не исключена возможность встречи мелких тектонических нарушений с амплитудой от 3-5 до 10м.

При проведении подготовительных выработок встречены были дополнительные нарушения, не выявленные геологоразведочными работами.

Таблица 1. - Характеристика тектонических нарушений

Наименование сбросов	Местоположение	Длина в пределах шахтного поля, км	Амплитуда, м	Угол падения, град.
Богдановский	Южная граница шахтного поля	12.0	0-350	42-63
Вербский	Юго-западная граница шахтного поля	3.75	20-85	56
Благодатненский	Северная граница шахтного поля	4.4	15-30	75
Нижнянский	Западная часть шахтного поля	2.0	25-45	65
Сброс "А"	Ответвление от Вербского сброса	3.4	10-35	65
Диагональный	Центральная часть блока №1	2.65	5-15	63-70
Поперечный	У северо-восточной границы блока №1	1.6	0-27	77
Морозовский	Северо-западная часть шахтного поля	0.9	10	50
Сбросы I, II, III, IV	Место сочленения Богдановского, Вербского, Диагонального	Ср. 1.2	10-30	60-70

Раздел 2. Горные работы

2.1 Производительность шахты и общая организация работ

Проектная мощность шахты является одним из основных параметров определяющих количественные характеристики всего технологического комплекса и технико-экономические показатели работы в целом.

Промышленные запасы шахты составляют 81798 тыс.т.

Производственная мощность шахты составляет 1060 тыс.т. в год.

Срок службы шахты:

где Z_р.у - запасы шахты по рядовому углю т.т.;

D_ш - мощность шахты по рядовому углю, тыс.т./год;

T_осв - срок освоения производственной мощности шахты, определяется в соответствии с приказом Минуглепрома Украины;

T_зат - срок затухания горных работ;

Режим работы шахты принимается следующий:

- число рабочих смен в сутки - 4;

- ремонтно-подготовительная смена;

- 2,3,4-добычные смены;

- продолжительность смены 6 часов (подземная);

- на поверхности 8 часов;

- число циклов выемки в сутки - 4;

- число дней работы очистного забоя в месяц - 29;

- скользящий выходной (через каждые 3 дня).

2.2 Вскрытие шахтного поля

2.2.1 Существующее положение

Поля шахты им. Героев космоса состоят из четырех блоков: блок №1, блок №2 (только пласты С₁₀^в и С₉ прирезанные от блока №2 бывшей шахты "Западно-Донбасская" №6/42) и блока №3 и 3а.

Блок №1 расположен в середине шахтного поля, блоки №3 и 3а примыкают к нему с западной стороны, а блок №2 - с восточной стороны. В настоящее время пласты вскрыты в блоке №1, в остальных блоках вскрывающие выработки отсутствуют.

Вскрытие блока №1 осуществлено двумя вертикальными центрально- расположенными стволами (главным и вспомогательным) и квершлагами на горизонты 350, 370 и 470 м. На этих горизонтах у стволов сооружены околоствольные дворы, на горизонт. 580 м пройдены выработки чистки зумпфа главного ствола.

Вспомогательный ствол диаметром 6,0 м служит для спуска-подъема людей, материалов и оборудования, а также для подачи свежего воздуха в шахту.

Главный ствол диаметром 7,5 м служит для выдачи угля и породы, а также для вывода исходящей струи воздуха.

Главный и вспомогательный стволы пройдены на полную глубину. В обводненных наносах стволы закреплены чугунными тюбингами с бетонным заполнением закрепного пространства, в коренных породах - монолитным бетоном.

Для вскрытия пластов от околоствольных дворов пройдены откаточный квершлаг на горизонт 350 м (на пласт С₁₁) и два откаточных квершлага на горизонт 370м (на пласт С₁₀^в).

У нижней технической границы шахты на горизонт 470 м были пройдены откаточные квершлаги №1 и 2, которыми вскрыты пласты С₁₀^в и С₁₁. В процессе эксплуатации из-за высокого горного давления эти квершлаги на участке примерно одного километра пришли в нерабочее состояние и актами списаны. Вместо них "Рабочим проектом вскрытия и подготовки пласта С₁₀^в в уклонном поле на восточном крыле шахты", выполненным институтом "Днепрогипрошахт" в 1984 г, пройдены квершлаги №3 и 4 в разруженных зонах для улучшения условий их поддержания.

Между горизонтом 370 м (от магистральных штреков) и горизонтом 470 м (околоствольный двор) пройден наклонный конвейерный квершлаг под углом 10°. Кроме того, от магистральных вентиляционных штреков пройдены два вентиляционных квершлага № 1 и 2 на главный ствол (горизонт 330 м).

