Проект разработки запасов месторождения в границах шахтного поля

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра РПМ

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

ТЕМА: „ПРОЕКТ РАЗРАБОТКИ ЗАПАСОВ МЕСТОРОЖДЕНИЯ В ГРАНИЦАХ ШАХТНОГО ПОЛЯ”

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА ПО ДИСЦИПЛИНЕ

„ТЕХНОЛОГИЯ ГОРНОГО ПРОИЗВОДСТВА”

Выполнила: студентка гр. МАШ-03

Проверил: доцент каф. РПМ Голембиевский П.П.

Донецк - 2005

Реферат

Курсовой проект: ____ страниц, 2 рисунка, 3 таблицы, 1 чертеж.

Целями проектирования являются:

.        оценивание конкретных горно-геологических и горнотехнических условий применительно к эксплуатации шахты;

2.      проектирование технологии горного производства, ее организации, нахождение и применение наиболее современных, эффективных и прогрессивных технических решений;

.        изучение в процессе проектирования специальной, справочной, нормативной литературы, государственных стандартов, типовых проектов, научно-исследовательских отчетов.

В данном курсовом проекте решаются такие задачи:

.        характеристика заданных горно-геологических и горнотехнических условий;

2.      расчет балансовых и промышленных запасов полезного ископаемого в пределах шахтного поля;

.        определение производственной мощности и срока службы шахты;

.        обоснование и принятие способа вскрытия и подготовки шахтного поля;

.        обоснование и принятие системы разработки, и определение основных ее параметров;

.        выбор машин и механизмов для выполнения производственных процессов на выемочном участке;

.        расчет длины действующей, резервной и общей линии очистных забоев, длины лавы;

.        расчет параметров цикла очистных работ в забое и составление графика организации работ в очистном забое;

.        расчет нормы выработки, определение численности рабочих в очистном забое и производительности труда горнорабочих очистного забоя;

.        отражение на чертеже принятых решений по вскрытию, подготовке шахтного поля, системе разработки, технологии очистных работ.

ШАХТА, ШАХТНОЕ ПОЛЕ, ВСКРЫТИЕ, ПОДГОТОВКА, ПЛАСТ, КРОВЛЯ, ПОЧВА, МЕТАН, ВЕНТИЛЯЦИЯ, БРЕМСБЕРГ, КРЕПЬ, КОМБАЙН, КОНВЕЙЕР, БРИГАДА.

Содержание

Реферат

Введение

1. Характеристика месторождения

2. Запасы шахтного поля

3. Производственная мощность и срок службы шахты. Режим работы шахты

4. Выбор способа вскрытия шахтного поля

5. Выбор способа подготовки шахтного поля

6. Выбор системы разработки и технологии ведения очистных работ

6.1 Выбор и обоснование системы разработки

6.2 Технология ведения очистных работ

6.3 Выбор типоразмера механизированной крепи

6.4 Проведение и охрана подготовительных выработок

6.5 Расчет объема суточной добычи угля в лаве

6.6 Транспортирование угля в очистном забое

6.7 Проектирование технологии работ на концевых участках лавы и конструкции сопряжений ее участковыми выработками

6.8 Уточнение длины лавы и параметров цикла выемки угля

7. Определение количества очистных забоев и резерва добычи шахты

8. Экономика и организация труда в очистном забое

8.1 Определение объема работ на цикл

8.2 Определяем полный состав бригады

8.3 Организация работ в лаве

9. Мероприятия по технике безопасности и охране труда в очистном забое

Выводы

Перечень ссылок

Введение

На современном этапе развития горной науки остро стоит вопрос о рентабельности угольных предприятий в условиях, когда многие шахты не являются рентабельными. Для того, чтобы угольные предприятия приносили прибыль, нужно чтобы все участки цепи работали слажено. Один из основных участков шахты, где непосредственно ведется добыча угля - очистной забой. От работы этого участка зависит состояние шахты. В современных условиях руководство шахт делает упор на повышение объема добычи. Для этого необходимо, чтобы верно были выбраны параметры работы участка и шахты в целом (схема вскрытия и разработки, оборудование добычного участка, способ охраны выработки). Нужно принимать прогрессивные технологические решения. Этому и посвящена данная работа.

1. Характеристика месторождения

Шахтное поле имеет размеры: по простиранию S=8500 м; по падению H=4100 м. В пределах данного месторождения залегают три пласта мощностью: m₁=1,07 м, m₂=1,49 м, m₃=1,72 м. Угол падения пластов a=14°. Согласно правилам технической эксплуатации (ПТЭ) угольных и сланцевых шахт данные пласты являются пологими пластами средней мощности.

Разработка пластов начинается на начальной глубине Н_нач=300 м. Проект составляется для пласта m₁. Этот пласт имеет простое строение. Непосредственная кровля представлена глинистым сланцем мощностью m=2,0 м и крепостью f=2-3. Основная кровля представлена песчанистым сланцем мощностью m=17 м и крепостью f=6. Отсюда следует, что нижний слой кровли по устойчивости относится к категориям Б₂-Б₃ - малоустойчивые. А по обрушаемости породы кровли относятся к категории А₂ - легко обрушаемые. В почве залегает песчаный сланец мощностью m=7 м и крепостью f=5, значит породы почвы относятся к категории П₃, т.е. мероприятия по повышению устойчивости не требуются. Средняя плотность угля γ=1,42 т/м³. Угли по сопротивляемости резанию (А_р=240 кН/м) относятся ко II группе - хрупкие и вязкие. Категория углей по разрушаемости - крепкие.

