Расчет и выбор оборудования для добычи угля в горно-геологических условиях шахты "Распадская"
Общие сведения об угольной шахте. Горно-геологическая характеристика отрабатываемого пласта. Выбор системы разработки месторождения, ее параметров. Расчет оборудования, нагрузки на очистной забой и количества воздуха для проветривания выемочного участка.
Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 03.07.2014 |
Размер файла | 304,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Введение
Большое значение для топливо-энергетического комплекса имеет добыча угля, преобладающая часть которой приходится пока еще на подземный способ.
С проникновением горных работ на более глубокие горизонты горногеологические условия усложняются: возрастает температура и газообильность, увеличивается опасность внезапных выбросов угля и газа, горных ударов. Наряду с этим, требуется постоянное улучшение условий труда, техники безопасности, повышение производительности труда, снижение себестоимости. Решить эту проблему возможно только путем комплексного обоснования вопросов вскрытия, подготовки систем разработки и механизации производственных процессов.
Современная угольная шахта - это комплексно механизированное и автоматизированное предприятие большой мощности с высоким уровнем концентрации и интенсификации производства, имеющее поток основных технологических процессов. Поэтому совершенствованию технологии подземной добычи угля обеспечивающую высокую эффективность выемки пластов, рациональное использование запасов и безопасности работ, придается огромное значение.
Целью данного дипломного проекта является расчет и выбор оборудования для добычи угля в конкретно горно-геологических условиях шахты, расчет нагрузки на очистной забой и расчет количества воздуха для проветривания выемочного участка. Расчет производится с учетом использования современной зарубежной техники.
1. Обшие сведения о шахте
1.1 Территориальное расположение
Шахта "Распадская" расположена в юго-западной части Томь-Усинского геолого-экономического района Кузбасса. С запада, востока и севера шахтное поле ограничено детально разведанными участками: Распадским, Береговым, Распадским XII и Распадским VI-VII-VIII; с юга примыкают безугольные отложения нижних горизонтов Ильинской подсерии.
Рельеф шахтного поля характеризуется большой расчлененностью глубокими логами и долинами рек Ольжерас, Чебол-Су, Еловая, Крутая, Глухая. Основной угленосной толщей шахтного поля является Ильинская подсерия, которая подразделяется (снизу вверх) на Казанково-Мариинскую и ускатскую свиты. Угленосные отложения включают 37 пластов угля, 34 из них имеют промышленное значение. Мощные пласты (9-10, 7-7а, 6-6а) и пласты средней мощности (12, 11, 10, 9, 3-3а) отрабатываются шахтой.
Поле шахты "Распадская" расположено в пределах крупной складчатой структуры - зоны Западного моноклинала и характеризуется преимущественно пологим (5-10 град.) залеганием пород и северо-западным протиранием по азимуту 330-340 град. Тектоническое строение сложное. Согласно прогнозу потенциальной выбросоопасности угольных пластов шахты "Распадская", выполненному институтом ВостНИИ, критическая глубина возможного проявления внезапных выбросов составляет 200-260 м от дневной поверхности, а пласты 6-6а, 7-7а, 9, 10 отнесены к угрожаемым по внезапным выбросам с глубины 260 м. Угли всех пластов относятся к опасным по самовозгоранию, а также по взрывчатости угольной пыли.
1.2 Характеристика шахтного поля
Томусинский район по своему тектоническому строению подразделяется на четыре тектонические зоны, каждая из которых характеризуется особыми геоформами складчатости и степенью дислацированности: Западная моноклиналь; Усинская складчатая зона; Чексинская складчатая зона; Восточная моноклиналь. Распадское месторождение располагается в пределах зоны Западной моноклинали, которая характеризуется северо-восточным падением пластов, пологим (5-12є) в юго-западной части и более крутым на северо-востоке месторождения. Залегание угленосной толщи осложняется мелко и среднеамплитудными разрывными нарушениями характера прямых надвигов с вертикальной амплитудой от 6 до 20 м, преимущественно 1,5-3,7.
Всего на площади уклонных полей блоков 4 и 3 прослежено 22 нарушения. Наряду с разрывной тектоникой, на шахтном поле горно-эксплуатационными работами выявлены и другие факторы, значительно осложняющие ведение горных работ.
Угленосные отложения шахтного поля относятся к кольчугинской серии Пермского возраста, конгломератовой свиты Юрского возраста и четвертичного возраста. Продуктивные отложения шахтного поля относятся кольчугинской серии, которые подразделяются на породы ильинской и ерунаковской подсерии. Отложения ильинской подсерии делятся на казанково-марнинскую и ускатскую свиту.
Продуктивные отложения относятся к ильинской свите Кузбасса. Ильинская свита вскрытой на шахте Распадской, мощностью 580-590 м., разделяется на две подсвиты: нижнюю - казанково-маркинскую - 320 м. и верхнюю - ускатскую - 240 м., граница между которыми проводится по пласту 14. Казанково-маркинская подсвита от пласта 1 до кровли пласта 6-6а, представлена преимущественно алевролитами, песчаники прослеживаются только в кровле пластов 2 и 5. Этому горизонту подчинено 5 пластов (1, 2, 3, 5, 6-6а) общей мощностью 8,5-9,0 метров. Пласты угля залегают в алевролитах. Коэффициент угленосности 5,7%.
В верхних горизонтах подсвиты, в кровле пластов 9, 11, 12, 13, нередко появляются линзы конгломератов, увеличиваются слои крупнозернистых песчаников. Суммарная мощность угольных пачек 12-13 метров. Угленосность ускатской подсвиты составляет 4,2%.
1.3 Геологическая характеристика шахты
Угленосные отложения шахтного поля относятся к кольчугинской серии верхнепермского возраста. Подразделяются они на две подсерии - ильинскую и ерунаковскую.
Основной угленосной толщей шахтного поля является ильинская подсерия, которая подразделяется (снизу вверх) на казанково-маркинскую (пл. б-ба - 1) и ускатскую (пл. 13а - 7 и.п.) свиты. Отложения ерунаковской подсерии встречаются на небольшой площади в северо-восточной части поля и представлены нижними горизонтами ленинской свиты (пл. 14-18).
Угленосные отложения включают 37 пластов угля, 34 из них имеют промышленное значение. Мощные пласты (9-10, 7-7а, 6-ба) и пласты средней мощности (12, 11, 10, 9, 3-За) отрабатываются шахтой.
Пласты угля подвержены значительным изменениям, выражающимся в уменьшении их мощности до нерабочей (18н.п., 16а, 15в.п.6, 14, 13 а. За, 3), а участками и до полного выклинивания (18в.п., 18с.п., 13,7н.п., 4). Наблюдается расщепление пластов 15 и 7-7а по простиранию с северо-востока на юго-запад, а пласта 3-За по падению. Некоторые из них - 15в.п. и 7, в свою очередь, расщепляются на отдельные слои (соответственно на 15В.П3 и 15в.п6, 7в.п. и 7н.п.).
Поле шахты "Распадская" расположено в пределах крупной складчатой структуры-зоны Западного моноклинала и характеризуется преимущественно пологим (5-10 град.) залеганием пород и северо-западным простиранием по азимуту 330-340 град.