Горизонт 350 м предназначен для ведения горных работ на пласте С₁₁, горизонт 370 м - на пласте С₁₀^в и выдачи угля с пластов С₁₀^в и С₁₁.

Горизонт 470 м является дренажным, на нем расположен центральный шахтных водоотлив.

Для улучшения проветривания на промплощадке шахты пробурена воздухоподающая скважины, до горизонта 470 м диаметром 2,6 м в свету.

2.2.2 Вскрытие блока №1

Принципиальная схема вскрытия блока №1 - основного на шахте - проектом не изменяется и сохраняется существующей.

Для отработки пластов С₁₀^в и С₁₁ в блоке №1 новых выработок по вскрытию не предусматривается.

В настоящее время в соответствии с утвержденной годовой программой развития горных работ ведутся подготовительные работы по отработке пласта С₉. Его отработка предусматривается на существующие магистральные выработки горизонтов 350 и 370 м в бремсберговом поле на восточном крыле от центра к границе блока.

Вскрытие, подготовка и отработка всех остальных нижележащих пластов в блоке №1 (С₈^н, С₇^н С₅ и С₁) сохраняется по утвержденному проекту строительства шахты (пояснительная записка, архивный №98471).

2.2.3 Вскрытие блока №2

В блоке №2 залегают следующие пласты: С₁₀^в, С₉, С₈^н, С₈^н , С₇^н ,С₅ и С₁. Пласты С₈^н, С₈^н С₇^н ,С₅ и С₁ переданы на баланс шахты "Западно-Донбасская" (являются блоком №3 этой шахты), а пласты С₁₀^в и С₉ - остались на балансе шахты «им. Героев космоса».

Блок №2 имеет следующие размеры: по простиранию - 4,4 км, по падению - 3,4 км.

Пласт С₁₀^в распространяется примерно на половине площади, а пласт С₉ - примерно на третьей части площади блока.

Пласты С₁₀^в и С₉ в блоке №2 вскрываются на границе с блоком №1 с действующих магистральных штреков горизонтов 370 и 350 м.

Пласт С₁₀^в в блоке №2 практически вскрыт (1998 год) и его первую лаву проектом предусматривается отрабатывать непосредственно на магистральные выработки горизонтов 370 и 350м в блоке №1.

С целью рассредоточения исходящей струи по двум направлениям проектом предусматривается наклонный вентиляционный квершлаг на горизонт 350 м.

Пласт С₉ в блоке №2 вскрывается с горизонта 370 м блока №1 двумя наклонными конвейерным и вентиляционным квершлагами.

В перспективе (через 15 лет) потребуется сооружение новой вентиляционной скважины, выполняемой по специальному проекту. Ее предусматривается разместить по промплощадке блока №2 шахты "Западно-Донбасская" №6/42.

2.2.4 Околоствольные дворы

В настоящее время в эксплуатации находятся околоствольные дворы на горизонтах 350, 370 и 470 м и сбойка между стволами на горизонте 585 м.

В связи с рассредоточением грузов по трем горизонтам, околоствольные дворы имеют челноковую схему движения, что обеспечило (при строительстве) минимальный объем горных выработок при необходимой пропускной способности.

Околоствольные дворы горизонтов 350 и 370 м имеют емкости грузовых и порожняковых ветвей породных опрокидывателей составляют 18 вагонеток, грузовых ветвей вспомогательного ствола - 10 вагонеток, а порожняковых ветвей - до 20 вагонеток.

Околоствольный двор горизонта 470м имеет возможность перехода в будущем круговую откатку. Околоствольные дворы горизонтов 350 и 370 м служат для приема и выдачи породы на поверхность, выполнения вспомогательных операций по обслуживанию горизонтов материалами и оборудованием. Околоствольный двор горизонта 470 м, кроме указанных функций, служит для приема и выдачи угля.

На каждом горизонте расположены депо аккумуляторных электровозов, камеры ожидания и депо противопожарного поезда. На горизонте 370 м расположена камера медпункта и склад ВМ. На горизонте 470 м имеется подземная подстанция и насосная камера главного водоотлива.

Существующие околоствольные дворы полностью удовлетворяют производственным требованиям.

Околоствольный двор горизонта 470 м и сбойка между стволами на горизонте 585 м, в настоящее время реконструируются в соответствии с рабочим проектом "Подготовка пластов С₁₀^в и С₁₁ на западном крыле поля шахты" (институт "Днепрогипрошахт", архивный. №165715), которым предусмотрена передача просыпавшейся горной массы на горизонт 585 м при загрузке породного и угольных скипов главного ствола в углеспуск на горизонте 470 м.

Новых дополнительных протяженных выработок и камер в околоствольных дворах всех действующих горизонтов не предусматривается.