Ожидаемое газовыделение при очистных работах 16 м³/т, из разрабатываемого пространства 10 м³/т, из выработанного пространства 6 м³/т. Исходя из этого делаем вывод, что шахта является сверхкатегорной. Приток воды составляет 2 м³/ч.

Рассматриваемый пласт не опасен по внезапным выбросам угля и газа и опасен по взрывам угольной пыли и самовозгоранию.

Так как нижний слой кровли по устойчивости относится к категориям Б₂-Б₃ - малоустойчивые, то следует проводить мероприятия по укреплению непосредственной кровли. Применим упрочнение пород нагнетанием полиуретановых составов. Процесс нагнетания скрепляющего полиуретанового состава включает в себя: подготовительные операции (бурение шпуров, доставка в лаву запорно-смесительной арматуры, доставка к нагнетательной установке емкостей с компонентами скрепляющего состава, которыми являются полиол и полиизоцианат, проверка работоспособности нагнетательного оборудования и др.), непосредственно работы по нагнетанию и заключительные операции (демонтаж смесительно-запорной арматуры, уборка средств бурения, промывка нагнетательной установки и др.). Нагнетание полиуретановых составов производится через шпуры диаметром 42…45 мм и длиной 4,0…4,5 м. Герметизация их осуществляется на глубине 1,2…1,5 м. Номинальное давление нагнетания - 2…5 МПа, темп нагнетания 7…9 л/мин. Повторное выполнение работ по нагнетанию полиуретановых составов рекомендуется производить после подвигания лавы на 3,5…4,0 м. Работы по упрочнению пород кровли рекомендуется выполнять в ремонтно-подготовительную смену.

2. Запасы шахтного поля

Балансовые запасы угля в пределах шахтного поля составляют:

где

S=8500 м - размеры шахтного поля по простиранию;

Н=4100 м - размеры шахтного поля по падению;

γ =1,42 т/м³ - средняя плотность угля;

∑m=m₁+m₂+m₃ - суммарная мощность пластов.

Общешахтные потери составляют:

где С_общ=0,01-0,02 - коэффициент общешахтных потерь.

Эксплуатационные потери составляют:

где С_э=0,05-0,1 - коэффициент эксплуатационных потерь.

Общешахтные и эксплуатационные потери в сумме составляют проектные потери:

Промышленные запасы шахты составляют:

Полученный результат округляем до целых десятков тысяч тонн:

Q_пр=187760000 т

Определяем коэффициент извлечения угля из недр:

3. Производственная мощность и срок службы шахты. Режим работы шахты

Исходя из величины промышленных запасов и нормативных сроков службы шахты устанавливаем годовую производственную мощность шахты:

А_r=3,0 млн. тонн угля

Срок службы шахты взаимосвязан с ее производственной мощностью, и определяется:

где t_рз=2-5 лет - время на развитие и затухание работ

Принимаем 300 рабочих дней в году по добыче угля. В настоящее время для подземных работ продолжительность рабочей смены принята 6 часов. Т.к. разрабатываемый пласт не опасен по внезапным выбросам угля и газа, то принимаем три добычных смены и одну ремонтно-подготовительную. Ремонт оборудования планируем в первую смену.

запас месторождение шахтное поле

4. Выбор способа вскрытия шахтного поля

Правильный выбор способа вскрытия месторождения имеет большое значение, т.к. им определяется значительный отрезок времени, размер необходимых капиталовложений, общая технология производственных процессов, уровень механизации и др.

Вскрытие производится основными вскрывающими выработками - вертикальными и наклонными стволами, штольнями, тоннелями; и вспомогательными выработками - горизонтальными и наклонными квершлагами, вентиляционными стволами, гезенками и скатами.

Анализируя условия залегания пластов, применяем способ вскрытия вертикальными стволами и погоризонтными квершлагами. Этот способ приемлем, т.к. пласты залегают на достаточно большой глубине (H_нач=300 м), и вскрытие наклонными стволами с полной конвейеризацией шахты не возможен.

Согласно заданным условиям шахтное поле имеет размеры по простиранию (8500) и по падению (4100). Такие размеры предполагают разделение по падению на три ступени (одна бремсберговая 1500 м и две уклонных по 1500 м и 1100 м).

В целях скорейшего ввода шахты в эксплуатацию стволы проводят до нижней границы бремсберговой части, оборудуют ОД и приступают к проведению штреков.

Транспортировка угля и породы по транспортному квершлагу осуществляется с помощью конвейерного транспорта, а для вспомогательных материалов - локомотивная откатка.

Свежая струя поступает по вспомогательному стволу и далее по транспортному штреку.