Тектоническое строение сложное. Всего прослежено 206 дизъюнктивных нарушений, из них 81 нарушение имеют амплитуду смещения 1-9,9 м и 36 нарушений имеют амплитуду смещения более 9,9 м, редко 30 м. Значительное развитие имеют малоамплитудные разрывы. На пластах проявляется пологая пликативная складчатость.
По сложности геологического строения поле шахты относится к месторождениям сложного строения - 2 группе.
В пределах Распадского месторождения выделяются три водоносных комплекса пород: четвертичные образования долин рек, осадки юрского возраста, продуктивные угленосные породы кольчугинской серии.
Подземные воды относятся к гидрокарбонатным.
Фактические притоки воды по шахте за последние 5 лет (1991-1995 гг.) составили: среднегодовой (нормальный) - 1252-1403 куб.м/час, максимальный кратковременный в период снеготаяния - 2421-3451 куб.м/час.
Ожидается, что на водоотлив гор.+70 м до сдачи водоотлива гор. - 210 м среднегодовой приток составит 1340 куб.м/час, максимальный кратковременный в период снеготаяния - 3180 куб.м/час с уменьшением до 600 куб.м/час итаяния * 3180 куб.м/час о уменьшенном до 600 куб.м/час - и - 1200 куб.м/час (соответственно) после перехода очистных работ на нижние горизонты.
На водоотлив гор. - 210 м по мере развития очистных работ в УКП ниже гор. + 70 м и на гор. - 210 м ожидается среднегодовой приток 1 600 куб.м/час, максимальный - 3400 куб.м/час (протокол техсовещания от 23.04.97 г.) с сохранением на гор. + 70 м среднегодового притока до 600 куб.м/час и максимального - до 1200 куб.м/час.
Вмещающие породы представлены преимущественно песчаниками и алевролитами, в меньшей степени аргиллитами и углистыми аргиллитами.
1.4 Вентиляция шахты
Шахта "Распадская" отнесена к сверхкатегорной по газу метану
В настоящее время шахта проветривается тремя вентиляторами типа ВОД-40, установленными на вспомогательных стволах блоков №3, 4, 5.
Способ проветривания шахты - нагнетательный;
Схема проветривания - центрально отнесенная;
Система проветривания - секционная.
Свежий воздух подается в шахту вентиляторами типа ВОД-40 с производительностью Qн =24000 м3/мин, депрессией hн = 315 мм вод. столба. На каждом блоке установлено по 2 вентилятора (рабочий и резервный). Одновременно в работе находятся 3 вентилятора с общей производительностью Qн=74700 м3/мин.
Проветривание подготовительных выработок осуществляется вентиляторами местного проветривания типов ВМЭ-6, ВМЦ-8, ВМЭ-8, ВМЭ-12.
1.5 Технологический комплекс шахты
Технологический комплекс расположен на промплощадке шахты. Здесь расположены здания и сооружения промышленного, хозяйственного и административно-бытового назначения.
Для ремонта горношахтного оборудования имеется: механические мастерские, в состав которых входят несколько отделений и цехов; цеха по ремонту очистных и проходческих комбайнов; цех по ремонту механизированных крепей, цех по ремонту электрооборудования.
Для подачи воды в шахту, предназначенной для противопожарной защиты, а также для снабжения технической водой служит насосная станция.
1.6 Охрана окружающей среды
Атмосферный воздух является одним из основных жизненно важных элементов окружающей среды. Закон "Об охране атмосферного воздуха" всесторонне охватывает проблему. Гигиенические нормативы - это государственное требование к руководителям предприятий. За их выполнением должны следить органы государственного санитарного надзора Министерства здравоохранения и Государственный комитет по экологии.
Предельно допустимые выбросы устанавливаются только с учётом предельно допустимых концентраций.
Предприятия или их отдельные здания и сооружения, технологические процессы которых являются источником выделения в атмосферный воздух вредных веществ, отделяются от жилой застройки санитарно - защитными зонами.
Для повышения санитарно - защитных зон на их территории высаживают древесно-кустарниковую и травянистую растительность, снижающую концентрацию промышленной пыли и газов. В санитарно-защитных зонах предприятий, интенсивно загрязняющих атмосферный воздух вредными для растительности газами, следует выращивать наиболее газоустойчивые деревья, кустарники и травы с учётом степени агрессивности и концентрации промышленных выбросов.
В процессе производственной деятельности на шахте ежегодно образуется 13 наименований производственных отходов, а именно: горная порода, угольная штыб, шлак от котельной шлам от ГОУ, отработанные аккумуляторы, ртутные лампы, масла, древесные отходы (опилки), черный и цветной металлолом, твердо-бытовые отходы, отработанная резина, шины. Горная парода используется на отсыпку строящейся дороги на полигон. Шлам от ГОУ используется вместе со шлаком на отсыпку автодороги.
2. Паспорт выемочного участка
2.1 Горно-геологическая характеристика отрабатываемого пласта
Лава находится в уклонном поле блока №4.
Границы лавы:
на юге - конвейерный штрек 4-10-23
на севере - конвейерный штрек 4-10-25
на востоке - западный вентиляционный уклон 4-10
на западе - монтажная камера 4-10-25
Глубина ведения горных работ - 230-310 м.
Длина выемочного столба - 2267 м
Длина лавы - 300 м
Природная газоносность - 10-11.5 куб.м/т
Ожидаемый водоприток в лаву - в межень 10-15 куб.м/час
Характеристика пласта
Пласт сложного строения, содержит 1-2 прослоя, представленных мелкозернистым алевролитом, реже углистым аргиллитом, мощностью от 0.01до 0.10 м. Крепость прослоя f=2-3.
Со стороны конвейерного штрека в интервалах ПК 39-51 наблюдается уменьшение мощности пласта до 1,50 м, выработка велась с присечкой почвы до 1,20 м, ПК 86-90,103-108 - мощность пласта 1,50 м, выработка велась с присечкой почвы до 1.0 м, в данных интервалах почва представлена крупнозернистым алевролитом. Крепость f=5 - 6.
ПК 54-55 в данном интервале замещение алевролитов непосредственной кровли песчаниками основной кровли размыв угольного пласта. Остаточная мощность пласта в зоне размыва 1,0 м. Песчаник тонкозернистый, крепкий f=7-8. Размывы угольного пласта с юга на север в виде узких полос, щириной18 м.
Уголь пласта относится к марке ГЖ, группа 1ГВ, зольность пласта 19,7%, влажность аналитическая 4,1%, выход летучих компонентов 36,3%, толщина пластического слоя 16-17 мм, сопротивление угля резанию 100-120 кГс/см, крепость угля f=0.8-1.0.
Гипсометрия пласта пологоволнистая, углы падения 5-11 гр.
С глубины 150 м пласт 10 отнесен к угрожаемым по горным ударам. Угольный пласт склонен к самовозгоранию, угольная пыль взрывоопасна.
Характеристика кровли
В непосредственной кровле пласта залегает в основном алевролит мелкозернистый расслоенный, местами площадные зеркала скольжения, по которым происходит отслоение кровли.
В середине лавы и в конце выход песчаников в непосредственную кровлю пласта.
Основная кровля: представлена песчаником, светло-серый, от мелкозернистого докрупнозернистого, местами с включением галечника. Мощность от 10.0 м до 23.0 м.
Крепость f = 8 - 9. дсж=68.9 Мпа. Кровля трудноуправляемая, неустойчивая, тяжелая.