2.3 Подготовка шахтного поля

2.3.1 Существующая схема подготовки

В соответствии с утвержденным проектом на шахте осуществлена погоризонтная схема подготовки шахтного поля.

В настоящее время отрабатываются пласты С₁₀^в и С₁₁ в блоке №1, в уклонном и бремсберговом полях одновременно. Ведутся подготовительные работы для отработки пласта С₉ в бремсберговом поле постоянного крыла блока №1.

Для подготовки пластов в середине шахтного поля от квершлагов горизонтов 350 и 370 м были пройдены соответственно магистральные вентиляционный (пласт С₁₁), откаточный и конвейерный (пласт С₁₀^в) штреки. Указанные выработки поля разделили на уклонную и бремсберговую части.

У нижней границы шахтного поля (горизонт 470 м) пройдены восточный и западный откаточные (дренажные) штреки.

Назначение магистральных штреков горизонтов 350 и 370 м следующее:

- откаточные - транспорт материалов, оборудования, породы, доставка людей к месту работы и обратно подача свежей струи воздуха к очистным и подготовительным забоям;

- конвейерные - транспорт угля ленточными конвейерами от добычных участков к главному стволу и подача свежего воздуха;

- вентиляционные - транспорт материалов, оборудования, породы, доставка людей к месту работы и обратно, вывод исходящей струи воздуха.

В уклонном поле между магистральными выработками горизонтов 370 м и горизонтом 470м проводятся выемочные грузо-людские и конвейерные штреки, оконтуриваемые выемочные столбы, между которыми нарезаются очистные забои. Выемочные столбы в уклонном поле по обоим пластам С₁₀^в и С₁₁ отрабатываются только в направлении восстания.

Бремсберговое поле пластов С₁₀^в и С₁₁ отрабатываются столбами по падению на магистральные выработки горизонтов 350 и 370 м. Необходимо отметить, что восточное бремсберговое поле не имеет магистральных выработок у верхней границы отработки.

На западном бремсберговом поле у верхней границы отработки пройден первый западный магистральный штрек.

В процессе строительства и эксплуатации шахты выявилась необходимость в постоянном ремонте крепи и подрывке почвы магистральных выработок. Так как на магистральных штреках невозможно обеспечить одновременно подрывку почвы и нормальную откатку грузов, в 1984 году совместно с техническим руководством шахты, ГХК "Павлоградуголь" и институтом "Днепрогипрошахт" было принято решение о проведении дополнительных магистральных выработок, что позволило организовать их поочередный ремонт.

В соответствии с рабочими проектами проведения магистральных выработок горизонтов 350 и 370 м ("Днепрогипрошахт", 1984 год), часть новых дополнительных , магистральных выработок была пройдена.

Необходимо подчеркнуть, что в настоящее время магистральных выработок горизонтов 350, 370 и 470 м находится в крайне неудовлетворительном состоянии, хотя их перекрепление в последние годы осуществляется на арочные кольцевые замкнутые крепи из СВП-27 с установкой до 3 рам на погонный метр.

Наибольший процент выработок с неудовлетворительным состоянием находится на западном крыле шахты. Объясняется это большей отработанностью пластов в этой части шахтного поля. Из 39,3 км капитальных выработок в неудовлетворительном состоянии постоянно находится более 13%.

2.3.2 Принятая проектом схема подготовки

В результате большей экспериментальной работы было выявлено, что устойчивость выработок при отработке первой группы пластов С₁₀^в и С₁₁ можно обеспечить расположением их в разгруженных от горного давления зонах.

Экспериментальная работа заключается в определении различных мест расположения капитальных выработок (в зонах концентрированного горного давления, в зонах разгрузки, вне зоны влияния очистных работ и т.д.) и выборе типа крепей, которые обеспечили безремонтное поддержание выработок (крепи КШС, КШПУ, АП-3, тампонаж и т.д.).

Поэтому проектом принято решение расположить первоочередные магистральные выработки блока №2 для пластов С₁₀^в и С₉ в зоне ранее отработанной в 1988-1989 годах 1061 разгрузочной лавы между 1061 бортовым и 1061 сборным выемочными штреками.

После отработки пластов С₁₀^в и С₉ в зоне 1061 лавы, дальнейшее расположение всех магистральных выработок на восток предусматривается вне зоны разгрузки. При этом необходимо подчеркнуть, что в дальнейшем также имеется практически реальная возможность отработки опережающих выемочных разгрузочных лав, целесообразность которых будет определена в процессе эксплуатационной деятельности шахты.

Учитывая площадное распространение пластов С₁₀^в и С₉ в блоке №2, проектом предусматривается их разделение на уклонные и бремсберговые поля.

