Действующая линия. Число очистных забоев

 

Под действующей линией понимается суммарная длина очистных забоев, обеспечивающих плановую добычу.

 

H_д= А_год*k_д*k_оч/V_год*Р_ср, м (2.22)

 

где k₃ – Коэффициент добычи угля из действующих забоев, k_д =0,9

Р_ср – средняя производительность пласта, т/м³

 

n n

Р_ср = Рi * m_i / m_i , (2.23)

i=1 i=1

 

Р_ср =1,31*(2,3²+1,9²+3,5²+2,7²)/10,4=3,58 т/м²

V_год – средневзвешенное годовое подвигание линии очистных забоев, м/год

 

V_год = А_{оз.сут.ср.}* N_дн.год/L_ср.*Р_ср.*k_иву , (2.24)

 

L_ср – средневзвешенная по пластам длина очистного забоя, принимаем L_ср=200 м., k_у – коэффициент извлечения по выемочному участку, k_иву –0,97

n n

А_{оз.сут.ср.}= А_{оз.сут.i} * m_i/ m_i, (2.25)

I=1 i=1

А_{оз.сут.ср.}=(4600*2,3+3800*1,9+7000*3,5+5400*2,7)/10,4=5469 т/сут

V_год =5469*300/200*3,58*0,97=28487 м/год

H_д=2100000*1*0,9/28487*3,58=237 м

Определяем количество очистных забоев

 

n_оз.= H_д/ L_ср (2.26)

n_оз.=237/200=1,18

Принимается 1 очистной забой.

Режим работы шахты

 

Главным звеном всего производственного процесса добычи угля на шахте являются очистные работы, поэтому наряду со своевременным воссозданием необходимого фронта очистных забоев, должна быть обеспечена всеми технологическими звеньями шахты непрерывная и ритмичная работа лав на основе организации производства и цикличности очистной выемки.

В зависимости от числа рабочих дней в месяце режим может быть непрерывным (30 дней в мес.) и прерывным (25 дней в мес.).

В данном курсовой работе принимаем непрерывный режим работы шахты, который характеризуется:

- число рабочих дней в месяц 30 (365 дней в год);

- 3 выходных дня в неделю общие для всей бригады;

- 8-ти часовой рабочий день;

- 3-х сменный график работы (первая смена - ремонтная).

Применение такого графика организации работ обеспечит максимальную производительность шахты.

 

 

3 Вскрытие и подготовка шахтного поля

Планировка шахтного поля

 

Основными факторами при планировки шахтного поля являются его размеры. В данном курсовой работе рассматривается шахтное поле с размером по простиранию S=2400м и по падению H=2500м.

Для обеспечения рациональной и экономически эффективной отработки запасов, целесообразно шахтное поле по падению разбить транспортным горизонтом на две выемочные ступени. При этом бремсберговая часть будет иметь размер Н_бр.=1300м, а уклонная Н_укл.=1200м.

Вскрытие шахтного поля

 

Существуют четыре способа вскрытия шахтного поля[1]:

1. Вертикальными стволами.

2. Наклонными стволами.

3. Штольнями.

4. Комбинированный способ.

В данной курсовой работе принимаем способ вскрытия наклонными стовлами.

Самым распространенным методом выбора схемы вскрытия является метод вариантов. В его основе лежит экономическое сравнение конкурирующих вариантов. Так как в нашем варианте пласты относятся к пологим, то в качестве основных схем вскрытия принимаем варианты для пологих и наклонных пластов:

1. Схема вскрытия наклонными стволами и капитальным квершлагом.

2. Схема вскрытия вертикальными стволами и капитальным квершлагом.

3. Комбинированная схема вскрытия с капитальным квершлагом и проведением специального воздухоподающего ствола для проветривания уклонной части шахтного поля.

4. Комбинированная схема вскрытия с капитальным квершлагом и с углубкой клетьевого ствола, для вентиляции уклонной ступени.

Аналитически можно определить, что третья схема вскрытия наиболее подходит для данной курсовой работы, поэтому рассмотрим более подробно эту схему. Схема вскрытия наклонными стволами и квершлагом показана на рис. №1.

Рисунок №1. Схема вскрытия наклонными стволами и квершлагом.

1-наклонный ствол, 2-капитальный квершлаг.

Сущность: При вскрытии месторождений проводят транспортный наклонный ствол, вентиляционный наклонный ствол и путевой наклонный ствол до отметки горизонт ±0, где сооружают околоствольный двор и два горизонтальных квершлага, вскрывающие все пласты свиты. При индивидуальной подготовке от квершлагов проводят откаточные штреки, затем этажные бремсберги с ходками. Ходки через шурфы соединяются с поверхностью. В пределах промплощадки на поверхности сооружают технологический комплекс.

По мере отработки запасов бремсберговой части проводится воздухоподающий вертикальный ствол до отметки горизонт -290м, а проводится воздухоподающий квершлаг, который вскрывает все пласты.

Добытый в очистных забоях уголь транспортируется по этажному конвейерным штрекам, бремсбергу, откаточному штреку, конвеерному квершлагу и по траспортному наклонному стволу выдается на поверхность.

Свежий воздух в шахту при отработке бремсберговой части поступает по вентиляционному наклонному стволу, затем по воздухоподающему квершлагу горизонта ±0, штреку, людскому ходку, конвейерному штреку в очистной забой. Исходящая струя по вентиляционному штреку поступает в рельсовый ходок, бремсберга, а затем через шурфы выдается на поверхность.