Почва пласта
Почва пласта сложена алевролитом от мелкозернистого до крупнозернистого. В интервалах приуроченных к выходу песчаников в непосредственную кровлю выработка велась с присечкой по почве от 0.5 до 1.20 м.
Мощность в среднем 4.5 до 14.0 м, средней несущей способностью, дсж = 28.9 МПа.
Тектонические нарушения
1. Конв. штрек - ПК 69 - 69+5м - надвиг Н = 0.2 м.
2. Конв. штрек - ПК 145+5 - 146 - надвиг Н = 0.45 м
Кровля в зонах нарушения весьма неустойчивая. Алевролит мелкозернистый, расслоенный, обрушается вслед за выемкой угля.
Шифр кровли - 3.4.3, трудноуправляемая, весьма неустойчивая, тяжелая.
Опасные зоны
1. По глубине отработки лава находится в зоне угрожаемой по горным ударам с глубины 150 м.
2. Неустойчивая кровля:
Зона №1058 (вент. штрек ПК236-116 ,ПК108-93; конв. штрек ПК246-178,ПК164-142).
Зона №1049 (конв. штрек ПК 134-112).
Зона №1025 (вент. штрек ПК82-9, конв. штрек ПК90-58).
Зона №1002 (конв. штрек ПК34-6).
3. Барьерные целики разведочных скважин №№6909, 6914, 6913,6915,6792,6783.
4. Затопленный пласт 11 блока № 4 -зона №375.
5. Затопленный вентиляционный штрек 4-10-25 бис (водосборник) - опасная зона № 603,602.
6. Зона ПГД - опасная зона № 637.
Таблица 1 - Горно-геологическая характеристика пласта
Наименование параметра |
Значение |
|
Мощность пласта общая, м |
2,15 |
|
Угол падения пласта, град |
9 |
|
Объемный вес угля, м3/т |
1,2 |
|
Непосредственная кровля: порода мощность, м |
алевролит 5 |
|
коэффициент крепости |
5 |
|
Основная кровля пласта: порода мощность, м |
песчаник 23 |
|
коэффициент крепости |
9 |
|
Почва пласта: порода мощность, м |
алевролит 14 |
|
коэффициент крепости |
6 |
|
Природная газоносность, м3/т. |
10 -11,5 |
2.2 Вскрытие и подготовка пласта
2.2.1 Вскрытие пласта
Способ вскрытия шахты блоковый, вертикальными и наклонными стволами. В настоящее время вскрытие шахты произведено в пределах блоков №3, 4, 5, 5а.
В блоке №4, с поверхности до гор. +70 м под углом 11°20' по породе пройдены 2 наклонных ствола сечением 15,4 кв.м. Стволы оборудованы ленточными конвейерами 2ЛУ-120В для выдачи угля из шахты. Крепление стволов - бетон.
На горизонте +70 м в оба крыла шахтного поля пройден полевой штрек, оборудованный конвейерами 2ЛУ-120В и рельсовыми путями. В каждом блоке с поверхности пройдены вертикальные вспомогательные стволы диаметром 8,5 м. Стволы оборудованы спиральными углеспусками и клетьевыми подъемами для вспомогательных операций, лестничными и трубными отделениями. Подача свежего воздуха на пласты производится по вспомогательным стволам.
В районе пересечения стволов с пластами и на горизонте +70 м у каждого блочного вспомогательного ствола пройдены околоствольные дворы.
Для прирезки запасов в блоке №4 с поверхности до горизонта +70 м пройден наклонный квершлаг, вскрывающий пласты 12, 11, 10, 9 и служащий для подачи на эти пласты свежего воздуха и транспортировки угля конвейером 2ЛБ-120.
Для проветривания отрабатываемых пластов, централизации водоотлива, транспортировки угля с полевого штрека гор. +70 м, также с целью возможности подготовки уклонных полей ниже гор. +70 м пройдены главный конвейерный и путевой квершлаги, которыми подсечены пласты 3-3а, 5, 6-6а, 7-7а, 9, 10, 11, 12.
2.2.2 Подготовка пласта
Для принятия схемы подготовки выбирается способ подготовки, при этом решают вопросы о целесообразности применения способов подготовки. По расположению подготовительных выработок различают: пластовой, полевой, пластово-полевой способ.
На шахте применяют пластовый способ подготовки.
Пластовый способ - это способ, при котором весь комплекс работ производится по пласту.
Достоинства способа:
1) дополнительная информация об элементах залегания пласта;
2) попутная добыча угля;
3) высокая скорость проведения выработок и небольшая продолжительность.
Недостатки:
1) сложность поддержания горных выработок;
2) невозможность проведения выработок по пластам, склонным к самовозгоранию.
При подготовке пластов к выемке в свиты различают два способа: индивидуальный и групповой.
Индивидуальная подготовка - это способ, при котором весь комплекс подготовительных выработок проводится для каждого пласта. В данном случае индивидуальная подготовка пластовая, при этом данная отработка пласта проводится как отдельно, так и совместно.
Подготовка выемочного участка панельная. Сущность панельной схемы подготовки заключается в том, что на уровне околоствольного двора проводится главный откаточный штрек. Затем в пределах каждой панели проводят панельные уклоны с ходками. Каждая панель отрабатывается частями по простиранию, называемыми ярусами. Отработка ярусов в панели осуществляется в нисходящем порядке. Проветривание очистных и подготовительных выработок в панелях осуществляется через центрально-сдвоенные стволы или через один ствол и шурф, пройденные для каждой панели. Панельная схема подготовки шахтных полей, как правило, применяется при разработке горизонтальных пластов и пластов с углами падения до 35° и позволяет при полной конвейеризации шахты и других благоприятных условиях создать очень крупные по мощности предприятия с годовой добычей угля 6 млн. т. и более.
Достоинства панельной схемой подготовки являются:
- возможность создания крупных по мощности шахт за счёт одновременной работы в нескольких панелях и обеспечения благоприятных условий для применения наиболее эффективного конвейерного транспорта;
- использование откаточных выработок одного горизонта для подготовки и отработки значительных по объёму запасов уменьшает их удельную стоимость и сокращает число углубок стволов;
- сравнительно малый объём постоянно поддерживаемых выработок;
- большая нагрузка на отдельный пласт и панель, способствующая высокой концентрации горных работ.
Недостатки панельной схемы подготовки:
- сложность в обеспечении надёжного проветривания длинных бремсберговых и особенно уклонных полей, имеющих одновременно в работе несколько подготовительных и очистных забоев;
- трудности эксплуатации длинных наклонных выработок.
2.3 Выбор системы разработки и ее параметров
2.3.1 Обоснованный выбор системы разработки
Система разработки - это определенный порядок, проведения подготовительных и очистных выработок в пределах выемочного поля, увязанный во времени и пространстве. Системой разработки данного выемочного поля является технология отработки пласта по простиранию длинными столбами. Система разработки длинными столбами отличается независимым ведением подготовительных и очистных работ.
К началу очистной выемки все подготовительные выемки в пределах выемочного поля проводятся на всю его длину.
Поддерживаемые участки подготовительных выработок при ведении очистных работ также находятся в нетронутом массиве. Столбовые системы разработки применяются при любых способах подготовки. Направления движения очистного забоя может быть ориентировано по простиранию, падению и восстанию, а также под любым, другим углом к элементам залегания. Забой имеет прямоугольную форму.