Пласт С₁₀^в на западном крыле имеет распространение, как в уклонном, так и в бремсберговом полях. На восточном крыле он распространен только в бремсберговом поле.

Для его подготовки и отработки проектом предусматривается проведение двух магистральных штреков: магистрального вентиляционного и магистрального откаточного. В зоне отработанной 1061 лавы они проводятся по выработанному пространству 1061 лавы.

Для отработки бремсберговой части восточного крыла проектом предусматривается проведение конвейерного и откаточного ходков.

На расстоянии примерно 575 м на запад от этих ходков магистральный откаточный штрек пласта С₁₀^в переходит в магистральный конвейерйый штрек и на их стыке сооружается вертикальный угольный бункер.

Пласт С₉ имеет распространение только на западном крыле, в уклонном и в бремсберговом полях.

Для его подготовки проектом предусматривается проведение магистральных конвейерного и вентиляционного штреков.

Для пластов С₁₀^в и С₁₁ в блоке №1 на восточном крыле сохраняется погоризонтная схема подготовки. Западное крыло подготавливается и отрабатывается в соответствии с утвержденным рабочим проектом "Подготовка пластов С₁₀^в и С₁₁ на западном крыле поля шахты"

Отработка пласта С₉ в блоке №1 на западном крыле предусматривается также на магистральные выработки горизонтов 370 и 350 м.

Учитывая, что пласт С₉ на западном крыле имеет сложную конкуренцию кондиционных изолиний мощности и зольности, иссечен тектоническими нарушениями как в бремсберговом, так и в уклонном полях, институт считает, что для отработки пласта С₉ на этом крыле необходимо выполнение специального рабочего проекта.

2.4 Система разработки

Пласты С₉, С₁₀^в и С₁₁ отрабатываются на шахте длинными столбами по падению (в бремсберговых полях) и восстанию (в уклонных полях) одинарными лавами.

Выемочные штреки за лавами погашаются.

Все выработки проходятся узким ходом комбайнами 4ПП-2 и ГПКС.

Настоящим проектом предусматривается принятая на шахте система разработки пластов длинными столбами по восстанию и падению.

Годовой объем проведения горных выработок по шахте составляет 12 км, выход породы от проведения выработок - 1300 т/сут., от ремонта - 300 т/сут., темпы проведения магистральных штреков - 130 м/мес., выемочные - 165 м/мес.

2.5 Производственные процессы в очистном забое

Работы в очистном забое состоят из следующего комплекса технологических процессов:

- выемка угля (подрубка, отбойка, навалка полезного ископаемого на конвейер);

- крепление призабойного пространства;

- доставка крепежного материала в лаву;

- передвижка оборудования по мере подвигания очистного забоя;

- управление горным давлением.

Очистные работы производятся комбайном КА-80 по схеме. Крепление лавы осуществляется механизированной крепью КД-80. Транспортировка угля по лаве производится скребковым конвейером СНУ-162 с вынесенными на штрек приводами и системой подачи комбайна.

Зарубка комбайна производится методом заталкивания комбайна в грудь забоя лавы.

Вслед за проходом комбайна обнаженная кровля подхватывается передвижными секциями крепи.

Способ управления кровлей - полное обрушение пород кровли в выработанном пространстве, не создавая зависания.

В рабочем пространстве лавы кровля поддерживается верхним перекрытием призабойного элемента секции и двумя гидравлическими стойками. Бровки лавы на сборном и бортовом штреках крепятся индивидуальной крепью. Дополнительно выкладываются костры из деревянных стоек.

2.6 Подготовительные работы

Поскольку запасы полезного ископаемого отрабатываются длинными столбами по простиранию, то подготовительные выработки проходят на всю длину выемочного участка до начала ведения очистных работ. Поэтому отсутствует влияние очистных работ на проведение подготовительных выработок.

Горизонтальные и наклонные горные выработки, в основном, проходят по мягким породам, поэтому проведение выработок осуществляется проходческими комбайнами. Проходческие комбайны производят отделение угля и породы от массива и погрузку их в транспортные средства. На шахте им. Героев космоса применяются комбайны типа ГПКС. Непрерывность погрузки горной массы осуществляется на конвейер.

Формы сечения подготовительных выработок арочные. Для крепления применяют металлическую арочную крепь КШПУ- 11.7. Шаг крепи 0.8 м, бока и кровля затягиваются деревянной или железобетонной затяжкой вплотную, а в местах геологических нарушений шаг постоянной крепи уменьшается до 0.5 м. Металлическая крепь обладает большой прочностью, долговечностью, огнестойкостью и экономичностью.

