Выбор средств механизации очистных работ
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ................................................................................................................ 5
Организация выполнения курсовой работы..................................................... 6
СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ............................................................... 7
1. Изучение и краткое описание горно-геологических условий залегания
угольных пластов..................................................................................................... 7
2. Расчет балансовых и промышленных запасов шахтного поля............. 7
3. Режим работы, мощность и срок службы шахты..................................... 11
4. Выбор схемы и способа вскрытия шахтного поля................................... 14
5. Выбор схемы и способа подготовки шахтного поля............................... 15
6. Выбор средств механизации очистных работ.......................................... 15
7. Расчет нагрузки на комплексно-механизированную лаву
с учетом газового фактора.................................................................................. 16
8. Построение планограммы и графика организации очистных работ. 22
9. Выбор системы разработки............................................................................ 29
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ... ...27
ВВЕДЕНИЕ
Настоящее методическое пособие разработано в соответствии с рабочей программой дисциплины «Подземная разработка пластовых месторождений полезных ископаемых» для студентов, обучающихся по специальности 330500 «Безопасность технологических процессов и производств», специализация «Горная промышленность».
|
|
Цель выполнения данной курсовой работы — приобретение студентами умений и навыков решения реальных горнотехнических задач по обоснованию и выбору рациональных способов вскрытия и подготовки шахтных полей, систем разработки, средств механизации и организации очистных работ с учетом требований Правил безопасности и правил технической эксплуатации угольных шахт.
Курсовая работа содержит пояснительную записку и графическую часть. В пособии приведены указания об общей организации выполнения курсовой работы по вышеназванной дисциплине, о требованиях к оформлению пояснительной записки и графики, порядку выполнения и защиты. Приведены методики расчета основных параметров технологических схем очистной выемки угольных пластов с необходимыми комментариями.
Курсовая работа подлежит защите с выставлением оценки.
ОРГАНИЗАЦИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
Теоретической базой для выполнения курсовой работы являются знания, полученные при изучении дисциплин «Основы горного дела» и «Подземная разработка пластовых месторождений полезных ископаемых».
Цель курсовой работы — закрепить знания студентов по выбору способов вскрытия, подготовки и систем разработки угольных пластов, средств механизации и организации очистных работ и определение их основных параметров с учетом требований Правил безопасности и Правил технической эксплуатации угольных шахт.
|
|
Задание на выполнение курсовой работы выдается студентам преподавателем, ведущим курсовое проектирование.
Пояснительная записка должна содержать:
• титульный лист;
• задание на курсовую работу;
• реферат;
• содержание;
• основную часть;
• список использованных источников.
Объем пояснительной записки не должен превышать 25-30 страниц рукописного текста, включая графическую часть.х
Графическая часть
В графической части курсовой работы на листах формата А4 в масштабе вычерчиваются:
1) схема вскрытия шахтного поля;
2) схема подготовки и система разработки;
3) технологическая схема очистного забоя с размещением
технологического оборудования и разрезами по лаве; сечениями
подготовительных выработок, примыкающих к очистному забою;
4) планограмма организации работ в лаве и график выходов рабочих;
5) основные технико-экономические показатели.
Защита курсовой работы включает:
• представление пояснительной записки руководителю курсовой работы к сроку, указанному в задании;
|
|
• защиту курсовой работы.
5) основные технико-экономические показатели. Защита курсовой работы включает:
• представление пояснительной записки руководителю кур
совой работы к сроку, указанному в задании;
• защиту курсовой работы.
СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
1. Изучение и краткое описание
горно-геологических условий залегания
угольных пластов
Приводится краткое описание района, характеристика условий залегания угольных пластов: количество пластов, мощность, угол падения, расстояние между пластами, газоносность, крепость и средняя плотность угля, физике-механические свойства вмещающих пород. Указывается расстояние от поверхности до верхней и нижней границ шахтного поля, сведения о геологических нарушениях и других факторах, влияющих на выбор способов подготовки и вскрытия шахтного поля, системы разработки и средств механизации очистных работ.