Столбовые системы разработки являются наиболее прогрессивными при разработке мощных и средней мощности пластов. Выемка угля в столбах предусматривается с оставлением целиков, с полным обрушением кровли.
Число одновременно работающих очистных забоев на пласте - 1. Направление отработки столбов обратное - от флангов к уклонам.
В связи с угрожаемостью пластов по горным ударам с глубины 150 и опасностью по внезапным выбросам угля, породы и газа с глубины 215 м, очистные и подготовительные работы при достижении указанных глубин необходимо вести с соблюдение мер по предупреждению горных ударов и внезапных выбросов угля газа и породы.
2.3.2 Расчет параметров системы разработки
Для принятой системы разработки выбираем параметры:
Вынимаемая мощность пласта (m), 2,15 м.
Длина выемочного участка по простиранию (Sу), 2400 м.
Длина выемочного участка по падению (Ну), 300 м.
Длина очистного забоя (Lз), 300 м.
Длина конвейерного штрека (Lк), 2400 м.
Длина вентиляционного штрека (Lв), 2100 м.
Длина монтажной камеры (Lм), 300 м.
Отрабатываемая часть выемочного участка по простиранию определяется по формуле:
(1)
где
hц1 - ширина целика по простиранию между лавой и конвейерным уклоном, 60м;
hц2 - ширина барьерного целика за монтажной камерой, 100м;
Отрабатываемая часть выемочного участка по падению, определяется по формуле:
(2)
где
hц - ширина целика по падению (целик вынимаемый), 35 м;
2.3.3 Подсчет запасов и потерь на выемочном участке
Определяем балансовые запасы выемочного участка:
(3)
где S - длина выемочного столба, м;
H - длина лавы, 300 м;
m - мощность пласта,2,15 м;
- плотность угля, т/м3;
Таблица 2 - Подсчет потерь на выемочном участке
Наименование целика |
Размеры, м |
г, т/м3 |
Потери, т |
|||
S |
H |
m |
||||
За монтажной камерой |
100 |
300 |
2,15 |
1,2 |
77400 |
|
У демонтажной камеры |
60 |
300 |
2,15 |
1,2 |
46440 |
|
? Zпот |
123840 |
Определяем промышленные запасы:
(4)
Определяем процент потерь:
(5)
2.3.4 Расчет объема подготовки
Подготовка выемочных столбов предусматривается спаренными штреками - конвейерным и вентиляционным, закрепленными анкерной крепью. Подготовку пластов на участке планируется производить уклонами (конвейерным и путевым).
Подготовка выемочного столба будет производиться следующим образом:
- по простиранию - проведение конвейерного и вентиляционного штреков;
- по падению (восстанию) - проведение монтажной камеры.
Проходка уклонов, штреков и монтажных камер будет производиться проходческим комбайном типа 12SM27.
Крепление уклонов, штреков и монтажных камер - анкерное (АСП).
Таблица 3- Объем подготовки
Наименование выработки |
Количество |
Длина, м |
Общая длина, м |
|
1Вентиляционный штрек |
1 |
2100 |
2100 |
|
2Конвейерный штрек |
1 |
2400 |
2400 |
|
3Монтажная камера 4Демонтажная камера 5 Сбойки |
1 1 9 |
300 300 315 |
300 300 315 |
|
??в |
5415 |
Определяем протяженность подготовительных выработок приходящихся на добычу 1000 т угля
(6)
2.4 Проведение, крепление и ремонт подготовительной выработки
2.4.1 Назначение выработок и их характеристика
Вентиляционный штрек 4-10-25 предназначен для доставки материалов, оборудования, размещения энергопоезда, прокладки п/п трубопровода , для исходящей струи воздуха из очистного забоя.
Вентиляционный штрек 4-10-25 проводим сечением Sсв = 15,132, крепление анкерное, оборудуется рельсовым путем колеи 900мм.
Конвейерный штрек 4-10-25 проводим сечением 15,13 м2, и оборудуем ленточным конвейером 2ЛТ-100. Конвейерный штрек предназначен для транспортировки горной массы из лавы на главный конвейерный штрек 4-10 и подачи свежей струи воздуха в очистной забой и прохода людей.
Монтажная камера 4-10-25 предназначена для монтажа механизированного комплекса.
2.4.2 Выбор и обоснование средств проведения горной выработки
Проведение выработки по пласту 10 будем производить комбайном 12SM27 с отгрузкой отбитой горной массы на самоходный вагон 10SC32 и далее на концевую часть ленточный конвейер 2ЛТ-100.
Бурение шпуров под анкера в кровле выработок производится бурильными установками "Вомбат" или "Рамбор".
По выработкам прокладывается пожарно-оросительный трубопровод диаметром Ш114 мм с отводами.
Таблица 3 - Техническая характеристика комбайна 12SM27
Общая масса |
74,4 |
|
Производительность |
17-32 |
|
Габариты (длина*ширина*высота) |
11,66*3,51*1,76 |
|
Клиренс |
305 |
|
Диаметр режущего органа |
1367 |
|
Ширина барабана режущего органа |
3505 |
|
Скорость вращения режущего органа |
46 |
|
Ширина погрузочного лотка |
3350 |
|
Глубина подрубки ниже погрузочного лотка |
250 |
|
Угол разворота стрелы (горизонтально) |
45 |
|
Минимальная высота разгрузки |
1040 |
|
Максимальная высота разгрузки |
2490 |
|
Давление на почву |
234 |
|
Рабочий режим расхода воды |
120 |
|
Рабочее давление воды (мин./мах.) |
18/35 |
|
Скорость перемещения комбайна |
4,6/9,1/18,3 |
Таблица 4 - Техническая характеристика самоходного вагона 10SC32
Грузоподъемность |
10,0 |
|
Масса вагона |
19,5 |
|
Скор дв-я по гориз. (без груза/с грузом) |
8/7,2 |
|
Габаритные размеры, длина |
8990 |
|
ширина |
2680 |
|
высота / с кабиной |
1560/1870 |
|
Клиренс |
292 |
|
Радиус поворота по наружному габариту |
6,5 |
|
Напряжение |
1050 |
|
Исполнение электрооборудования |
Взрывобезопасн. |
|
Кабель круглый, марка |
3х16+1х16 |
|
Размер шин |
14. - 20, 24слоя |
|
Давление в шинах |
700 |
|
Подвеска передних и задних колес |
балансирная |
|
Количество ведущих и поворотных колес |
4 |
|
Мощность эл. двигателя хода (правый, левый) |
37/30 |
|
Конвейер скребковый, ширина |
1020 |
Таблица 5 - Техническая характеристика анкероустановщик "Wombat"
Высота, мм |
||
- минимальная (в сдвинутом состоянии) |
1588 |
|
- максимальная (в выдвинутом состоянии) |
2936 |
|
Высота шпинделя гидропривода от почвы, мм |
||
- минимальная |
1000 |
|
- максимальная |
3000 |
|
Ход подачи каретки (гидропривода), мм |
2000 |
|
Усилие подачи (одним гидроприводом), кГ |
1000 - 1200 |
|
Скорость подачи бурового инструмента, м/мин |
0 - 3,0 |
|
Давление рабочей жидкости, МПа |
16 - 20 |
|
Номинальная мощность гидропривода, кВт |
6,0 |
|
Крутящий момент, Нм |
190 |
2.4.3 Выбор формы и размеров поперечного сечения
Выбор формы поперечного сечения горной выработки зависит от величины и направления горного давления, типа и конструкции применяемой крепи, срока службы, а также способа её проведения. Прямоугольную форму выработки используют преимущественно в горизонтальных выработках небольшого срока службы. Форму конвейерного штрека принимаем прямоугольную.