Подготовительные выработки проводятся обычно как одинарные тупиковые забои. Проветривание их осуществляется вентиляторами местного проветривания. При этом применяется нагнетательный способ проветривания. Вентилятор местного проветривания устанавливается в выработках со свежей струей воздуха, на расстоянии не менее 10 м от сопряжения с проводимой выработкой.

2.7 Транспорт по основным выработкам

Так как шахта им. Героев космоса является опасной по газу и пыли, то на шахте по основным выработкам применяется следующие виды транспорта:

- откатка аккумуляторными электровозами;

- напочвенная канатная дорога;

- ленточные и скребковые конвейера.

Схема транспортировки материалов и оборудования следующая: вагонетки с оборудованием и материалами, поступающие с поверхности в околоствольные дворы горизонтов 350 и 370 м, доставляются по вентиляционным штрекам пласта С11 и откаточным штрекам пласта С10^в к выемочным штрекам. Здесь транспортируемый материал или оборудование перегружаются в специальные подвесные контейнеры и по монорельсовым дорогам доставляется к лавам.

Перевозка людей из околоствольных дворов по грузо-людским штрекам осуществляется составами из вагонеток типа ВП-18.

Доставка угля из забоев осуществляется по следующей схеме: из лав уголь поступает на ленточный конвейер сборного штрека и далее транспортируется до угольного бункера ленточными конвейерами, установленными на конвейерных магистральных штреках горизонта 370м.

2.8 Проветривание

Схема проветривания шахты центральная. Способ проветривания - всасывающий. Свежий воздух поступает по вспомогательному стволу и воздухоподающей скважине. Исходящая струя воздуха выдается по главному стволу вентилятором ВРЦД-4.5.

В пределы шахтного поля струя поступает по квершлагам горизонтов 350 и 370 м, панельному откаточному штреку пласта С₁₀^в и выемочным грузо-людским штрекам.

При этом с квершлага горизонта 350 м на квершлаг горизонта 370 м свежий воздух подается по гезенкам. Свежий воздух с дренажного штрека пласта С₁₀^в поступает для выемочных штреков пласта С₉, а исходящая струя из выемочного штрека С₉ на дренажный штрек пласта С₁₁ передается по вентиляционной скважине.

Контроль за состоянием атмосферы шахты осуществляется службой ВТБ. Для проверки состава воздуха, правильности его распределения по выработкам производится отбор проб и замеры расхода воздуха в исходящей струе очистных и подготовительных выработок.

Состав воздуха определяется переносными приборами эпизодического действия по контролю углекислого газа и метана, типа ШИ-10.

Раздел 3. Охрана труда

3.1 Анализ потенциальных вредностей проектируемых работ

В сложившихся метеорологических условиях максимальная температура воздуха в шахте в летнее время составляет 25^о при относительной влажности воздуха 60-75 %. Минимальная температура воздуха в шахте в зимнее время 18^о.

Вредные и ядовитые газы, поступающие в рудничную атмосферу, представлены углекислым газом, выделяющимся при добыче угля, а также газами, образующимися при ведении буровзрывных работ (оксиды углерода и азота).

Основными источниками образования пыли являются процессы отбойки угля, ведение буровзрывных работ, транспортировка угля, перегрузка.

Источниками шума являются: работа машин и оборудования, работа вентиляторов.

3.2 Анализ опасных производственных факторов

Шахта «им. Героев космоса» относится к сверхкатегорийным по метану. Относительная метанообильность шахты составляет 15 м³/т.

На шахте производится добыча угля марки Г₆, опасного по пыли.

Управление кровлей производится способом полного обрушения. Наиболее опасными местами, с точки зрения обрушения, являются места вблизи груди забоя в период воздействия постоянной крепи и во время передвижения секций крепи.

К опасностям, связанным с эксплуатацией машин и механизмов, относятся: установка вагонеток, сошедших с рельс, самопроизвольное смещение концевых головок конвейера, переход через конвейер в необорудованных для этого местах или езда на нем.

Эксплуатация электрооборудования и электросетей в шахте имеет специфические особенности, повышающие опасность их использования, а именно: перемещение электрооборудования и наращивание сетей, повреждение электромашин и электросетей.

Минимальный приток воды по шахте составляет 63 м³/ч.

Возможными авариями на шахте могут быть пожары в очистных и подготовительных выработках.

Причинами пожаров могут быть:

- небрежное обращение с открытым огнем;

- неправильная эксплуатация электрооборудования;

- несоблюдение правил ведения БВР и плохое качество ВМ;

- загорание метана в забоях и выработках.