Нижняя техническая граница находится на глубине:

Необходимая длина ствола:

Рисунок 4.1 Схема вскрытия шахтного поля

5. Выбор способа подготовки шахтного поля

При выборе способа подготовки шахтного поля следует учитывать условия залегания пластов, особенно наличие крупных геологических нарушений, размер шахтного поля по падению, производственную мощность шахты.

Выбранная схема подготовки шахтного поля должна обеспечивать: максимальную концентрацию ведения очистных работ в пределах пласта, панели, этажа; максимальную концентрацию грузопотоков по основным магистральным выработкам; безремонтное поддержание основных выработок; эффективность схем проветривания.

После анализа этих способов подготовки определяем, что наиболее рациональным является применение панельного способа подготовки шахтного поля.

Свежий воздух из откаточного штрека поступает по вспомогательным ходкам, откаточному этажному штреку, омывает лавы и выходит на вентиляционный штрек и далее к шурфу.

В пределах первой бремсберговой части принимаем по простиранию 2 панели по 2800 м и одну равной 2900 м.

При данном способе подготовки от капитального квершлага проводят в обе стороны главные штреки, а от них панельные бремсберги. Проветривание осуществляется через вентиляционный квершлаг и центральный вентиляционный ствол. Для проветривания уклонной части проводятся параллельные вентиляционные штреки.

Транспорт угля и породы осуществляется конвейером от очистного забоя до ОД, чтобы обеспечить высокую производительность.

6. Выбор системы разработки и технологии ведения очистных работ

6.1 Выбор и обоснование системы разработки

Выбор системы разработки должен производиться на основании принятых решений по подготовке шахтного поля, а также совместно с принятием основных решений по технологии ведения очистных работ.

При выборе системы разработки следует проанализировать такие параметры как мощность и угол падения пласта, глубину ведения работ, горно-механические свойства вмещающих пород, величину газоносности, выбросоопасносность и обводненность пласта и пород, самовозгораемость и крепость угля, технологические и технические параметры очистного и проходческого оборудования, которое предполагается применять. Принятая система разработки должна обеспечивать экономичность добычи угля и высокий уровень концентрации работ.

Учитывая, что шахта является сверхкатегорной по газу, необходимо предусмотреть дегазацию пласта. Поэтому необходимо применение столбовой системы разработки. Принимаем систему разработки с подсвежением исходящей струи и направлением исходящей струи воздуха из лавы на выработанное пространство. При этой системе разработки для исходящей струи проводится фланговая выработка.

Сущность этой системы разработки в том, что от главных наклонных выработок на длину равную половине длины панели проводят транспортный и вентиляционный штреки; затем они соединяются между собой монтажной камерой, в которой монтируется оборудование лавы, и отработка лавы в выемочном поле осуществляется обратным ходом от границ шахтного поля. Транспортирование угля происходит по транспортному штреку.

Проветривание осуществляется за счет проведения фланговой выработки, которая соединяется с вентиляционным полевым штреком, который в свою очередь соединяется с вентиляционным квершлагом и вентиляционным стволом. Применяется противоточное проветривание с подсвежением исходящей струи.

6.2 Технология ведения очистных работ

На основе принятых решений по системе разработки определяем технологическую схему ведения очистных работ и ее основные параметры.

Управление кровли полным обрушением.

Мероприятия по повышению устойчивости почвы не требуются (исходя из данных f_почвы=5, средней устойчивости).

На основе анализа исходных данных и технических характеристик выемочных машин принимаем выемку угля узкозахватным комбайном К103М, который работает по челноковой схеме. Число циклов в сутки - 5. [3]

Расчет скорости подачи очистного комбайна при выемке угля:

Коэффициент отжима угля:

где

r = 0,8 м - ширина захвата комбайна; [1, табл.1.1] = 1,07 м - вынимаемая мощность пласта [по заданию].

Сопротивление угля резанию в призабойной части пласта:

Определяем возможную скорость подачи комбайна по мощности привода v_ппр, м/мин:

где

m₁ и m₂ - минимальное и максимальное значения вынимаемой мощности пласта для данного типа комбайна принимаем из таблицы [1, табл.1.1];_ппр1 и V_ппр2 - значения принимаемые из таблицы [1, табл.1.1].

где

k_пк = 1,15 - коэффициент увеличения скорости подачи комбайна при выемке хрупких и весьма хрупких углей [1, стр.16];

А'_р и А''_р - сопротивляемость угля резанию, принимается из таблицы [1, табл.1.1].

Определяем составляющую силы резания в направлении подачи комбайна F_п (кН):

где

F'_п и F''_п - составляющие силы резания в направлении подачи комбайна, определяются из таблицы [1, табл.1.1].

Определяем возможную скорость подачи комбайна по допустимому тяговому усилию его механизма подачи V_тяг (м/мин):

где

F_т = 200 кН - тяговое усилие подающей части комбайна, принимаем из таблицы [1, табл.1.1];

G = 11,9 т = масса комбайна, принимается из таблицы [1, табл.1.1];

a = 14° - угол падения пласта [по заданию].