Размеры поперечного сечения выработки (ширина, высота, площадь) зависят от ее назначения, габаритов транспортного и другого оборудования, способа передвижения людей, количества проходящего по выработке воздуха.
Вычисляем минимальную ширину выработки по формуле:
(7)
где
m - зазор между конвейером и крепью 0,4 м;
n - ширина свободного прохода для людей 0,7 м;
С - ширина става конвейера 1,62 м.
А - ширина монорельсовой дороги,1,45 м;
Минимальная ширина
Количество воздуха, которое должно проходить по выработке:
(8)
где Кн - коэффициент, учитывающий неравномерность доставки воздуха, 1,45;
Асут - добыча угля на участках, для проветривания которых подается воздух по данной выработке 5000 т/сут.;
- газовыделение пласта 16 м3/т;
Сд - допустимая концентрация метана в исходящей струе, 1%.
Количество воздуха:
Исходя из необходимого количества воздуха, которое надо пропустить по выработке и допустимой по ПБ максимальной скорости его движения по данной выработке, определяем минимальное сечение выработки в свету
(9)
где Vдоп - максимально допустимая скорость воздуха по выработке, 6 м2/с.
.
Учитывая габариты проходческого оборудования принимаем ширину выработки 5,5 м и высоту выработки 2,8 м, тогда Sсв= 15,13 м2.
Минимальная скорость воздуха на шахтах опасных по газу по ПБ должна быть не менее 0,5 м/с. Максимальная скорость воздуха в подготовительных выработках не должна превышать 6 м/с.
Проверяем выбранное сечение на допустимую скорость воздуха:
0,5 < 4,44< 6
Окончательно принимаем:
Ширина выработки - 5,5 м;
Высота выработки в проходке -2,8 м;
Сечение выработки в свету -15,13 м2;
Сечение выработки в проходке - 15,4 м2.
Проходка конвейерного штрека осуществляется сразу по форме проводимой выработки одной заходкой, что позволяет проводить выработку практически без остановок и обеспечивать высокие темпы проходки.
2.4.4 Расчет крепления выработки
Расчет анкерного крепления производится согласно "Инструкции по расчету и применению анкерной крепи на угольных шахтах России", г. Санкт-Петербург , 2000г.
Pс.кр = Gсж • Кс, МПа, (11)
где Gсж - сопротивление пород кровли на сжатие, 80 МПа;
Кс - коэффициент учитывающий дополнительную нарушенность кровли, для 1 и 2 типов кровли, 0,9.
Pс.кр = 80 • 0,9 = 72 МПа.
Определение расчетных смещений кровли:
Uм = Uт • Кб ? Кш • Кв • Ка; мм (12)
где Uт - типовое смещение кровли определяется по монограмме, 11,5 мм;
Кб - коэффициент учитывающий расположение выработок;
Кв - коэффициент учитывающий влияние других выработок;
Ка - коэффициент учитывающий степень связывания и упрочнения пород конструкциями анкеров, принимается для сталеполимерных анкеров при длине закрепления в скважине;
Кш - коэффициент учитывающий отличие расчетной ширины выработки от В принимаем равным.
Кш = 0,25 • (В - 1) (13)
Для конвейерного штрека:
Кш = 0,25 • (5,5 - 1) = 1,0,
Uм = 11,5 • 1 • 1,0 • 1 • 0.9 = 11,4 мм.
Определяю сопротивления анкерной крепи и длины анкера:
В условиях небольшого горного давления при расчетных смещениях кровли U < 50мм для 1типа кровли с учетом расчетной ширины выработок по таблице определяем длину анкера (?а) и сопротивления анкерной крепи
Для конвейерного штрека: В = 5,5, Ра = 20кН/м2, ?а = 1,8 м
Выбор конструкции анкерной крепи.
Для крепления выработок принимаем сталеполимерные анкера со стержнем диаметром 22 мм из рефренного прутка. Длина закрепления стержня анкера, при длине ампулы (?амп = 0,47 м), в скважине составит при установки одной ампулы 0,75 м. Несущая способность анкера со стержнем диаметром 22 мм из стали СТ5 составит при установке одной ампулы 75 кН.
Расчет шага анкерной крепи
Шаг анкерной крепи (Ск) по условию интенсивности горного давления определяется по формуле:
Ск ? ( nк • Nак ) / ( Ра • В ), м. (14)
Производится сравнение расчетного шага крепи с требуемым по условию минимальной плотностью установки анкеров в зависимости от степени устойчивости пород кровли.
Ск ? nк / (П • В), м, (15)
гдеnк - количество анкеров в ряду, шт;
Nак -несущая способность анкера, кН;
П - плотность установки анкеров, которая должна составлять 0,7анк/м2 при устойчивой кровли.
П = nк / (Ск • В), 1анк/м2. (16)
Для крепления конвейерного штрека принимаем пять анкеров в ряду, шаг крепи составит:
Ск ? (5 • 75) / (4 • 5,5) = 1,7м = 1м.
Ск ? 5 / (0,7 • 5,5) = 1,3м = 1м.
П = 5 / (1 • 5,0) = 0,9анк./м2
0,7 < 1 что удовлетворяет требованиям.
В связи с увеличением плотности установки анкеров уменьшаем длину анкера 10%
?а = 2 - (2 • 0,1) = 2,16м = 1,8 м.
Принимаем: шаг крепи 1,0 м, длину анкера 2,2 м, количество ампул 1 шт.
Крепление бортов выработки не предусматриваем.
2.4.5 Расчет скорости проведения подготовительной выработки
Для определения рациональных параметров организации работ по проведению выработок проходческим комбайном 12SM27, рассматриваются следующие основные процессы: работа комбайна, крепление выработки, транспортирование и выгрузка горной массы и материалов, прочие вспомогательные работы.
Техническая производительность комбайна 12SM27 нахожу по формуле:
(16)
где - мощность снимаемого коронкой слоя угля при поперечном и продольном перемещении рабочего органа 1 м;
- глубина вреза исполнительного органа в забой 0,6 м;
- скорость перемещения рабочего органа по забою1,4 м/с.
(17)
где- максимальный диаметр коронки рабочего органа 1,3 м.
Эксплуатационная производительность комбайна рассчитывается по формуле
(18)
где - коэффициент непрерывной работы комбайна, учитывающий все виды простоев комбайна, 0,3-0,5.
(19)
Рассчитываем объем горной массы отбиваемой за цикл
(20)
где - площадь поперечного сечения выработки в проходке 15,4 м2;
- уход забоя за цикл 1м.
Рассчитываем время обработки забоя и транспорта отбитой горной массы из забоя
(21)
Длительность рабочей смены принимаем ; длительность подготовительно-заключительных операций ; регламентированный перерыв . наращивание транспортных коммуникаций .