3.3 Инженерные мероприятия по охране труда

3.3.1 Мероприятия по производственной санитарии

В холодное время года воздух, подаваемый в шахту, подогревается для улучшения температурных условий и для предохранения от обледенения воздухоподающего шахтного ствола. Подогрев воздуха осуществляется электрокаллорифером, расположенным на вспомогательном стволе. С целью предупреждения охлаждения, помимо подогревания воздуха, подаваемого в шахту, осуществляется перевозка людей по выработкам, что сокращает период охлаждения. Так же, у шахтного ствола, устроены камеры ожидания.

Мерой борьбы с углекислым газом, выделяющимся при добыче угля и газами, образующимися при ведении буровзрывных работ (оксиды углерода и азота) служит вентиляция, интенсивное проветривание, как рабочих участков, так и тупиков.

Для снижения запыленности воздуха на рабочих местах предусматривается комплексное обеспыливание шахтного воздуха при всех производственных процессах. Предупреждение поднятия пыли в воздух осуществляется орошением.

Для пылеподавления используется вода от производственно- противопожарного трубопровода, прокладываемого в горных выработках.

Предварительное увлажнение угля в массиве, как средство борьбы с пылью не производится в связи с тем, что породы почвы склонны к пучению.

При выполнении следующих работ: управление комбайном; передвижка конвейера и крепи; зачистка угля за комбайном, рабочие должны пользоваться респираторами типа Ф-62М.

Для определения запыленности воздуха применяется пылемер ФЭП-1В.

В целях снижения шума в горных выработках следует производить своевременный и качественный ремонт оборудования.

Для снижения механического шума рекомендуется применять детали из не шумящих материалов.

Для снижения аэродинамического шума, создаваемого работой ВМП, применяют глушители шума ГШ-6. Также предусматривается применение индивидуальных средств защиты - наушников.

Для борьбы с вибрацией применяются рукавицы из виброгасящих материалов. Также для обеспечения вибробезопасных условий труда предусматриваются следующие мероприятия:

- применение вибробезопасных машин;

- применение средств виброзащиты, снижающих вибрацию на путях ее распространения;

- применение организационно-технических решений, направленных на поддержание машин на уровне, предусмотренном нормативно-технической документацией на них;

- улучшение режимов труда, регулирующих продолжительность воздействия вибраций на работающих.

3.3.2 Освещение горных выработок осуществляется

- для капитальных горных выработок, светильниками рассеятельного света типа РВП-30, с установкой через 15-20 м по оси выработки;

- в качестве индивидуальных светильников служат головные аккумуляторные светильники с герметичными батареями СГГ-3.

Рабочим шахты выделяются по установленным отраслевым нормам спецодежда, спецобувь и индивидуальные средства защиты.

Санитарно-бытовое обслуживание рабочих производится в АБК и в надшахтном здании.

Здравпункты для оказания первой медицинской помощи находятся на поверхности в здании АБК и в шахте в околоствольном дворе горизонта 350м.

3.4 Мероприятия по технике безопасности

3.4.1 Мероприятия газового режима

Мероприятия газового режима. Периодический контроль за содержанием метана и углекислого газа в рудничной атмосфере осуществляется прибором ШИ-11.

Места и периодичность замеров устанавливается начальником участка ВТБ и утверждается главным инженером шахты.

Непрерывный контроль за содержанием метана осуществляется переносными ("Сигнал- 2") и стационарными автоматическими приборами (АТЗ-1).

3.4.2 Мероприятия пылевого режима

Пылевой режим предусматривает выполнение следующих мер борьбы с пылью:

- мероприятия, направленные на снижение или устранение пылеобразования;

- мероприятия, направленные на нейтрализацию взрывной способности осевшей пыли в выработках;

- мероприятия, предусматривающие локализацию уже возникших взрывов пыли;

- мероприятия, предотвращающие появление источников воспламенения угольной пыли.

3.4.3 Меры безопасности при эксплуатации горных-транспортных машин и установок

При работе очистных и проходческих комбайнов необходимо строго выполнять правила техники безопасности, следить за состоянием электрооборудования, не допускать людей к движущимся частям механизмов.

При включении конвейера, комбайна и перегружателя подается предупредительный сигнал.

Передвижение людей по горизонтальным выработкам обеспечивается устройством проходов по одной стороне выработки.

В наклонных выработках, во время откатки грузов передвижение людей запрещается.

Для перевозки людей применяются пассажирские вагонетки типа ВП. Скорость движения пассажирских составов не более 20 км/ч.

Спуск и подъем людей производится в клетях. Клети двухэтажные и рассчитаны на 25 человек на каждом этаже.

3.4.4 Безопасность взрывных работ

Взрывные работы производятся только в ремонтную смену и только мастерами-взрывниками, при соблюдении всех правил безопасности при ведении БВР.

