Выбор оптимального варианта вскрытия и подготовки шахтного поля применительно к горно-геологическим условиям

Sл=2,25*1,8-1,35= 2,7 м²

7. Определяем допустимая  нагрузка на лавы по газовому  фактору 

864* 2,7 *4 *1 * 1,2

 

Qг = = 1066,4 т/сут,

25 *0,7 *0,6

8.Определяем оптимальную  длину лавы 

150:

3*( 360 –(20+15+15))* 0,6*150*0,63*1,8*1,4 * 0,98

 

A = = 815,4 т/сут

150 * ((1/1,72)+(1/4)+0,1) +20

qц=150*1,4*1,8*0,63*0,98=233,7 т

nц=815,4/233,7=3,4

Подобным образом рассчитываем Q,qц и nц при различных длинах лав. 

 

Варианты	Длина лавы,м	Нагрузка на лаву,т/сут	Добыча с цикла,т	Количество циклов
1	150	815,4	233,7	3,5
2	160	822,9	240	3,4
3	170	828,6	255	3,2
4	180	833,9	270	3
5	190	838,8	285	2,9
6	200	942,8	300	2,8

Для уточнения оптимальной  длины лавы и нагрузки на лаву по полученным данным строим график. По графику  выбираем целое число циклов и  в соответствии с этим устанавливаем  скорректированую нагрузку на лаву и ее длину (см.направление стрелок).

nц

 

 

 

nц 

  

 

 

  

 

 

  

 

При количестве циклов равном 3, оптимальная длина лавы L=180, и  нагрузка на лаву – 833,9 т/сут,

Указанные величины и принимаются  в дальнейших рассчетах.

Для данных условий выбираю  тип механизированного комплекса 1УКП.  

 

 

Вентиляционный штрек  Крепь 1УКП 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Lлавы = 180 м n оч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Комбайн КШ-1КГ

Ленточный конвейер 1Л-100К1 Конвейерный  шрек

Скребковый конвейер СП-63М   

  

 

 

  

 

 

  

 

 

  

 

 

  

 

 

  

 

 

 

4. Рассчет параметров подготавливающих выработок.

4.1. По габоритам средств транспорта.

Smin=Hmin*Bmin, м ,

где Hmin – минимальная высота выработки;

Bmin - ширина выработки в свету;

Bmin=a+A+n, м ,

где а - зазор между конвейером и крепью, с неходовой стороны а=0,4 м;

А - габариты конвейера, А=1,6 м;

n - ширина прохода для людей, n=0,7 м;

Bmin=0,4+1,6+0,7=2,7 м;

По полученной ширине принимаем  ближайшее большее типовое сечение  и тип крепи.

Smin=2,7*1,6=4,86 м.

4.2. По фактору  проветривания.

Q q Kз 833.9*20*1,5

 

 

S= 0,000154 = 0,000154 * = 0,48 м²

Vд 8 

  

 

 

 

4.3. По фактору  крепи.

тип крепи	Площадь сечения в свету, м			Размер выработки до осадки, м
	до осадки	После осадки	в проходке	Высота, (Н)	Ширина, (В)
АП-3	6	7,3	9,3	2,87	2,78

Площадь сечения подготовительных выработок выбираю по фактору  крепи, так как по этому фактору  она наибольшая. Площадь сечения  после осадки S=7,3 м.

FКРОВЛИ =8

 

 

A b

a

1,8 2,87

 

 

 

 

 

2.7

 

2,78

Fпочвы =6

5. Оптимизация  проектной мощности и срока  службы шахты. 

Производственная  мощность шахты определяется по формуле  профессора Звягина:

 

C*j ² + E*K1

 

A =

C

 

+ KПР *E*K2

Z

Где С = 18,6

Е = 0,1

Z = 247100 тыс.т

K1 = 6123

K2 = 15,2

Kпр=0,081 * 10 ^–3

j = 2,3+0,66*Q = 2,3+0,66*29,04=21,4664

 

18,6*(21,4664) ² +0,1*6123

 

A = =448651 тыс. т./год

18,6

+ 0,000081 *0,1*15,2

247100

Полученные результаты сравниваем с параметрическим рядом мощностей  шахт и принимаем А=4,5 млн.т/год

Определяем срок службы шахты  по формуле:

Zпр 247,1

 

 

Т= + 5= +5 =59,4 лет 

А 4,5

Нашу шахту целесообразно  разрабатывать, так ее срок службы входит в предел оптимального срока службы ( 40 – 60 лет).  

  

 

 

  

 

 

 

6.Выбор и обоснование  способа подготовки шахтного  поля.

Подготовкой шахтного поля называют проведение подготовительных выработок после вскрытия шахтного поля, обеспечивающих условия для  подготовки выемочных полей (столбов). Способом подготовки называют расположение подготовительных выработок в шахтном  поле относительно пласта и его элементов  и функционального назначения выработок.

На выбор способа подготовки шахтных полей оказывают влияние  горно-геологические и горнотехнические факторы. Из горно-геологических факторов наибольшее влияние оказывают угол падения и мощность пластов, нарушенность месторождения, газоносность и водообильность пластов, а из горнотехнических факторов – размеры шахтного поля по простиранию, способ проветривания, скорость проведения подготовительных выработок и заданный объем добычи. Подготовительные выработки могут проводиться по пласту или по породе. Выработки, пройденные по пласту, называют пластовыми, по породе – полевыми. Как пластовые, так и полевые выработки могут быть индивидуальными для каждого пласта или групповыми для нескольких пластов и использоваться для различных целей. При индивидуальном способе подготовки проводят и поддерживают все выработки, необходимые для отработке одного пласта или отдельных его частей. Выработки могут проводиться как пластовыми, так и полевыми. При групповом способе подготовки основные подготовительные выработки проводят общими для всех разрабатываемых пластов свиты или отдельной ее группы. При этом отпадает необходимость в поддержании подготовительных выработок (этажные штреки, капитальные или панельные бремсберги и уклоны) по всем пластам.