2. Расчет балансовых и промышленных запасов
шахтного поля
Границы и размеры шахтного поля по простиранию и падению указываются в задании на проектирование. Балансовые запасы, потери и промышленные запасы рассчитываются по методике проф. А.П. Килячкова, изложенной в работах [2, 3,6,7].
|
|
Балансовые запасы одного пласта определяются по формуле
(2.1)
где S— размер шахтного поля по простиранию, м; Я— размер шахтного поля по падению, м; т — мощность пласта, м; у — средняя плотность угля, т/м3.
Результаты расчетов рекомендуется сводить в табл. 2.1.
Промышленные запасы по отдельным пластам:
(2.2)
где Z— промышленные запасы, т; Zn — потери по пласту, т.
Таблица 2.1 Определение балансовых и промышленных запасов
Индекс пласта | 5,м | Я, м | т, м | у. т/м3 | 2б, тыс. т | Zn, тыс. т | Z, тыс. т |
Л | |||||||
В | |||||||
с | |||||||
Итого |
Потери определяются на основании расчетов частных видов потерь: общешахтных, эксплуатационных и вблизи геологических нарушений:
(2.3)
где Z0 — общсшахтные потери, т; Z3 — потери, связанные с геологическими нарушениями пластов и гидрогеологическими условиями, не позволяющими вести нормальную отработку участков, т; Z4 — эксплуатационные потери, т.
Общешахтные потери слагаются из потерь угля в барьерных (Zi) и охранных (Z?) целиках, т.е.
(2.4)
Барьерные целики оставляют у границ шахтного поля, чтобы исключить возможность вскрытия старых затопленных горных выработок соседних шахт. Ширина барьерных целиков (/) определяется по эмпирическим формулам или условно принимается равной 50 м.
Потери в барьерных целиках определяются из выражения:
(2.5)
Охранные целики оставляют для предотвращения разрушений технологического комплекса, промышленных зданий и сооружений, а также природных объектов на поверхности. Потери в охранных целиках при отработке пологих пластах условно составляют 1 — 2 %, при отработке крутых пластов — 2 — 4 % от балансовых запасов:
(2.6)
Потери в целиках вблизи геологических нарушений определяются характером и числом нарушений, их расположением относительно простирания пласта и пр. Их величина в среднем равна 1 — 1,5 % балансовых запасов:
Z3 = (0,01...0,015)Z6,т. (2.7)
Таким образом, величина общешахтных потерь и потерь в целиках около геологических нарушений составляет:
Z'=Z1+Z2 + Z3,т. (2.8)
Эксплуатационные потери Z4 включают потери по площади (не вынимаемые части целиков у подготовительных выработок, в очистном пространстве и на границах выемочных участков) и по мощности пласта (пачки угля, оставленной в кровле, почве или между слоями пласта в очистных и подготовительных выработках); потери от неправильного ведения горных работ (целики, оставляемые вследствие завалов или затопления выработок; противопожарные целики, изолирующие отдельные части шахтного поля друг от друга; опорные целики, временно удерживающие породы кровли пласта от обрушения в выработанное пространство); потери отбитого угля в результате неполной выдачи его из очистного забоя, при взрывных работах, при транспортировании по выработкам. С учетом потерь от неправильного ведения горных работ величину экс-
плуатационных потерь можно принимать: для пластов тонких -6 — 8 %, средней мощности — 8 — 10 %, мощных пологих — 10 — 12 %, мощных крутых — 15 — 18 % балансовых за-асов за вычетом общешахтных потерь и потерь около геоло-ических нарушений.
Величина Z4 определяется из выражения:
(2.9)
где Сэкс — коэффициент эксплуатационных потерь, принимается с учетом конкретных условий.
Суммарные потери по видам для каждого из пластов определяются путем их сложения:
Zп =Z1 + Z2+Z3 + Z4,т. (2.10)
Промышленные запасы пласта определяются путем исключения из балансовых запасов рассчитанных выше потерь.
Запасы и потери по отдельным пластам суммируются, определяются их значения для всего шахтного поля.
По итоговым данным определяется общешахтный коэффициент извлечения,
(2.11)
Полученные данные используются затем для решения задачи по определению мощности шахты и срока ее службы.