3.4.5 Электробезопасность

Для создания безопасных условий труда при обслуживании электрического оборудования необходимо соблюдать меры предосторожности и правила безопасности при эксплуатации электрооборудования.

Для предотвращения поражения электрическим током людей необходимо предусмотреть:

- применение электрооборудования в рудничном взрывобезопасном исполнении;

- применение блокировок;

- применение изоляции;

- устройство защитных ограждений;

- устройство в машинных камерах свободных проходов между машинами и аппаратами не менее 0.8 м, а со стороны стен - не менее 0.5 м;

- применение индивидуальных защитных средств;

- устройство защитного заземления.

3.4.6 Мероприятия по пожарной безопасности

Для противопожарной защиты промплощадки и шахтных стволов на поверхности предусматривается устройство противопожарного водоема.

Наружный пожарный водопровод должен иметь диаметр не менее 100 мм и закладываться в траншеи на глубину до 2 м.

Устья вертикальных стволов оборудуются кольцевым трубопроводом для противопожарной завесы.

Подземные противопожарные склады устраиваются в околоствольном дворе и в депо противопожарного поезда. Каждый склад должен быть укомплектован оборудованием, средствами пожаротушения и материалами в необходимых количествах.

Запрещается в подземных выработках хранить легковоспламеняющиеся материалы. В подземных камерах и надшахтных зданиях смазочные и обтирочные материалы должны храниться в закрытых сосудах в количествах, не превосходящих суточную потребность в каждом виде материала.

Конвейерные ленты и вентиляционные трубы, применяемые в горных выработках и надшахтных зданиях, должны быть изготовлены из несгораемых или пожаробезопасных материалов.

Для пожарной безопасности очистные выработки, забои подготовительных выработок, крылья шахтного поля в каждом пласте, конвейерные выработки изолированы водяными заслонами.

Заслоны расположены на входящей и на исходящей струях. Для изоляции крыльев заслоны установлены в откаточных и вентиляционных штреках у примыкающих к ним выработок.

Заслоны устанавливаются на расстоянии от 75 до 250 м от забоев очистных и подготовительных выработок, сопряжений откаточных и вентиляционных штреков со сборными и бортовыми штреками.

Установка заслонов на откаточных и вентиляционных штреках, у сопряжений с другими выработками, не требуется, если водяные заслоны, изолирующие забои очистных и подготовительных выработок, находятся на расстоянии 250 м и менее от этих сопряжений.

В конвейерных выработках водяные заслоны устанавливаются на расстоянии 250 м друг от друга.

3.4.7 План ликвидации аварии

Позиция: 1108 лава - пожар.

Таблица 2. - Форма оперативной части плана ликвидации аварии

№ п/п	Мероприятия по спасению людей и ликвидации аварий	Ответственный за выполнение. Исполнитель
1.	Вызвать опервзвод ВГО	Горный диспетчер Телефонистка
2.	Обеспечение отключения электроэнергии в аварийную выработку с ближайшего РП	Главный электрик Дежурный электрослесарь
3.	Вывести людей из аварийного участка	Горный диспетчер Надзор участков
4.	Обеспечить нормальную работу главного вентилятора	Главный механик Машинист вентилятора
5.	Оповестить об аварии системой связи ДШС и телефонами и вывести людей на поверхность	Горный диспетчер Начальник ШГС Телефонистка Надзор участков Члены ВГС
6.	Направить не менее двух членов УПР-2 с респираторами и огнетушителями из пунктов ВГС к очагу пожара и приступить к его тушению	Горный диспетчер Начальник ШГС Члены ВГС
7.	Обеспечить бесперебойную подачу воды на аварийный участок	Главный механик Начальник участка МДВ Рабочий участка МДВ
8.	При пожаре перекрыть подачу сжатого воздуха в аварийный участок, при взрыве обеспечить подачу сжатого воздуха в аварийный участок	Главный механик Начальник УККВ слесарь ЭМО рабочий УККВ
9.	Доставить аварийное оборудование и материалы из поверхностных складов	Начальник ШТ Начальник ШГС Машинист электровоза Члены ВГС
10.	Обеспечить доставку отделений ГВСС к месту аварии	Горный диспетчер Начальник МРД Работник МРД

3.5 Прогноз влияния проектируемых работ на окружающую среду

3.5.1 Загрязнение воздушной среды

В результате производственной деятельности шахты происходит загрязнение атмосферного воздуха пылегазовыми выбросами, что ухудшает санитарно-гигиенические условия на прилежащих к шахте территориях.

3.5.2 Загрязнение водных ресурсов

Сточные воды угольной промышленности несут угрозу жизни и чистоте водных объектов. Содержащиеся в их составе вещества, минеральные соли и соли тяжелых металлов, нерастворимые частицы органического происхождения и другие вредные компоненты способны накапливаться в водных объектах, вызывая необратимые нарушения и приводящие к гибели флоры и фауны.