Бурение шпуров и установка анкера АСП (А20В) составляет примерно 20мин. Установка одного анкера ШК-1М составит примерно 10 мин. При наличии двух бурильных установок в забое время на бурение и установку анкеров будет приниматься по максимальной величине работы одной из установок при совмещении процессов крепления.
Принимаем время крепления забоя 180мин.
Удельная длительность операций проходческого цикла составит
(22)
Сменная техническая скорость проведения выработки составит
. (23)
(24)
где кг - коэффициент готовности "подготовительный забой", 0,8.
Во вторую, третью и четвертую смены принимаем по 6 цикла по 1 м. В сутки принимаем 18 циклов по 1м.
Месячная скорость проведения выработки составит:
(25)
.
2.4.6 Расчет проветривания и выбор ВМП
При проведении подготовительных выработок наибольшее распространение на шахтах получил нагнетательный способ проветривания. Основой расчета расхода воздуха является требование ПБ о необходимости удаления газов и пыли из призабойной зоны и соблюдение норм расхода воздуха для находящихся в выработке людей.
Метановыделение в выработке рассчитывается по формуле:
(26)
где- метановыделение с неподвижных обнаженных поверхностей пласта, м3/мин,
(27)
Iпов =4•10- 4 •1,85•0,81•12•0,3•(16-4,5)2•7,07=0,9 м3/мин.
Где
- полная мощность угольных пачек пласта, 1,85 м;
- проектная скорость подвигания забоя, 12 м/сут;
- коэффициент фильтрации метана 0,81;
- коэффициент, зависящий от выхода летучих, 0,3;
- природная метаноносность пласта,16 м3/т;
- остаточная метаноносность пласта, 4,5 м3/т;
- коэффициент, учитывающий изменение мметановыделения,7,07
Рассчитываем метановыделение из отбитого угля по формуле:
(28)
где - техническая производительность комбайна, 17 т/мин;
- коэффициент, учитывающий степень отбитого угля, зависит от времени нахождения угля в призабойном пространстве,0,2
(29)
где- время нахождения угля в призабойном пространстве,
1,22 мин;
- коэффициенты характеризующие газоотдачу угля, 0,115- 0,25,
(30)
где - площадь сечения выработки в проходке, 15,4 м2;
- подвигание забоя за цикл, 1 м,
Рассчитываем метановыделение в призабойное пространство тупиковой выработки при выемке угля комбайном:
(31)
- метановыделение с обнаженных поверхностей для длины выработки 20 м, м3/мин,
шахта угольный проветривание пласт
, (32)
I20 =4•10- 4 •1,85•0,81•12•0,325•(16-4,5)2•1,2=0,16 м3/мин.
Расход воздуха, который необходимо подавать в призабойное пространство тупиковой выработки рассчитывается по формуле:
(33)
где - допустимая концентрация газа висходящей вентиляционной выработке, 1%;
- концентрация газа в поступающей на участок вентиляционной струе, 0%,
.
Рассчитываем необходимое количество воздуха для проветривания всей выработки:
(34)
где- коэффициент неравномерности газовыделения, 1,
.
Рассчитываем необходимое количество воздуха для проветривания выработки по минимально допустимой скорости движения воздуха:
(35)
где- минимально допустимая согласно ПБ скорость воздуха
в тупиковой выработке, 0,5м/с,
.
Рассчитываем необходимое количество воздуха для проветривания выработки по числу людей находящихся в тупиковой выработке.
(36)
.
Исходя из расчетов принимаем .
Диаметр трубопровода в зависимости от его длины и расхода воздуха на выходе из трубопровода равным расчетному расходу воздуха для проветривания призабойного пространства, т.е .
Принимаем длину тупиковой части 500м. При данной длине и принимаем трубопровод из гибких вентиляционных труб 1м. Коэффициент утечек трубопровода .
Аэродинамическое сопротивление гибкого вентиляционного трубопровода без утечек воздуха рассчитывается по формуле:
(37)
где- удельное аэродинамическое сопротивление гибкого; вентиляционного трубопровода, 0,0035даПа/м;
- число поворотов трубопровода на 900, 2;
- число поворотов трубопровода на 450,
Рассчитываем подачу вентилятора:
(38)
Рассчитываем давление вентилятора, работающего на гибкий вентиляционный трубопровод:
, (39)
.
Таблица 6 - Техническая характеристика вентилятора ВМЭ-8
Номинальный диаметр рабочего колеса вентилятора, мм |
708 |
|
Номинальная подача, м3/сек. (пред. откл. минус 10%) |
10 |
|
Номинальное полное давление, Па (пред. откл. минус 10%) |
3200 |
|
Мощность электропривода, кВт |
50 |
|
Частота вращения ротора, мин-1 (синхронная) не более |
3000 |
|
Габаритные размеры, мм: |
||
длина, L |
1310 |
|
ширина |
910 |
|
высота |
1100 |
|
Масса комплекта, кг |
750 |
2.4.7 Технология проведения выработки и организация работ
На проведение и крепление конвейерного штрека 4-10-25 занята проходческая бригада участка №5 ООО "Горнопроходческое управление". Бригада состоит из 6 звеньев. Общее руководство бригадой осуществляет бригадир проходчиков. Для руководства каждым звеном назначается звеньевой из числа наиболее опытных и ответственных проходчиков. Звеньевой отвечает за выполнение наряда и соблюдение требований ТБ при их выполнении.
Работа по проведению и креплению выработки ведётся в 3 смены, под руководством горного мастера, продолжительность рабочей смены - 8 часов. График организации работ приведён в графической части паспорта.
Работы начинаются с замера газа метана, осланцевания выработки, осмотра крепи, оборудования и механизмов на предмет безопасности работ и устранения замеченных нарушений.
Последовательность выполнения операций проходческого цикла при прохождении выработки:
- наращивание вентиляционного става, воздуховода, ПОТ, пропитка забоя;
- доставка необходимого количества материалов в забой.
- подготовка комбайна 12CM27к работе и проверка маркшейдерского направления;
- выемка угля и погрузка горной массы;
- установка временной крепи в забое;
- установка постоянной анкерной крепи;
Последовательность выполнения операций проходческого цикла при прохождении выработки по углю в зонах горно-геологических нарушений и неустойчивой кровли:
наращивания вентиляционного става, воздуховода, ПОТ;
доставка необходимого количества материалов в забой;
подготовка комбайна 12CM27 к работе и проверка маркшейдерского направления;
выемка угля и погрузка горной массы;
установка временной крепи;
установка постоянной арочной крепи;
перетяжка бортов и кровли выработки.
Технология проведения выработке на участках с устойчивой кровлей.
Конвейерный штрек 4-10-25 проходится проходческим комбайном 12CM27 по пласту угля.
Цикл начинается с выемки угля комбайном. Отставание постоянной крепи от груди забоя на начало проходческого цикла допускается не более 0,2 м.
Отбитая горная масса (уголь) грузится комбайном 12CM27 на самоходный вагон 10SC32, затем по транспортной цепочке транспортируется на поверхностный комплекс шахты (схема транспорта приведена в графической части).
После выемки угля комбайном (не более 1,2 м от постоянной крепи) комбайн из забоя отгоняется под закрепленное пространство. Производится оборка кровли и бортов выработки от нависших кусков породы, угля пикой длиной 2,5 м из-под защиты постоянного крепления. Оборку производит рабочий, проинструктированный и ознакомленный под роспись в книге нарядов (звеньевой).