Определяем возможную скорость подачи комбайна, обусловленную скоростью крепления комплексно-механизированной лавы:

где

V_крт = 2,40 м/мин - скорость крепления при последовательной схеме передвижки крепи, определяем из таблицы [1, табл.1.2];

k_сх = 1,0 - коэффициент, учитывающий схему передвижки крепи [1, стр.18];

k_уп = 1,0 - 0,013 (a - 9) =0,935 - коэффициент снижения скорости крепления с увеличением угла падения пласта [1, стр.18];

k_уст = 1,0 - коэффициент, учитывающий устойчивость и обводненность пород кровли и почвы [1, стр.18].

При данном угле падения пласта скорость подачи комбайна не ограничивается скоростью передвижения машиниста, т.к. применяется дистанционное управление комбайном [1, стр.18].

Окончательная скорость подачи комбайна при выемке угля V_п принимается из условия:

6.3 Выбор типоразмера механизированной крепи

Крепление осуществляется механизированной крепью 1КД90.

При выборе механизированного комплекса учитывается: пылегазовый режим, угол падения пласта, мощность пласта, прочность боковых пород. При выемке угля в качестве крепи может также использоваться индивидуальная крепь, однако при ее использовании повышается травматизм рабочих, объем ручных работ, а, следовательно, снижается добыча угля. Преимуществами применения механизированного комплекса является снижение ручной работы и травматизма рабочих.

Недостатками же механизированных комплексов являются большие затраты на ввод в эксплуатацию, ремонт и обслуживание комплекса, наличие гидрохозяйства на территории шахты.

Но все же применение механизированного комплекса целесообразно, т.к. он объединяет в себе работы по выемке, креплению, передвижке конвейера и секций крепи.

Выбор типоразмера механизированной крепи основывается на сравнении необходимых габаритных размеров крепи с размерами приведенными в технической характеристике.

Таблица 1 - характеристика механизированной крепи 1КД90*

Наименование показателей	Значение
Мощность пласта, м	0,8 - 1,25
Угол падения пласта, град.	≤35
Шаг передвижки крепи, м	0,8
Расстояние от забоя до переднего ряда стоек, м	2,808
Расстояние от забоя до заднего ряда стоек, м	6,73
Минимальная-максимальная высота ряда стоек, м	0,56 - 1, 20
Сопротивление крепи на 1 м лавы, кН/м	1860

* характеристика механизированной крепи 1КД90 принята по ЕНВ на выемку угля [4, стр.120].

Необходимая минимальная конструктивная высота крепи:

где

m_min = 0,9m=0,9·1,07=0,963 м - минимальная вынимаемая мощность пласта [1, стр.24];

b₃ = 6,73 м - расстояние от забоя до задней стойки [4];

 = 0,025 - коэффициент, учитывающий конвергенцию пород кровли в лаве на 1 м ширины призабойного пространства в долях от мощности пласта [1, стр.24];

а_р = 50 мм - величина запаса раздвижности для разгрузки крепи [1, стр.24].

Необходимая максимальная конструктивная высота крепи:

где

m_max = 1,1m=1,1·1,07=1,177 м - максимально вынимаемая мощность пласта [1, стр.24];

b_п = 2,808 м - расстояние от забоя до передней стойки крепи [4].

Полученные значения сравниваем с конструктивными параметрами крепи:

где Н_{max. k}=1,20 м; Н_{min. k}=0,56 м.

Условия выполняются. Окончательно принимаем тип механизированного комплекса 1МКД90.

Он содержит:

1.      тип крепи 1КД90

2.      тип комбайна К103М

.        тип конвейера СПЦ162-09 (10)

.        тип крепи сопряжения КСД90

Т.к. длина лавы принимается равной 150 м, а длина комплекса 1МКД90 в поставке имеет 150 м.

6.4 Проведение и охрана подготовительных выработок

Подготовка выемочных столбов производится путем проведения конвейерного штрека узким забоем.

Крепление подготовительных выработок предусматривается трехзвенной металлической арочной крепью КМП-А3 из спецпрофиля СВП-17. Шаг арочной крепи составляет 0,8 м. Арочная крепь дополнительно поддерживается подхватом и деревянными стойками с шагом установки деревянных стоек 0,8 м. Деревянные стойки устанавливаются непосредственно под арочной крепью.

6.5 Расчет объема суточной добычи угля в лаве

Длина очистного забоя принимается равной 150 м.

Норматив нагрузки на очистной забой:

где

m₁, m₂ - соответственно ближайшее меньшее и большее табличные значения вынимаемой мощности пласта [1, табл. Г1];

А₁, А₂ - табличные значения нормативных нагрузок [1, табл. Г1].

Нормативная суточная нагрузка на очистные забои:

где

а = 1,0 т/сут - поправка к нормативу нагрузки при изменении длины очистного забоя на 1 м;

∆l₀₃ = 0 м - разность длин очистного забоя (принятой и нормативной);

n_см = 3 - число смен по добыче угля;

Т_см = 360 мин - продолжительность смены;

γ = 1,42 т/м³ - плотность горной массы [по заданию];_г =0,95 - коэффициент, учитывающий горно-геологические условия [1, стр.28];

k_п = 1,3 - поправочный коэффициент, вводимый при использовании двух комбайнов [1, стр.28];

k_э = 0,85 - поправочный коэффициент, зависящий от срока эксплуатации комплекса [1, стр.28].