3.5.3 Нарушение земной поверхности

В результате подработки пахотных земель их площади сокращаются. Происходят значительные изменения структуры и состава поверхностного слоя почвы, что часто приводит к полной или частичной потере плодородия. Также происходит загрязнение почв породными отвалами.

3.6 Мероприятия по охране окружающей среды

3.6.1 Охрана атмосфер

Газовый состав и запыленность атмосферного воздуха, в настоящее время, фактически не велика, что обуславливается применением пылеулавливателей и правильным ведением технологических процессов в шахте и на поверхности. Происходит совершенствование технологии сжигания твердого топлива в котельнях. Котлоагрегаты оснащены установками типа "Циклон". Производится складирование твердых отходов с последующей рекультивацией, утилизация продуктов пылегазоулавливания.

3.6.2 Охрана водной среды

Шахтные воды очищаются и сбрасываются в отстойники. По результатам проб определяется ее дальнейшее назначение. Также применяются водооборотные системы.

3.6.3 Охрана земной поверхности

Горными работами подрабатываются пахотные земли, но глубина разработки является безопасной - 350-450м. При этом почва плавно проседает на 0,6-0,8 м без разрывов и провалов. Затопление и заболачивание почвы не произойдет, так как эти земли находятся значительно выше поймы реки Самара, то есть ущерб земельным угодьям нанесен не будет.

Также для охраны земной поверхности используется:

- сокращение выдачи породы из шахты;

- расширение объемов использования твердых отходов в народном хозяйстве;

- рекультивация нарушенных земель.

3.6.4 Рациональное использование недр

- снижение потерь угля при добыче;

- безцинковая выемка угля;

- извлечение угля из разубоженной горной массы;

- вовлечение в эксплуатацию некондиционных пластов или отдельных участков.

Раздел 4. Проект мер охраны подрабатываемых объектов на земной поверхности при отработке 1052, 1054-й лав пласта С₁₀, а так же 1152, 1154-й лав пласта С₁₁ шахты им. Героев космоса

4.1 Горно-геологическая характеристика месторождения на участке подработки

В геологическом строении шахтного поля участвует комплекс осадочных отложений четвертичного, неогенового, палеогенового, триасового и каменноугольных возрастов, залегающих на размытой поверхности докембрия.

Каменноугольные отложения представлены верхневизейским и нижненамюрским ярусами.

Отложения триаса залегают на размытой поверхности карбона, и представлены пестроцветными глинами, зеленовато-серыми аркозовыми слабосцементированными песчаниками. Иногда встречается конгломерат. Мощность триасовых отложений 15,1 м.

Юрские отложения залегают на породах триаса и представлены зеленовато-серыми аргиллитоподобными глинами, рыхлыми разнозернистыми песчаниками и прослоями мелкозернистых известняков. Мощность юрских отложений составляет 12,7 м.

Палеогеновые отложения имеют повсеместное распространение и залегают на размытой поверхности юры и триаса, а в местах отсутствия последних - на породах нижнего карбона. Представлены они бучакской и харьковскими свитами.

Бучакская свита, представлена мелкозернистыми зеленовато-серыми обильно водоносными песками и легкими супесями. Мощность их составляет 47,45 м.

Отложения харьковской и киевской свит сложены зеленовато-серыми кварцево-глауконитовыми песками и песчаниками, мощность 15,3 м.

Отложения неогена в пределах шахтного поля представлены красно-бурыми и светло-серыми глинами, кварцевыми мелко и тонкозернистыми песками сарматского яруса, развитыми только на водоразделах. Мощность их 14,7 м.

Четвертичные отложения имеют повсеместное распространение, представлены лессовидными суглинками и красно-бурыми глинами. Мощность их 15,5м.

В структурном отношении шахтное поле приурочено к юго-западной части Богдановской ступенчатой структуры. Для шахтного поля в целом характерно моноклинальное залегание пород с пологим падением на север и северо-восток под углом 2-5^_.

1152 и 1154-я лавы будут отрабатывать запасы пласта С₁₁, а 1052 и 1054-я лавы - пласта С₁₀. Вынимаемая мощность пласта С₁₁ - 1,05 м, С₁₀ - 1,00 м; угол падения - 2-4^?.

Мощность покровных отложений колеблется от 97м по скв. №6670, до 122м по скв. №13702. На участке подработки железной дороги в зоне затухания Богдановского сброса установлен сброс с амплитудой смещения Н=10м, имеющий меридиональное простирание и угол падения плоскости сместителя 65^?.