Работы по возведению анкерной крепи производятся под защитой временной крепи.
После выемки угля на величину заходки, отставание постоянной крепи от груди забоя не должно превышать 1,2 м.
Порядок возведения временной крепи.
Отогнать комбайн на 3-4 метра от забоя. Исполнительный орган опустить на почву выработки. Выключить магнитную станцию, заблокировав кнопку "Стоп". Из-под закрепленного постоянной крепью пространства производится оборка кровли и бортов выработки оборочной пикой длиной не менее 2,5 м. Загнутая опережающая решетка с предыдущего цикла снимается с крючков и разгибается к забою. На средние анкера постоянной крепи 1-го и 2-го круга от забоя устанавливаются кронштейны временной крепи, в которые устанавливаются СВП-17 длиной не менее 2,0 м. Производится частичная выдвижка СВП-17, на которые укладывается подхват временной крепи ПП8. Заводится решетка для крепления последующего цикла.
Производится выдвижение конструкции временной крепи в забой на 0,75 м. Подхваты временной крепи расклиниваются в кронштейнах при помощи деревянных клиньев, при этом выдвижная консоль временной крепи поджимается к кровле выработки. Временная крепь установлена
Порядок возведения постоянной крепи.
Из-под защиты временной крепи в место бурения устанавливается бурильная установка "WOMBAТ" и производится бурение шпуров Ш30 мм. Необходимая длина шпура проверяется буровой штангой. Глубина шпуров должна быть на 70-100 мм меньше длины анкеров. Выступающие в выработку концы установленных анкеров не должны превышать 50 мм.
В пробуренный шпур Ш30 мм вставляется хим. ампула. Затем вставляется анкер А20В с гайкой и двумя металлическими шайбами. С помощью бурильной установки и спец. ключа поступательно - вращательным движением производится размешивание полимерной смолы в шпуре до полного перемешивания химического состава хим. ампулы.
Выдерживается время затвердевания полимерной смолы (согласно техническим данным).
Далее установкой "WOMBAТ" производится закручивание гайки до упора.
Описанным выше способом производится бурение и установка оставшихся анкеров в кровлю выработки.
Производится демонтаж временной крепи.
Постоянная крепь установлена. Цикл по проведению выработки повторяется.
Технология проведения конвейерного штрека 4-10-25 пл. 10 в зонах геологических нарушений
Крепление выработки осуществляется трёхзвенной арочной крепью А16-22 с шагом установки крепи 0,5 м.
После выемки угля на величину заходки 0,5 м, комбайн 12CM27 отгоняется от груди забоя на 4,0 м, исполнительный орган опускается на почву и комбайн выключается и блокируется. Из-под защиты крепи производится тщательная оборка кровли, бортов и груди забоя пикой длиной не менее 2,5 м.
Устанавливается монтажный полок.
Возводится временная крепь, которая состоит из двух спец. профилей СВП-17, L=3,0 м, верхняка А16-22 и четырех специальных хомутов с деревянными клиньями. С монтажного полка, из-под защиты постоянной крепи, заводится металлическая решетка и производится укладка верхняка арочной крепи на консоли временной крепи. Затем верхняк временной крепи выдвигается на шаг крепи и при помощи распор скрепляется с верхняком постоянной крепи. Из-под защиты временной крепи берутся приямки глубиной 100 мм, в которые устанавливаются стойки крепи А16-22, которые соединяются с верхняком временной крепи при помощи замковых хомутов. Установленная рама проверяется по направлению, реперу, расклинивается отрезками деревянной затяжки и скрепляется при помощи распор с рамой постоянной крепи. Производится перетяжка межрамного пространства по бортам и кровле выработки металлической решеткой, с забучиванием пустот негорючим материалом. После чего цикл повторяется. Отставание постоянной крепи от груди забоя не должно превышать 0,7 м, временной 0,2 м при шаге крепи-0,5 м.
2.4.8 Меры безопасности в подготовительном забое
Проходческий цикл начинается с приведения забоя в безопасное состояние: осмотр забоя, состояние крепления, осмотра и проверки комбайна 12CM27, транспортной цепочки самоходный вагон 10SC32. До начала осмотра и ремонта комбайн 12CM27 отгоняется от забоя на расстояние не менее 4,0м. и обесточивается.
Перед началом работ МГВМ обязан проверять:
- наличие основного и высоконапорного орошения;
- работоспособность РД (т.е. запуск при наличии давления воды на орошении);
- наличие датчика ТМРК, освещение, работу форсунок;
- наличие звуковой сигнализации при запуске;
- работу аварийной остановки.
После проверки оборудование запускается в работу.
При монтаже ПОТ, доставке материалов, транспортировка угля по конвейерам запрещается.
Рабочие должны находиться на рабочем месте под закрепленным пространством, в исправной спец. одежде и иметь индивидуальные средства защиты, а именно: самоспасатель, респираторы типа "Лепесток", "беруши", индивидуальный перевязочный пакет. Самоспасатель должен находится непосредственно на рабочем месте.
2.4.9 Содержание и ремонт подготовительной выработки
В процессе эксплуатации выработок необходимо осуществлять повседневный контроль за их состоянием: за размерами поперечного сечения, зазорами между крепью и подвижным составом, состоянием крепи и рельсовых путей.
При обнаружении нарушений крепи и рельсового пути движение по этим выработкам должно быть немедленно прекращено и приняты меры к приведению выработок в безопасное состояние.
В закрепленной выработке необходимо обращать внимание на признаки опасного состояния анкеров и пород кровли, которые могут проявляться в виде срывов гаек, разрыва или выпадения стержня анкера из шпура, значительной деформацией и порыва решетки и шайб, раскрытие трещин в кровле, сопровождающегося щелчками и треском, растрескивание и отход угля от бортов выработки, появление капежа с кровли.
Не допускается подвеска к элементам крепи машин и механизмов и другого оборудования, создающие динамические и вибрационные нагрузки. Для этих целей необходимо устанавливать дополнительные анкера, закрепленные за пределами зоны разрушения пород. На сопряжениях выработок бурятся шпуры длиной 5 м, диаметром 43 мм, в которые устанавливаются датчики смещения пород кровли.
Работы, связанные с ремонтом выработки, выполняют не менее двух рабочих, которые должны быть ознакомлены с паспортом перекрепления выработки и с состоянием дел и причинами, вызывающими необходимость ремонтных работ. Начинать работу необходимо в присутствии лица тех. надзора, который конкретно детализирует задание непосредственно на участке производства ремонта в части характера и последовательности выполнения работ. Перед началом ремонтных работ участок должен быть тщательно осмотрен лицом тех. надзора. При ремонтных работах кабели и трубопроводы должны быть отсоединены от элементов крепи и уложены на почву с таким расчетом, чтобы не создавать помехи последующим работам.
2.5 Выемка угля, крепление и управление кровлей
2.5.1 Выбор механизация очистных работ
Основным средством механизации на пологих пластах являются механизированные комплексы добычного оборудования, позволяющие механизировать и совмещать во времени все основные операции технологического процесса в очистном забое.
В общем случае в состав механизированного комплекса входят: механизированная крепь, крепи сопряжений очистного забоя со штреками, очистной комбайн, лавный конвейер, насосные станции, оросительная система, энергопоезд и другое оборудование.
