Розрахунок техніко-економічних показників шахти

При доопрацюванні запасів у бремсбергових частині шахтного поля готують першу ухилу панель, розташовану біля кордону шахтного поля. Біля головного відкотного штреку, де передбачається проведення ухилу, обладнаю верхню приймально-відправлену майданчик або для цього або для цього пристосовують нижню площадку бремсберга вже відпрацьованої панелі.

Від головного штреку вниз по падінню проводять ухил і два ходка до позначки відкатувального горизонту першого ярусу. Від ходки в обидві сторони, як і в бремсбергових панелі, проводять ярусні штреки. На кордоні кожного ярусу близько похилих виробок споруджують нижні приймально-відправлені майданчика.

У міру відпрацювання запасів першого ярусу ухил і ходки поглиблюють до відкотного горизонту другого, потім третього ярусу, де знову проводять ярусні штреки, і так до нижньої межі панелі. Потім відпрацьовують наступну.

Для підтримки вентиляційних сбоек, що знаходяться в ціликах обмежених розмірів, при відпрацюванні запасів ухилом панелі, розташованої близько від центральних стовбурів, відпрацьований струмінь виводитися в головний штрек, потім в головний ствол і через нього на поверхню.

Транспортування вугілля в межах панелі від очисного вибою до поверхні здійснюється із застосуванням повної конвеєризації.

Перевагою є можливість технічно більш просто збільшити навантаження на пласт. Велика концентрація робіт дозволяє знизити собівартість 1т вугілля. Створюються сприятливі умови для застосування прогресивного безперервного конвеєрного транспорту від очисного вибою до головного відкотного штреку, а також для обробки ярусів зворотним ходом.

Недоліком панельного способу є необхідність проведення більшої кількості похилих виробок і збільшення обсягу роботи підземного транспорту по штреку приблизно на 20-30%.

 

 

4. Система розробки

 

4.1 Вибір та обгрунтування системи розробки

 

Системою розробки називають певний порядок ведення очисних та підготовчих робіт пов'язаних у просторі та часі.

Найбільш сильно впливають на вибір системи розробки наступні фактори: елементи, форма залягання і будову вугільних пластів;

властивості вугілля і вміщуючих порід;

газоносність і водоносність родовища;

схильність пластів до раптових викидів вугілля і газу,

гірничих ударів;

схильність вугілля до самозаймання;

відстань між розробляються пластами;

глибина розробки;

способи та засоби механізації виробничих процесів в очисних і підготовчих вибоях.

При розробці тонких і середньої потужності пологих пластів потужністю 0.5-3,5 м з кутами падіння 3-180 найбільшого поширення набула система довгими стовпами по простяганню з обваленням. На вибір розмірів виїмкової поля по простяганню і довжини очисного вибою вирішальний вплив справляє спосіб виїмки вугілля. При механізованому способі виїмкові поле дорівнює 150-250 м. Кожне виїмкові полі розкривають проміжними квершлагами, від яких по пласту проводять відкатний (конвеєрний) і вентиляційні штреки.

Лави відпрацьовуються одиночними стовпами, в рідкісних випадках відпрацювання проводиться спареними лавами. При цьому, нижня лава випереджає на 25 - 40м.

Для підготовки виїмкової дільниці пройдені конвеєрний, вентиляційний штреки і розріз.

Вентиляційний штрек служить для випуску вихідного струменя повітря, доставки матеріалів та обладнання до очисному забою, пересування людей.

Конвеєрний штрек призначений для транспортування гірничої маси і подачі свіжого повітря до очисних забою, розміщення конвеєрної лінії для видачі гірської маси з очисного вибою, пересування людей. Вентиляційний та конвеєрний штреки погашаються слідом за посування очисного вибою.

Основним способом управління гірським тиском у лаві при системі відпрацювання довгими стовпами є спосіб з повним обваленням, рідше використовують повну закладку виробленого простору.

Управління покрівлею-це сукупність заходів з регулювання проявів гірського тиску в робочому просторі очисного вибою та прилеглих до нього підготовчих виробок з метою забезпечення безпеки та необхідних виробничих умов. Ці заходи зводяться до правильного вибору кріплення гірничих виробок, попередження масових обвалень порід, гірських ударів та раптових викидів вугілля і газу.

У залежності від будови, властивості бічних порід, характеру прояву гірського тиску і здійснення заходів з регулювання гірського тиску у вугільних шахтах застосовують шість способів управління гірським тиском: повне обвалення, плавне опускання, часткова закладка, часткове обвалення, утримання на вогнищах і повна закладка.

Спосіб управління покрівлею - повне обвалення. Цей спосіб є найбільш економічним, відрізняється малою трудомісткістю, високою продуктивністю і дозволяє повністю механізувати роботи з управління покрівлею.

Призначення способу - попередити або послабити інтенсивне обвалення основної покрівлі, зменшити опускання товщі вищерозміщених порід шляхом заповнення виробленого простору зруйнованими породами безпосередньої покрівлі.