Нагрузка на забой по производительности комбайна:

где

t_пз = 30 мин - продолжительность подготовительно-заключительных операций в начале смены [1, стр.28];

l_л = 150 м - длина лавы [1, стр.28];

r = 0,8 - ширина захвата комбайна;

с = 0,98 - коэффициент извлечения угля в очистном забое [1, стр.28];

Т_ц - длительность цикла по выемке угля:

Где

t_в - продолжительность выемки угля комбайном в течении цикла:

где

Σl_н - суммарная длина ниш.

Проверка на применение безнишевой технологии:

где

с = 0,7 м - минимальная величина зазора между конвейером и крепью выработки [9, стр.18];

b_к=0,618 м - ширина става конвейера [3, стр.286];

l_пр = 2,45 м - длина привода забойного конвейера [3, стр.286];

b_ш = 4,75 м - ширина выработки в месте сопряжения с лавой [10];

l_во = 1,3 м - длина вылета исполнительного органа комбайна от его опорных лыж [].

Суммарная длина ниш принимается равной 0, т.к. длина ниш получилась отрицательной.

V_п = 2,24 м/мин - скорость подачи комбайна при выемке угля [см. стр.12];

К_г = 0,85 - коэффициент готовности выемочного оборудования [1, стр.29];

Δt_во = 0,2 - относительные затраты времени на вспомогательные операции [1, стр.29];

К_о = 1,15 - коэффициент, учитывающий отдых рабочих и непредвиденные простои [1, стр.29];

у = 0, т.к. комбайн работает по челноковой схеме [3];

t_к - длительность концевых операций:

Где

где= 2 м - мощность пород непосредственной кровли [по заданию];_y - длина участка лавы на сопряжении с пройденной в массиве угля выработкой, подверженного процессам расслоения и смещения пород кровли, обусловленным наличием этой выработки:

Н = 660 м - глубина заложения выработки;

где

l_упи - длина участка лавы на сопряжении с повторно используемой выработкой, подверженного процессам расслоения и смещения пород кровли, обусловленным наличием этой выработки:

Нагрузка на забой по газовому фактору:

где

q_p - относительная метанообильность:

где_тр = 0,1q_пл=1 м³/т - относительное метановыделение из отбитого угля при его транспортировании;

q_пл = 10 м³/т - относительное метановыделение из разрабатываемого пласта [по заданию];

q_пл' = q_пл - q_тр = 10 - 1 = 9 м³/т - относительное метановыделение из разрабатываемого пласта в пределах очистного забоя;

k = 0 - коэффициент, учитывающий возможность поступления метана из отбитого угля на участковой транспортной выработке в лаву [1, стр.33];

k_{д. пл.} = 0,2 - коэффициент дегазации пласта [1, стр.32];

k_{в. п.} = 0 - коэффициент, учитывающий метановыделение из выработанного пространства в призабойное пространство лавы [1, стр.32];

q_{в. п.} = 6 м³/т - относительное метановыделение из смежных пластов и пропластков в выработанное пространство [по заданию];

k_{д. в. п.} = 0,3 - коэффициент дегазации источников метановыделения из выработанного пространства [1, стр.32];

Q_р - расход воздуха, который проходит по выработкам и который можно использовать для разбавления метана до допустимой концентрации:

где

V_max = 4 м/с - максимально допустимая по ПБ средняя скорость движения воздуха в призабойном пространстве [9];

K_{о. з} = 1,2 - коэффициент, учитывающий движение части воздуха по выработанному пространству, примыкающему к призабойному [1, стр.32];

F_оч - минимальная площадь поперечного сечения призабойного пространства лавы в свету:

где

F_min, F_max - соответственно минимальная и максимальная площадь поперечного сечения лавы в свету, принимается из таблицы [1, табл. В1];

m'_min, m'_max - соответственно минимальная и максимальная мощность пласта, вынимаемая комплексом, принимается из таблицы [1, табл. В1].

Окончательная величина нагрузки на очистной забой:

Т.к. выполняется условие, что А_л > А_н, то ни газовый фактор, ни применяемые очистные машины не ограничивают нагрузку на лаву.

6.6 Транспортирование угля в очистном забое

Угольные комбайны осуществляют погрузку отбитого угля на конвейер исполнительными органами и специальными погрузочными устройствами. Ссыпание угля с конвейера, отжим угля, вывалы кусков породы и угля из кровли не позволяют полностью зачистить почву между конвейером и забоем, в связи с чем приходится прибегать к зачистке вручную. В данном случае используется скребковый конвейер СПЦ162-09 (10), применяемый с комбайном К103М, работающий по челноковой схеме. Челноковая схема выемки требует большего объема ручного труда по зачистке почвы перед передвижкой конвейера. Однако при этой схеме сокращается время работы комбайна на один цикл и уменьшается время передвижения рабочих по лаве.

6.7 Проектирование технологии работ на концевых участках лавы и конструкции сопряжений ее участковыми выработками

В данном разделе выбирается форма поперечного сечения выемочных выработок, материал и тип крепи, вид подрывки боковых пород.