При выбранной нами системе отработки угольного пласта длинными столбами по падению, с управлением горным давлением полное обрушение кровли, выбранные нами технологические средства механизации должны обеспечить высокую безопасность труда, максимальную экономическую эффективность и снизить трудоемкость выполняемых работ в очистном забое.
Для отработки лавы 4-10-25 принимаем следующее оборудование:
Механизированная крепь - JOY;
Очистной комбайн -SL-300;
Очистной конвейер - AFC-1;
Перегружатель - ПСП-308.
Таблица 7 - Характеристика крепи JOY
Показатель |
Значение |
|
Удельное сопротивление на 1м2 поддерживаемой площади, кН/м2 |
1180 |
|
Удельное сопротивление на 1м длины лавы, кН |
4900 |
|
Среднее давление на почву , Мпа |
2,4 |
|
Высота секции по стойкам, мм минимальная максимальная |
1500 3200 |
|
Шаг установки секции, м |
1,756 |
|
Шаг передвижки, м |
0,78 |
|
Максимальное давление в напорной магистрали, Мпа |
31 |
|
Масса секции крепи, кг |
22700/23800 |
Таблица 8 - Техническая характеристика SL-300
Показатель |
Значение |
|
Пределы регулирования высоты исполнительного органа от опорной поверхности конвейера, мм нижний не более верхний не более |
1600 2500 |
|
Ширина захвата, мм |
800 |
|
Диаметр исполнительного органа, мм |
1700 |
|
Суммарная номинальная мощность привода комбайна, кВт |
627 |
|
Номинальное напряжение электрооборудования комбайна при частоте 50 Гц, В |
1140 |
|
Расчетная производительность, не менее, т/мин |
7,2 |
|
Диапазон рабочих скоростей подачи, м/мин |
0 - 12 |
Таблица 9 - Технические данные перегружателя ПСП-308
Показатели |
Значения |
|
Длина, не более, мм |
44 |
|
Производительность, т/час |
3000 |
|
Масса перегружателя,кг |
455052 |
|
Тяговый орган: тип цепи, калибр, шаг, класс прочности |
2-26 * 92-3 ТУ12..0173856.024-94 |
|
Скорость движения тягового органа, м/с |
1,5 |
|
Количество тяговых цепей, шт |
2 |
|
Расстояние между скрепками, мм |
1104 |
|
Разрушающая нагрузка,не менее, кН: тяговой цепи соединительного звена |
840 800 |
|
Высота боковых рештаков, мм |
230 |
|
Длина рештака, мм |
1500 |
|
Ширина рештака, мм |
732 |
|
Электродвигатель мощность, кВт |
27ДКОФВ250/В4У2,5 160 |
|
Высота перегружателя, мм |
1750 |
|
Ширина, мм |
2500 |
Таблица 10 -Техническая характеристика конвейера AFC-1
Показатели |
Значения |
|
Длина, м |
300 |
|
Производительность при скорости, т/час |
1800 |
|
Применяемость по углу падения, градус по простиранию по падению по восстанию |
От минус 25 До плюс 25 От 0 до минус 15 От 0 до плюс 15 |
|
Количество тяговых цепей,шт |
2 |
|
Расстояние между скрепками, мм |
0,756 |
|
Длина рештака,мм |
1750 |
|
Высота боковины, мм |
320 |
|
Ширина рештака по боковине, мм |
1100 |
2.5.2 Крепление и управление кровлей
Управление горным давлением - совокупность мероприятий по регулированию проявлений горного давления в рабочем пространстве очистного забоя и прилегающих к нему подготовительных выработках с целью обеспечении безопасности и необходимых производственных условий. Эти мероприятия сводятся к правильному выбору крепи горных выработок, предупреждению массовых обрушений пород, горных ударов и внезапных выбросов угля и газа.
Принимаем управление кровлей - полное обрушение. Этот способ является самым экономичным.
Выбор типа размера механизированной крепи для лавы 4-10-25 производим из следующих условий:
Нmin = Mmin•(1 - A • L1) - Зр, м, (40)
Hmin= 2·(1-0,05·2,87)-0,05=1,67 м.
Нmax = Mmax•(1 - A • L2), м, (41)
Нmax=2,25·(1-0,05·2,87)=2 м.
где Нmin и Нмах - необходимая максимальная и минимальная конструктивная высота крепи, 1,67; 2 м;
Мmin и Ммах - минимальная и максимальная мощность пласта в пределах выемочного столба, 2,87;
Подобные документы
Особенности выбора оборудования для добычи угля в условиях ОАО "шахта Распадская". Методика расчета нагрузки на очистной забой, а также количества воздуха для проветривания выемочного участка. Специфика организации работ по борьбе с пылью на участке.
дипломная работа [650,8 K], добавлен 07.09.2010Горно-геологическая характеристика пласта Полысаевского-II. Организация работ в очистном забое. Техническая характеристика очистного оборудования. Подсчёт запасов выемочного участка и потерь угля. Расчет нагрузки на лаву. Проветривание очистного забоя.
курсовая работа [139,7 K], добавлен 16.09.2012Обоснование технологии и оборудования очистного забоя. Выбор схемы вскрытия и подготовки пласта №3. Определение скорости подачи комбайна по вылету резца. Расчет ожидаемого газовыделения по природной газоносности при отработке выемочного участка 339.
дипломная работа [144,5 K], добавлен 02.02.2013Метановыделение в выработки выемочного участка. Расход воздуха для проветривания выработок выемочного участка с применением мероприятий по дегазации. Подача и давление вентилятора местного проветривания. Расчет депрессии выработок выемочного участка.
курсовая работа [132,5 K], добавлен 30.09.2012Горно-геологическая характеристика поля шахты "Ерунаковская-VIII" Новокузнецкого района Кемеровской области. Расчет добычных работ месторождения. Проектирование электроснабжения шахты и расчёт электроснабжения участка. Обзор рынка проходческих комбайнов.
дипломная работа [636,6 K], добавлен 10.07.2015Горно-геологическая характеристика карьера, расчет параметров, объема вскрыши и полезного ископаемого. Выбор и обоснование способов вскрытия, системы разработки. Выбор экскаватора и расчет производительности. Параметры системы открытой разработки.
курсовая работа [703,0 K], добавлен 26.10.2016Обоснование способа и схемы подготовки шахтного поля. Определение нагрузки на очистной забой. Выбор средств комплексной механизации. Расчет запасов полезного ископаемого выемочного столба и срока отработки выемочных участков. Организация работ в лаве.
курсовая работа [838,0 K], добавлен 17.03.2013Характеристика Лебединского горно-обогатительного комбината. Геологическое строение месторождения. Расчет параметров карьера. Вскрытие месторождения. Выбор и расчет оборудования на вскрыше и добыче; системы разработки и ее элементов, буровзрывных работ.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 22.12.2011Горно-геологические условия разработки пласта. Выемка угля, крепление и управление кровлей в лаве. Организация работ, определение численного состава звена горнорабочих очистного забоя. Расчет расхода крепежных материалов. Требования правил безопасности.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 27.06.2014Мощность шахты, режим работы. Механизация очистной выемки и нагрузка на забой. Главные способы подготовки шахтного поля и система разработки угольных пластов. Группирование пластов по очередности отработки и определение нагрузки. Вскрытие шахтного поля.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 18.12.2015