Сутність способу в тому, що в міру посування очисного вибою і збільшення консолі безпосередньої покрівлі виробляють її періодичне обвалення (посадку) за межами привибійного простору на величину кроку самовільного обвалення безпосередньої покрівлі. Величина кроку залежить від стійкості порід і приймається кратною ширині виймальної в лаві смуги вугілля (захоплення комбайна).

Управління покрівлею повним обваленням застосовують в породах 1 і 2 класів за класифікацією вугі; 1-3 класів - за класифікацією ДонВУГІ, тобто коли в безпосередній покрівлі залягають породи, схильні до обвалення після видалення кріплення.

Застосовувана система розробки є оптимальною і найбільш повно відповідає даним гірничо-геологічних умов відпрацьовується родовища.

До загальних переваг стовпової системи відносять: проведення виїмкових виробок в масиві, не схильному до безпосереднього впливу очисних робіт, і відповідно до цього велика їх стійкість; розділення в просторі та часі підготовчих і очисних робіт у виїмковому полі; отримання додаткової інформації про гірничо-геологічних умовах залягання пласта при підготовці запасів до виїмки; можливість погашення виїмкових виробок у міру посування очисних вибоїв.

Недоліками стовпової системи розробки є: великий обсяг проведення виробок до початку очисних робіт; складність провітрювання довгих (до 1500 м) виїмкових виробок при їх проведенні, особливо на високогазоносних пластах; необхідність підтримання довгих виїмкових виробок як в період їх проведення, так і під час ведення очисних робіт.

 

 

4.2 Технічні засоби очисних робіт

 

Виїмку вугілля в лаві можна робити:

а) відбійними молотками;

б) широкозахватними комбайнами;

в) вузькозахватними комбайнами;

г) струговими установками;

д) бурошнекових установками.

Доставку вугілля по лаві можна виробляти забійними конвеєрами.

Враховуючи прогресивні технологічні схеми, пропоную в лаві використовувати механізований комплекс з узкозахватним комбайном.

Враховуючи запропоновану технологію і потужність пластів m = 1,50-2.20 м, кут падіння пласта  = 11 ° пропоную використовувати в лаві механізований комплекс сімейства МК-1МК-Б. Гірничотехнічні умови застосування комплексу зводжу до таблиці № 1.

Даний комплекс виробляється Узловська машинобудівним заводом і призначений для комплексної механізації очисних робіт на пластах середньої потужності і потужних.

Високонадійний очисний комплекс сімейства МК (1МК-Б) призначений для механізації процесів виїмки вугілля, кріплення і управління покрівлею повним обваленням в очисних вибоях пологих пластів потужністю 1.4-2.2 м з кутом нахилу пласта до 35 0 з найскладнішими гірничо-геологічними умовами.

Комплекси можуть комплектуватися усіма серійно випускаються і перспективними моделями очисних комбайнів, стругових установок і забійних конвеєрів.

У комплексі забезпечена технічна послідовність операцій з видобутку вугілля; кінематичні зв'язку дозволяють машин і встаткування працювати фактично як єдиний агрегат. Базою всіх машин і устаткування, розташованих в лаві, служить ставши вибійного конвеєра.

 

Таблиця1-Гірничотехнічні умови застосування механізованого комплексу 1МК-Б

Система розробки	стовпова
Потужність обслуговуються пластів, м	1.4-2.2м
Кут падіння пласта, градус при посування лави по простяганню те ж, по падінню або повстання	 35  10
Характеристика покрівлі: Безпосередній Основний	Крім нестійкою Середній обрушаемості
Спосіб управління покрівлею	повне обвалення
Довжина в постачанні, м	100
Ширина захоплення, м	0,63
Тиск на грунт, Мпа Прохідний перетин для струменя повітря при мінімальній ширині привибійного простору, в залежності від потужності пласта, Sn м2	 1.2 m = 1.50 м, Sn = 3 м m = 1.80 м, Sn = 3,80 м m = 2,20 м, Sn = 5 м

До комплексу входять: підтримують-огороджувальні щитові, двухстійкові, агрегатовані, механізовані оловний кріплення, кріплення сполучень конвеєрного і комбайнів типу 3 БСП, узкозахватним комбайни, кабелеукладчики КЦ або КЦН, насосні станції СНТ32, обладнання зрошувальної системи та електрообладнання.

Секції механізованого кріплення діляться на лінійні, якірні і кінцеві. Вид - трапецієподібні.

Конвеєри комплексів МК відрізняються від звичайних забійних конвеєрів. Вони мають вставні в базову конструкцію комплексу Рештаки робочої гілки, що дозволяє ввести підстави секцій кріплення під забійний конвеєр, у той час як базова конструкція конвеєра 1 МК-Б лежить безпосередньо на грунті.

 

 

4.3 Розміри виїмкових полів і очисних вибоїв

 

Довжину лави можна визначити розрахунковим шляхом виходячи з гірничо-геологічних чинників. Однак довжину лави рекомендується приймати виходячи з умов повного використання прийнятого устаткування, нормального провітрювання, а при розробці запасів на великій глибині з урахуванням температурного чинника.