Расчет минимально-допустимых площадей поперечного сечения выработок:

·        исходя из габаритов транспортных средств и регламентированной ПБ шириной зазоров и проходов:

где

b_л = 700 мм - в соответствии с ПБ зазор для прохода людей [9, стр.18];

b_к = 618 мм - ширина става конвейера [3, стр.286];

b_э = 1350 мм - ширина электровоза [3, стр.337];

b_кк = 400 мм - в соответствии с ПБ зазор между конвейером и механизированной крепью [9, стр.18];

b_кпс = 400 мм - в соответствии с ПБ зазор между конвейером и подвижным составом [9, стр.18].

Исходя из полученной ширины выработки подбираем типовое сечение в соответствии с [10] S = 9,2 м².

·        по скорости движения воздуха по выработке:

где V_max = 4 м/с - максимально-допустимая по ПБ средняя скорость движения воздуха в призабойном пространстве

·        по обеспечению технологии безнишевой выемки угля:

12 м²

Принимаем сечение выработки в свету 12,7 м².

Принимаем типовое сечение выработки:

Принимается способ охраны выработок деревянными кострами. Длина деревянной стойки принимается равной 1,4 м, промежуток между кострами 2,4 м. Для поддержания сопряжения лавы с подготовительной выработкой предусматривается применение арочной механизированной крепи сопряжения КСД90.

Конструктивная податливость, мм: 300-400;

Размер в проходке, м (высота/ширина): 2,9/7,5.

Выбранное сечение удовлетворяет условию.

6.8 Уточнение длины лавы и параметров цикла выемки угля

В данном разделе корректируются ранее принятые параметры цикла выемки угля в лаве за сутки на основании рассчитанной нагрузки на очистной забой.

Количество циклов по выемке угля за сутки:

Принимается 5 циклов по выемке угля за сутки.

Длина лавы:

Принимаем длину лавы 140 м.

Длительность цикла при выемке угля комбайном:

Длительность выемки угля комбайном в течении цикла:

7. Определение количества очистных забоев и резерва добычи шахты

В данном разделе определяется количество лав, обеспечивающих производственную мощность шахты и количество одновременно разрабатываемых пластов. Производится расчет необходимой длины линии очистных забоев (суммарной длины лав), которая состоит из длин действующих и резервно-действующих очистных забоев.

Длина линии действующих очистных забоев по каждому из принятых к одновременной отработке пластов:

где

А_г = 3 млн. тонн - годовая производственная мощность шахты;

k_оч = 1 - коэффициент, учитывающий добычу угля из очистных забоев [1, стр.38];

k_д = 0,92 - регламентированный коэффициент добычи угля из действующих очистных забоев в общешахтной добыче [1, стр.38];

V_д - годовое подвигание действующей линии очистных забоев по шахте:

где

N = 300 - планируемое число рабочих дней в году по добыче угля;

r = 0,8 м - ширина вынимаемой полосы угля в забое за один цикл;

k_г = 0,85 - коэффициент, учитывающий влияние горно-геологических условий на ритмичность работы лав [1, стр.38];

Σр - суммарная производительность одновременно разрабатываемых пластов:

где

Σm - суммарная мощность одновременно разрабатываемых пластов;

γ = 1,42 т/м³ - средняя плотность угля;

с = 0,98 - коэффициент извлечения угля в очистном забое [1, стр.38];

Действующая линия очистных забоев по шахте:

где n_пл = 1 - число одновременно разрабатываемых пластов.

Общее количество действующих забоев по шахте:

Округляем до целого числа: кол-во действующих забоев по шахте = 10.

Количество резервно-действующих лав по шахте принимается: Σn_{л. р.} = 2.

Линия резервно-действующих очистных забоев по шахте:

Общее количество лав по шахте:

Длина общей линии очистных забоев:

Максимально возможная годовая добыча шахты при условии работы всех действующих и резервно-действующих очистных забоев полное число рабочих смен:

Коэффициент резерва производственной мощности шахты:

Среднегодовое подвигание общей линии очистных забоев:

-й год: V`_об =0,5V_об=283,5 м;

2-й год: V`_об =0,75V_об=425,25 м;

-й год: V`_об =V_об=567 м;

Рис.2. Календарный план и система разработки шахтного поля.

8. Экономика и организация труда в очистном забое

В данном разделе определяется объем работ на цикл в лаве, рассчитывается трудоемкость каждого вида работ. Определяется суточный состав бригады очистного забоя, рассчитывается производительность труда рабочего в лаве, составляется планограмма работ в лаве и график выходов рабочих.

8.1 Определение объема работ на цикл

Общая добыча угля с одного цикла:

Выемка угля комбайном:

Оформление забоя: Q_з = 167 т;

Т.к. принимается безнишевая технология выемки угля.

Передвижка приводной головки: n_пр = 2 шт.;

Передвижка натяжной головки: n_нат = 2 шт.;

Передвижка конвейерной линии:

Выкладка костров над откаточным штреком: n_кост = 2 шт.

Доставка стоек для выкладки костров:

где

l_к = 1,4 - длина деревянной стойки;

k = 0,12 - коэффициент, учитывающий трудоемкость работ по доставке стоек.