Таблица 2.2
Потери полезного ископаемого, тыс.т
Индекс пласта | Потери по видам | Сум\£арные потери | |||
Z1 | Z2 | Z3 | Z4 | Zn | |
А | |||||
В | |||||
С | |||||
Итого |
10
3. Режим работы, мощность и срок службы шахты
Режим работы шахты по добыче угля следует принимать:
• число рабочих дней в году — 300;
• число рабочих смен по добыче угля в сутки — 3;
• продолжительность рабочей смены на подземных рабо
тах— 6 ч.;
• продолжительность рабочей смены на поверхности—8ч.
При проектировании, когда известны горно-геологические
и горнотехнические условия шахты-новостройки, проектную мощность рекомендуется определять по формуле, предложенной проф., д.т.н. А.С. Малкиным [6, 7]:
, тыс, т/год, (3.1)
где Кн. - надежность технологической схемы шахты, включая очистной забой, подземный транспорт, проветривание, околоствольный двор, подъем, поверхность шахты и пр.
При делении шахтного поля на блоки, панельном или по-горизонтном способе подготовки блока и подъеме угля по вертикальным стволам Кн = 0,8 — 0,9.
При индивидуальной (не блоковой) схеме отработки запасов, панельной подготовке шахтного поля и подъеме угля по вертикальным стволам Кн = 0,75 — 0,85; то же , но при этажной подготовке Кн = 0,6 — 0,75.
При индивидуальной отработке, панельной подготовке, фланговой схеме проветривания шахтного поля и подъеме угля по наклонным стволам Кп = 0,7 — 0,8.
Кпл - - коэффициент, учитывающий влияние количества рабочих угольных пластов в шахтном поле (nпл) и находящихся в одновременной отработке (nплор):
(3.2)
Кноз — коэффициент, учитывающий влияние уровня нагрузки на очистной забой, условий его работы и пр.:
(3.3)
где \|/уб — коэффициент, учитывающий условия работы забоев, характерные для условий данного месторождения:
(3.4)
где Кук — коэффициент, учитывающий устойчивость кровли: при неустойчивой равен 0,06, средней устойчивости -- 0,08, устойчивой -- 0,1; Ккп - - коэффициент, учитывающий крепость почвы: приf≤ 4 — 0,01, приf= 5÷6 — 0,015, приf≥ 7 — 0,02.
(3.5)
где Кнз — коэффициент, учитывающий нарушенность запасов; ZH — объем нарушенных запасов, тыс, т; Z—промышленные запасы шахтного поля, тыс. т; Кг — коэффициент, учитывающий влияние газа на мощность шахты,
(3.6)
где X— естественная или продуктивная (после дегазации) газоносность угольных пластов, м³/т; q — относительная газообильность, характерная для шахт бассейна, м³/т; Q — месячная нагрузка на очистной забой при средней мощности одновременно разрабатываемых пластов, т/мес.
Величина нагрузки на забой принимается или рассчитывается по формуле
(3.7)
где L —длина лавы, м; mcpop - средняя мощность одновременно разрабатываемых пластов, м; V—суточное подвигание очистного забоя, м/сут; γ — средняя плотность угля, т/м3; С-— коэффициент извлечения угля по системе разработки 0,95 -0,98; N— число рабочих дней в месяце; тср — средняя мощность угольных пластов в шахтном поле, м; mор—- суммарная мощность одновременно разрабатываемых пластов, м; тоб -суммарная мощность всех пластов в шахтном поле, принятых к разработке, м; Нв — расстояние от поверхности до верхней границы шахтного поля, м; Нн — то же, до нижней границы шахтного поля, м.
Полученные по формуле результаты следует привести в соответствие с параметрическим рядом мощностей шахт (0,9; 1,2; 1,5; 1,8; 2,1; 2,4; 3,0; 4,5; 6,0 млн т/год) с учетом расчетного срока службы шахты.
Расчетная проектная мощность шахты Арас будет находиться между двумя смежными значениями мощности тахты параметрического ряда:
(3,8)
Для того чтобы сделать выбор из двух значений параметрического ряда A1 илиA2), необходимо определить срок службы шахты по формуле:
(3.9)
где t — суммарное время на освоение проектной мощности и свертывание добычи. Принимается в пределах 5 — 6 лет.
Из полученных значений А1 и Т1 с одной стороны, и А2 и Т2 с другой, выбирается такое, которое в большей степени отвечает рекомендациям норм технологического проектирования.