Групповой способ подготовки позволяет сократить число и  протяженность поддерживаемых выработок, повысить эффективность работы транспорта, уменьшить утечки воздуха и улучшить условия проветривания шахты.

Для пластов с углами падения  до 35 применяется панельная схема  подготовки шахтных полей. Длина  панели по падению составляет 1200-1500 м., а двукрылой панели по простиранию 2500-3000 м. Высота яруса колеблется от 90-100 до 250-300 м., преобладает высота 150-200 метров.

Для данных горно-геологических  и горнотехнических условий принимаю ширину панели 2500 м, длину по падению 1500 м.  

 

Достоинства панельного способа  подготовки:

1. Возможность создания крупных по мощности шахт благодаря одновременной работе в нескольких панелях и обеспечение благоприятных условий для применения наиболее эффективного конвейерного транспорта;
2. Бесперегрузочная перевозка материалов колесным транспортом от склада до забоя и обратно;
3. Сравнительно малый объем постоянно поддерживаемых выработок;
4. Большая нагрузка на отдельный пласт и панель, способствующая высокой концентрации горных работ.

Недостатки панельного способа  подготовки:

1. Ограничение области применения пологими и наклонными пластами;
2. Сложность в обеспечении надежного проветривания длинных бремсберговых и особенно уклонных полей, имеющих одновременно в работе нескольких забоев подготовительных и очистных выработок;
3. Трудности при эксплуатации длинных наклонных выработок.

   

 

 

  

 

 

 

10 11  

 

1- квершлаг, 2 – главный  откаточный штрек, 3 – панельный  бремсберг, 4 и 5 ходки, 6 – параллельный  трек, 7 –конвейерный ярусный штрек, 8 – вентиляционный ярусный штрек, 9 – шурфы, 10 – главный ствол, 11 – вспомогательный ствол.  

 

7. Выбор и основание  способа вскрытия шахтного поля.

Вскрытием месторождения  или шахтного поля называют проведение комплекса вскрывающих выработок, которые открывают доступ с поверхности к полезному ископаемому и обеспечивают возможность проведения подготовительных выработок.

Схемой вскрытия называют пространственное расположение сети вскрывающих  выработок (стволы, штольни и др.) относительно границ шахтного поля.

Способ вскрытия – расположение системы вскрывающих выработок  в шахтном поле относительно горизонтальной плоскости с учетом их функционального  назначения.

Проветривание очистных и  подготовительных выработок в панелях  осуществляется через центрально-сдвоенные  стволы или через один ствол и  шурфы, пройденные для каждой панели.

Так как пласты данного  шахтного поля по падению превышают  три километра, и угол падения 30^о, то их вскрытие производим вертикальными стволами и этажными квершлагами.

Сущность этой схемы состоит  в том, что вскрытие запасов производится через каждые 100-120 м по вертикали, начиная от поверхности сверху вниз. Указанная вертикальная высота этажа  считается оптимальной.

Этажи отрабатываются в нисходящем порядке. По мере отработки этажа  заблаговременно производятся углубка стволов и подготовка нового откаточного горизонта.

Данная схема характеризуется  отсутствием наклонных выработок, при ее применении обеспечиваются бесступенчатость схемы транспорта от очистного забоя до ствола, меньшие капитальные затраты и меньший срок строительства шахты, что способствует быстрому ее вводу в эксплуатацию, периодическая модернизация технологических схем и горношахтного оборудования.

Недостатками являются малый  срок службы этажа и необходимость  частой углубки стволов; организация подъемных горизонтов и оборудование околоствольных дворов на каждом этаже, значительная протяженность квершлагов.  

 

 

 

3 4  

 

 

  

 

 

  

5

1 - этажные квершлаги 

2 – этажные  штреки 

3 – главный  ствол 

4 – вспомогательный  ствол 

5 – шурфы  

  

 

 

 

8. Планограмма работ.

1. Количество циклов в сутки

Q 833,9

 

 

nц = = = 3 цикла

L*m*g*r*C 180* 1,8* 1,4* 0,63* 0,98

Продолжительность выполнения одного цикла:

tц=nсм*(Тсм-Тп.з.-То)/nц,

где nсм – число смен по добыче угля в сутки, nсм=3;

nц – количество циклов в сутки.

tц=3*(360-15-15)/3=330 мин. » 5,6 часа

Условные обозначения:

• -выемка угля в лаве;

-- -передвижка  секций крепи; 

• -передвижка конвейера;
• - осмотр и ремонт комплекса;

- зарубка комбайна.  

  

 

 

  

 

 

  

 

 

 

 

  

 

9. Список литературы.

1. Бурчаков А.С., Жежелевский Ю.А., Ярунин С.А. Технология и механизация подземной разработки пластовых месторождений: Учебник для вузов. – М.: Недра, 1989
2. Михеев О.В., Виткалов В.Г., Диколенко Е.Я., Атрушкевич В.А. Подземная разработка пластовых месторождений. Теоретические и методические основы проведения практических занятий: Учеб. Пособие. – Липецк.: Липецкое издательство, 1998.
3. Казаков В.Б. Вскрытие, подготовка и системы разработки пластовых месторождений. – М.: Международная педагогическая академи, 1996.
4. Краткий справочник горного инженера под редакцией А.С.Бурчакова. Москва “Недра” 1982г