Таблица 2 - Расчет норм выработки и трудоемкости работ

Вид работы	Ед. изм.	Норма выработки			Объем работ на цикл	Потребное количество чел-см на цикл по норме		Основание для установления нормы выработки
		По сборнику	"К" по сборнику	Установ-ленная
Выемка угля комплексом	т	245	1,05× 1,27× 0,85	278	167	-		ЕНВ §1 таб.1, 6в [4]
МГВМ	-	-	-	-	-	1,00
ГРОЗ	-	-	-	-	-	2,56
Передвижка приводной головки	Учтено ЕНВ стр.8, п.17 [4]
Передвижка натяжной головки	Учтено ЕНВ стр.13 [4]
Передвижка конвейерной линии	Учтено ЕНВ стр.12 [4]
Выкладка деревянных костров	шт	15,2	0,9	13,68	2	0,146	ЕНВ §41 таб.74, 3б [8]
Доставка стоек для выкладки костров	шт	307	1,5	461	46	0,10	ЕНВ погрузки таб.32, 10б [6]
Крепление сопряжений	шт	29,6	-	29,6	2	0,066	УКНВ на крепление таб.1 [7]
ИТОГО					167	3,872

Определяем коэффициент цикличности:

где

Н_уст = 278 - установленная норма выработки по ЕНВ;

Число рабочих в одну смену:

где

,228 - общее количество человеко-смен на цикл по норме [4, ЕНВ §1, табл.1].

Повременщиков N_повр=2 (МПУ и электрослесарь).

Число рабочих по добыче:

Таблица 3 - Определение численности ремонтного звена

Рабочие процессы	Профессия	Количество человек
Техническое обслуживание комбайна	МГВМ	1
	Эл. Слесарь	2
Техническое обслуживание крепи	ГРОЗ	4
Техническое обслуживание конвейера	ГРОЗ	3
	Эл. слесарь	2
Техническое обслуживание электрооборудования	Эл. слесарь	4
Итого сдельщиков	МГВМ и ГРОЗ	8
Итого повременщиков	Эл. слесарь	8
Всего		16

8.2 Определяем полный состав бригады

Общее кол-во рабочих-сдельщиков:

Общее кол-во рабочих повременщиков:

Состав бригады:

Производительность труда рабочих очистного забоя:

Производительность труда рабочих добычного участка:

8.3 Организация работ в лаве

При подготовке комплекса к работе

В начале смены горнорабочие очистного забоя и машинист горных выемочных машин принимают смену, осматривают и приводят в безопасное состояние рабочее место, замеряют содержание метана, подготавливают инструмент к работе.

Перед началом выемки машинист горных выемочных машин и помогающий ему горнорабочий очистного забоя осматривают и опробуют комбайн; проверяют уровень масла в редукторах и при необходимости доливают; осматривают и заменяют зубки (резцы); устраняют мелкие неисправности; проверяют натяжение тяговой цепи. Горнорабочие очистного забоя осматривают лаву, проверяют состояние гидрофицированной крепи, кабелеукладчика, состояние гидроблоков, шланогов, соединяющих гидроблоки, трубопроводов и гидравлической аппаратуры, осматривают и опробуют конвейер. После подготовки комплекса к работе, приступают к выемке угля.

При выемке угля комбайном

После окончания подготовительно-заключительных операций машинист горных выемочных машин подает звуковой сигнал, включает конвейер, и комбайн производит выемку угля на определенной для данных условий скорости подачи.

Во время работы комбайна машинист и помогающий ему горнорабочий очистного забоя следят за выемкой угля, регулируют положение исполнительных органов по мощности пласта, не допуска оставления "земника" и верхней пачки угля, искривления забоя лавы, задевания исполнительным органом за перекрытие крепи, производят осмотр и замену зубков (резцов), наблюдают за работой кабелеукладчика, за состоянием предохранительного каната, убирают куски угля, упавшие на комбайн, следят за сигналами горнорабочих.

Вслед за проходом комбайна 1-2 горнорабочих очистного забоя (в зависимости от объема работ) производят оборку забоя, разбивку крупных кусков угля и породы, и вручную грузят на конвейер упавшие куски.

При передвижке секций механизированной крепи

Вслед за выемкой угля комбайном производится передвижка секций механизированной крепи.

В зависимости от скорости подачи комбайна на передвижке крепи занято 2-3 горнорабочих очистного забоя. Зачистив основание секции крепи и погрузив уголь на конвейер, горнорабочий поворотом рукоятки снимает нагрузку стоек передвигаемой секции, и перекрытие опускается. Управляя домкратом передвижки, горнорабочий производит подтягивание разгруженной секции к груди забоя на шаг передвижки. После окончания передвижки горнорабочий устанавливает рукоятку в положение на распор стойки. Установив секцию крепи под нагрузку он возвращает рукоятку в нейтральное положение. Снятие нагрузки с очередной секции производится лишь после того, как стоявшая рядом секция будет установлена под нагрузку.

В такой же последовательности выполняются операции по передвижке секций крепи по всей длине лавы. В процессе передвижки, по мере необходимости, рабочие выравнивают наклонившиеся секции, закладывают горбыли за козырьки перекрытий секций крепи, где требуется затяжка кровли.

