Разработка шахтного поля
Федеральное
агентство по образованию
Государственное
образовательное учреждение высшего профессионального образования
Тульский государственный университет
Кафедра
Горных технологий и геотехники
Курсовая
работа
по дисциплине: Основы горного дела
Тула, 2008
Введение
Уголь является одним из основных энергоносителей, а также важнейшим
сырьем для коксохимической и химической промышленности, поэтому абсолютный
объем угледобычи в мире, в том числе и в России, систематически возрастает,
хотя доля угля в топливно-энергетическом балансе постепенно снижается.
Основными поставщиками угля для народного хозяйства страны являются шахты и
разрезы Донбасса, Кузбасса, предприятия Карагандинского и Подмосковного
бассейнов, а также Восточной Сибири и Дальнего Востока. Важное
народнохозяйственное значение имеют полное извлечение полезных ископаемых из
недр, рациональное и комплексное их использование, максимально возможное
извлечение ценных компонентов на всех стадиях переработки. Во многих случаях
общая экономическая ценность сопутствующих полезных компонентов равна ценности
основного компонента, а иногда даже превышает ее.
Горное дело относится к одному из основных видов человеческой
деятельности, которые обеспечивают само существование и уровень развития
цивилизации.
Горное дело - область промышленного производства, охватывающая разведку
месторождений полезных ископаемых, их разработку и первичную переработку
добываемого минерального сырья, а также строительство горных предприятий и
подземных сооружений различного назначения. История развития горного дела
насчитывает несколько тысячелетий. Современное горное производство предъявляет
к техническим руководителям - горному технику и инженеру - высокие требования.
Характерной чертой, присущей подземному способу добычи угля, является
постоянное ухудшение горно-геологических условий, связанное с увеличением
глубины разработки и проявляющееся в увеличении газообильности выработок,
повышении горного давления, возрастании температуры. Кроме того, происходит
постепенное истощение запасов угля в пластах средней мощности, являющихся
наиболее благоприятными для комплексно-механизированной выемки.
Подземный способ добычи угля характеризуется высокой трудоемкостью,
большими эксплуатационными затратами, длительными сроками строительства шахт.
Проектирование, строительство новых и реконструкция существующих предприятий по
добыче твердых полезных ископаемых требуют знаний технологических процессов,
понимания и учета горно-геологических условий, специфики ведения горных работ, требований
техники безопасности и охраны труда.
1.
Анализ условий залегания полезных ископаемых
Начальные данные: угол падения - 3°, т. е. данный пласт пологий. Кровля
пласта - глина, почва пласта - глинистый сланец.
Расстояние между почвой и кровлей пласта по нормали называется мощностью
пласта m.
т1 = 1,7 м; т2 = 1,9 м; т3= 2,1 м
средней мощности пласты,
По значению коэффициентов fy1= 2; fy2 -
2,1; fy3= 2,2 -можно судить, что это
антрацит, с объёмными плотностями соответственно
γy1 = 1,35 т/м3 ; γy2= 1,36 т/м3 ; γy3=1,37 т/м3.
Глина имеет крепость f = 3 - довольно мягкая. Глинистый сланец имеет крепость f = 7 - средняя крепость.
Расстояния между пластами соответственно: первым и
вторым - 8,8м. между вторым и третьим - 8,8 м.
Подсчитаем балансовые запасы шахтного поля по формуле:
Zб = S •H•
п
- число рабочих пластов в шахтном поле;
Zб - балансовые запасы;
S - размер шахтного поля по простиранию;
H - размер шахтного поля по падению;
mi - мощность i - го
пласта;
γi - плотность i - го пласта;
Так как шахтное поле имеет не прямоугольную форму,
введём коэффициент 0,55; H
=4400м; S =7000 м.
Z6 = 0,55 • 4400 •7000 • (1,7 • 1,35 + 1,9 • 1,36 + 2,1 •
1,37) = 131,38664 млн.т.
Коэффициент извлечения запасов угля из недр (Cизвл), принимается равным 0,91 (для
средних пластов):
Промышленные запасы:
Zпр = Zб• Cизвл
Zпр = 131,38664 • 0,91 = 119,561842
млн.т.
ZП = Zб - Zпр
ZП =131,38664 - 119,561842 = 11,824798
млн.т.
Коэффициент потерь: k = (1 - Сизвл) • 100%
k = (1 - 0,91) • 100% =9%.
Проектную мощность и срок службы шахты:
2. Потери составляют k = 9 %.
3. Балансовые запасы Zб = 131,38664 млн. т.
4. Промышленные запасы Zпр = 119,561842 млн. т.
5. Общие потери по шахте составляют ZП = 11,824798 млн. т.
Считая, что потери в околоствольных целиках равны 1%,
находим эти
потери:
Zэксп = Zб •
0,01• 1 = 131,38664 • 0,01• 1 = 1,3138664 млн. т.
Следовательно, эксплутационные потери составят:
ZП - Zэксп
= 11,824798 - 1,3138664= 10,5109316 млн.т.
6. Расчетный срок службы: Tр = Zпр /A
Tр = 119,561842 /3 = 36,23 лет.
7. Сроки освоения проектной мощности шахтой t1 = 4 года.
Тф = Tр + t1 + t2,
Тф = 4+ 2+ 36,23 = 42,23 года
8. Суточная добыча шахты после освоения проектной
мощности составит:
Ac = A / N = 3300000/260 = 12692,3 т.
2. Формирование комплексов горных выработок
Выбор способа вскрытия и подготовки шахтного поля.
При выборе рационального способа вскрытия шахтного поля необходимо
обратить внимание на количественные значения таких факторов, как размер
шахтного поля по падению, угол наклона пластов, их число и расстояние между
ними.
Вскрытие пластов.
Схемы с капитальными или этажными гезенками обычно используют при
вскрытии двух и более пластов, залегающих под углом до 10-12°, и расстоянии
между смежными пластами по вертикали до 120 м при капитальном и до 90 м при
этажных гезенках
Одногоризонтные схемы вскрытия вертикальными стволами применяют при
разработке как одиночного пласта, так и свиты пластов (рис. 1).
При вскрытии пласта выработки околоствольного двора располагают или
непосредственно по пласту, или в устойчивых породах почвы.