Зі збільшенням довжини лави зростає навантаження на забій, транспортну вироблення, збільшується концентрація виробництва, зменшується обсяг допоміжних робіт.

Однак надмірне збільшення довжини лави викликає технічні і організаційні труднощі в доставці обладнання, матеріалів, пересування людей.

Виходячи з попереднього досвіду, при технології очисних робіт у системі розробки довгими стовпами по простяганню з обваленням, взяли похилу висоту поверху рівній від 150-250 м. У залежності від розміру шахтного поля по падінню (1000 м) і застосованого комплексу - МК, похила висота поверху або висота виїмкового поля буде дорівнює 150 м.

Знайдемо вертикальну висоту поверху або довжину лави за формулою:

(7)

де hЕ - похила висота поверху, м;

-Кут падіння пласта, град.

4.4 Навантаження на очисний вибій.

У залежності від потужності пласта і технічних характеристик обраного комплексу (МК) знайдемо навантаження на очисний забій.

Характеристики МК з добового навантаження на забій:

на 150 м, при m = 1.50-1490 т / добу;

на 150 м, при m = 1.80-1400 т / добу;

на 150 м, при m = 2. 20-1700 т / добу.

На розробляється нами шахті довжина виїмкової поля прийнята 150 м, звідси нормативне навантаження на очисний забій дорівнює:

QН = 1490 т / с, при m = 1.50 м;

QН = 1400 т / с, при m = 1.80 м;

QН = 1700 т / с, при m = 2,20 м;

4.5 Перевірка навантаження на очисний вибій за газовим фактором.

Навантаження на очисний вибій за газовим фактором перебувати за формулою:

(8)

де Sn (min) - прохідний перетин для струменя повітря при мінімальній ширині привибійного простору, м2 (таб 1);

VВ - допустима по ПБ швидкість руху повітря по лаві, м / с;

- Допустима по ПБ концентрація метану у вихідному струмені,%;

k - коефіцієнт враховує рух частини повітря по виробленому просторі за кріпленням виробки (при повному обваленні покрівлі приймається від 1.2-1.4);

Qл - метановиділення з лави в вихідну струмінь повітря, для шахт небезпечних за раптовими викидами = 15 м3 / т, на добу;

kn - коефіцієнт враховує природну дегазацію джерел виділення метану в період відсутності видобутку вугілля (для системи розвідки довгими стовпами при управлінні покрівлею з повним обваленням kn = 0,7);

* - При розробці сильно газових пластів приймають дегазацію, яка дозволяє направити частину метану з виробленого простору, безпосередньо у вентиляційну струмінь шахти і тому в знаменник формули вводитися додатковий коефіцієнт = 0.6-0.7, застосуємо до розроблюваної нами шахті;

Nцп - кількість циклів за добу;

r - ширина захвату шнека, м;

m - потужність пласта, м;

- Щільність вугілля, т/м3.

Визначення видобутку вугілля з циклу:

(9)

де Lд - довжина лави, м;

m - потужність пласта;

r - ширина захвату шнека, т/м3 = 0,63;

с - коефіцієнт добування вугілля = 0,98;

- Щільність вугілля, т/м3;

Визначення нормативної кількості циклів за добу:

(10)

де QН - нормативне навантаження на очисний забій.

АЦ - видобуток вугілля з циклу, м.

(11)

Визначимо планову добову навантаження на вибій за формулою:

(12)

де nЦП - планова кількість циклів на добу, циклах.

 

4.6 Визначення числа діючих вибоїв

 

Визначимо число діючих вибоїв за формулою:

(13)

де H0 - сумарна довжина очисних вибоїв, м;

L - довжина лави.

Формула сумарної довжини очисних вибоїв:

(14)

де А - потужність шахти, т / рік;

l0 - посування вибою за рік, м;

p - продуктивність пласта, т/м3;

з0 - коефіцієнт втрат від битого вугілля у виробках, від 0,97-0,98.

Формула посування вибою за рік:

(15)

де N - кількість робочих днів у році;

n - число циклів добу;

r - посування за цикл, м.

Формула продуктивності пласта:

(16)

де m - потужність пласта, м;

- Щільність вугілля, т/м3.

Приймаю одну лаву.

Перевірка:

(17)

де А - потужність шахти, т / рік;

Qп - планова добове навантаження, т.

0,215 1,01

 

 

Висновок

 

У даному курсовому проекті були проведені розрахунки - промислових запасів, проектної потужності, терміну служби шахти, Розміри виїмкових полів і очисних вибоїв, навантаження на очисний забій, перевірки навантаження на очисний вибій за газовим фактором і визначення числа діючих забоїв і перевірка правильності цього визначення.

Зроблено обгрунтування вибору схеми і способу розкриття шахтного поля, схеми і способу підготовки, а також системи розробки шахтного поля, вибір технічних засобів очисних робіт.