При передвижке конвейера

Передвижка конвейера производится участками вслед за проходом комбайна по механизированной зачистке лавы при односторонней схеме выемки и вслед за передвижкой секций механизированной крепи при челноковой схеме выемки. Она производится одновременно тремя-четырьмя домкратами, чтобы не было резких изгибов конвейера.

При необходимости производится выравнивание отдельных участков конвейерной линии.

При подготовке комбайна к выемке следующей полосы и зарубке комбайна в пласт

После окончания выемки полосы угля по всей длине лавы комбайн готовят к выемке следующей полосы. Машинист и горнорабочий очистного забоя осматривают комбайн, проверяют уровень масла в редукторах и при необходимости доливают его. Затем производится зарубка комбайна в пласт косыми заездами на участке лавы длиной 12-20 м на всю вынимаемую мощность пласта. При этом во время первой заходки рабочий орган комбайна частично, а во время второй - полностью, на всю ширину захвата, зарубывается в пласт.

Во время зарубки комбайна члены звена при помощи гидродомкратов передвигают конвейер на данном участке к забою лавы (выравнивается изгиб), а после отхода комбайна на расстояние зарубки зачищают площадку под головку конвейера, выбивают стойки, мешающие ее передвижке, подвешивают кабели и шланги, мешающие передвижке, раскрепляют, передвигают и закрепляют головку на новой дороге. Аналогично производится передвижка приводной головки в верхней части лавы, передвижка приводных головок конвейера производится при остановленном комбайне.

9. Мероприятия по технике безопасности и охране труда в очистном забое

Мероприятия по борьбе с метаном:

Основными мероприятиями по борьбе с метаном в очистном забое является проветривание, обеспечивающее снижение концентрации газа до безопасной величины.

Учитывая значительное метановыделение (q = 16 м³/т) применяем прямоточное проветривание. Для снижения газовыделения из пласта применяется дегазация пласта через скважины со стороны подготовительных выработок. Эффективность дегазации принимается равной 40 %.

В соответствии с пунктом ПБ №226 при работе шахты необходим контроль за содержанием вредных газов в атмосфере, а также за содержанием метана.

Содержание метана в свежей струе не должно превышать 0,5%, в исходящей - 1%. Местные скопления метана не должны превышать 2%. В случае превышения этой концентрации необходимо остановить комбайн и снять напряжение с питающего кабеля. Если обнаружится рост концентрации метана или если в течение 15 минут концентрация не снижается, рабочие выводятся на свежую струю. Возобновление работы комбайна допускается после снижения концентрации метана до 1%. Контроль за содержанием метана на участке производится непрерывно аппаратурой контроля метана АТ3-1, и комбайнной аппаратурой ТМРК-3, а в течение смены периодически лицами технического надзора, с помощью шахтного интерферометра ШИ-11.

Противопожарные мероприятия:

Прокладывание по штрекам пожарно-оросительного трубопровода с кранами, расположенными через 50 м в конвейерном штреке и через 100 м в вентиляционном штреке. Рядом с пожарными кранами находится рукав длиной 20 м и пожарный ствол.

Средства пожаротушения располагаются в соответствии с требованиями инструкции по противопожарной безопасности угольных шахт:

. у передвижной электростанции и у распределительного пункта лавы по 4 порошковых огнетушителя и по ящику с песком емкостью 0,2 м³.

. у погрузочного пункта лавы, на сопряжении с вентиляционным штреком, у приводных головок по обе стороны и через каждые 100 м по длине ленточных конвейеров - по 1 порошковому и по одному пенному огнетушителю.

. у маслостанции по 2 порошковых огнетушителя.

В соответствии с пунктом ПБ №242 с целью снижения пылеобразования, все горные машины, при работе которых образуется пыль, оборудуются средствами пылеподавления. Также в соответствии с пунктом ПБ №244 предусматривается предварительное увлажнение угля в массиве.

Все горнорабочие шахты должны быть ознакомлены с паспортом управления кровлей и крепления очистной выработки.

Выводы

Данный курсовой проект является заключительной стадией при практическом закреплении материалов, изложенных в курсе "Разработка месторождений полезных ископаемых".

В результате выполнения курсового проекта приходим к следующим результатам:

. Выбрана и обоснована система вскрытия: вертикальными стволами и капитальными квершлагами;

. Выбран способ подготовки шахтного поля - панельный; система разработки - комбинированная;

. Посчитаны запасы шахтного поля и установлены сроки службы шахты;

. Выбран механизированный комплекс для очистных работ в лаве 1МКД90;

. Разработана суточная нагрузка на очистном забое и сделана проверка по газовому фактору.

. Произведен расчет действующей линии очистного забоя и ее размещение в шахтном поле.

. Рассчитана max и min длина стоек механизированной крепи и выбран способ управления кровлей (полное обрушение).

. Выбраны призабойные транспортные средства.

. Произведен расчет экономической части курсового проекта:

а) просчитана трудоемкость работ на цикл в очистном участке;

б) определено количество необходимых для работ в лаве людей по специальностям;

в) рассчитана трудоемкость работ в очистном забое и добычном участке.

. Графически представлена схема вскрытия и подготовки, системы разработки, технологический паспорт очистных работ, таблица ТЭП.

Перечень ссылок