При этом следует ориентироваться на сроки службы -для шахт мощностью до 1,8 млн т в год порядка 40 лет, при мощности щахт 1,8 — 3,0 млн т в год—-не менее 40 — 50 лет, свыше 3,0 млн т в год — более 50 лет.
4. Выбор схемы и способа вскрытия шахтного поля
Основными факторами, определяющими выбор схемы и способа вскрытия шахтного поля или его части, являются: число вскрываемых пластов, угол падения пластов, свойства боковых пород, мощность наносов или покрывающей непродуктивной толщи, нарушенгюсть месторождения, глубина разработки, газоносность пластов, рельеф местности, производственная мощность шахты, размеры шахтного поля, срок службы шахты, подготовка шахтного поля, система разработки, схема вентил и др. [1, 2, 3].
Вскрытие шахтных полей при разработке пологих и наклонных пластов необходимо осуществлять:
• вертикальными стволами и капитальным или погори-
зонтными квершлагами в зависимости от размеров шахтного
поля по падению; эти схемы единственно прием лемы при глу
бинах разработки более 600 м;
• наклонными стволами при их длине не более 2000 м;
• при строительстве новых шахт глубиной свыше 600 м и
мощностью 3,0 — 4,5 млн т в год с газообильностыо свыше
15 м /т суточной добычи и размерами шахтного поля по про
стиранию 12 — 15 км, а по падению — 3,0 — 4,5 км — глав
ными вертикальными стволами с разделением шахтного поля
на самостоятельно проветриваемые блоки длиной по прости
ранию 2,5 — 4,5 км.
При вскрытии должны обеспечиваться бесступенчатый подземный транспорт и прямоточное проветривание. Уклонные работы допускать только при разработке последнего горизонта и длине уклона не более 1000— 1200 м.
Вскрытие свиты наклонных, крутонаклонных и крутых пластов осуществляется вертикальными стволами и этажными квер-
шлагами. При вскрытии крутонаклонных и крутых пластов вертикальные стволы располагаются в лежачем боку свиты.
5. Выбор схемы и способа подготовки шахтного поля
На выбор схемы и способа подготовки шахтного поля оказывают влияние горно-геологические и горнотехнические факторы. При этом из горно-геологических факторов наибольшее влияние имеют угол падения пласта, нарушснность месторождения, газоносность и водообильность пластов, а из горнотехнических факторов — размеры шахтного поля по простиранию, способ проветривания, скорость проведения подготовительных выработок и заданный объем добычи [1, 2, 3].
При выборе схемы подготовки шахтного поля следует ориентироваться на преимущественное применение:
• погоризонтной схемы подготовки пластов с выемкой их
по падению при углах падения до 10— 12° или восстанию при
углах падения до 6 — 8° и длине столба 800 — 1000 м для раз
работки мощных пластов и длине столба 1000 -- 1500 м при
разработке пластов тонких и средней мощности;
• панельной схемы подготовки пластов с углом падения
12 — 25° с выемкой их по простиранию, а также горизонталь
ных пластов при размере двукрылой панели по простиранию
1500—-3000м;
• этажной схемы подготовки пластов с углом падения
свыше 25°.
Выбор средств механизации очистных работ
Выбор средств механизации очистных работ производится на основе анализа горно-геологических условий залегания угольных пластов (мощность, угол падения пласта), свойств угля (крепость, сопротивление резанию), а также свойств и состояния вмещающих пород кровли и почвы с учетом способа управления горным давлением [4, 5, 6].
Для пологих пластов мощностью свыше 0,7 м при управлении кровлей полным обрушением рекомендуется применять
механизированные крепи. Тип механизированной крепи (оградительная, поддерживающая, оградительно-поддерживающая и поддерживающе-оградительная) обосновывается с учетом мощности пласта и обрушаемости пород кровли.
При мощности пластов до 1,9 — 2,0 м и породах кровли средней устойчивости и устойчивых рекомендуется применять крепи поддерживающего типа.
На пластах мощностью более 2,0 м могут применяться крепи как оградительно-поддерживающего, так и поддержи-вающе-оградительного типа. Критерием применения того или иного типа крепи является устойчивость и обрушаемость пород кровли. При легкообрушаемых породах кровли предпочтение следует отдавать оградительно -поддерживающим крепям.
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 757; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!