При отработке уклонной части свежий воздух в очистной забой поступает по воздухоподающему вертикальному стволу, воздухоподающему квершлагу горизонта -290м, штреку, людскому ходку, конвейерному штреку в очистной забой. Исходящая струя по вентиляционному штреку поступает в ходок, уклон, затем через конвеерный квершлаг в конвеерный наклонный ствол и на поверхность.

Добытый в очистных забоях уголь транспортируется по этажному конвейерным штрекам, уклону, откаточному штреку, конвеерному квершлагу и по траспортному наклонному стволу выдается на поверхность.

Подготовка шахтного поля

 

При реконструкции и строительстве новых шахт рекомендуется принимать следующие способы подготовки пластов[2]:

- погоризонтную – на необводненных пластах с углами падения до 10°. С подвиганием очистного забоя в бремсберговых полях по падению, а в уклонных полях - по восстанию; для обводненных пластов при тех же углах падения - в бремсберговых и уклонных полях с подвиганием очистного забоя по восстанию;

- панельную – для пластов с углами падения от 10° до 25°. При любой их мощности и обводненности, а также для водообильных пластов любой мощности с углами падения менее 10°. Как в бремсберговых, так и в уклонных частях шахтного поля;

- этажную – для пластов с углами падения более 25°;

- комбинацию перечисленных схем, если в пределах шахтного поля условия залегания пластов существенно изменяются.

В курсовой работе применяем этажную схему с пластовым способом подготовки. В длинных очистных забоях на пластах пологого и наклонного падения широко применяются различные средства комплексной механизации. Только в осложненных горногеологических условиях находят применение индивидуальная крепь с комбайновой или буровзрывной выемкой.

Наиболее распространенной является система разработки длинными столбами по простиранию при этажной схеме подготовки. Основными параметрами следует считать размер этажа по простиранию, длину очистного забоя, и размеры охраняемых целиков.

Рисунок №2. Этажная схема подготовки 1-транспорный наклонный ствол; 2-конвейерный наклонный ствол; 3-путевой наклонный ствол; 4-вентиляционный штрек лавы 4-1; 5-конвейерный штрек лавы 4-1; 6-конвеерый штрек лавы 4-3; 7-капитальный квершлаг; 8-околоствольный двор; 9-лава 4-1; 10-монтажная камера лавы 4-2. – направление движения свежей струи воздуха; -направление движения исходящец струи воздуха; – направление транспортировки горной массы.

Сущность: Сущность этажной подготовки заключается в том, что от околоствольного двора или места пересечения пласта квершлагом проводится главный откаточный штрек (пластовый или полевой) на длину 150-200 м, от которого вверх по восстанию пласта проводят капитальный бремсберг с ходками. От наклонных выработок в обе стороны проводят этажные откаточные, вентиляционные и промежуточные штреки. В зависимости от принятого порядка отработки этажа разрезные печи проводят на расстоянии не менее 40 м от ходков (прямой порядок) или у границ шахтного или выемочного поля (обратный порядок). По мере отработки запасов первого этажа очистные работы ведут на втором этаже. При этом в качестве вентиляционного штрека используется этажный откаточный или параллельный штрек вышерасположенного этажа.

3.4 Альтернативные варианты вскрытия и подготовки шахтного поля

 

В качестве альтернативного способа вскрытия шахтного поля принимается способ вскрытия вертикальными стволами. Применение данного способа вскрытия - является универсальным для широкого диапазона горно-геологических условий, позволяет эффективно вести горные работы при большой глубине разработки. Схемой вскрытия для атернативного варианта примаем схему вскрытия вертикальными стволами с капитальным квершлагом[1].

Рисунок №3. Схема вскрытия вертикальными стволами и капитальным квершлагом.

Сущность: При вскрытии месторождений проводят скиповой вертикальный ствол и клетьевой вертикальный ствол до отметки горизонт ±0, где сооружают околоствольный двор и два горизонтальных квершлага, вскрывающие все пласты свиты. При индивидуальной подготовке от квершлагов проводят откаточные штреки, затем этажные бремсберги с ходками. Ходки через шурфы соединяются с поверхностью. В пределах промплощадки на поверхности сооружают технологический комплекс.

Добытый в очистных забоях уголь транспортируется по этажному конвейерным штрекам, бремсбергу, откаточному штреку, конвеерному квершлагу и по скиповому вертикальному стволу выдается на поверхность.

Свежий воздух в шахту при отработке бремсберговой части поступает по клетьевому вертикальному стволу, затем по воздухоподающему квершлагу горизонта ±0, штреку, людскому ходку, конвейерному штреку в очистной забой. Исходящая струя по вентиляционному штреку поступает в рельсовый ходок, бремсберга, а затем через шурфы выдается на поверхность.

При отработке уклонной части свежий воздух в очистной забой поступает по воздухоподающему вертикальному стволу, воздухоподающему квершлагу горизонта -290м, штреку, людскому ходку, конвейерному штреку в очистной забой. Исходящая струя по вентиляционному штреку поступает в ходок, уклон, затем через конвеерный квершлаг в скипой ствол и на поверхность.

Добытый в очистных забоях уголь транспортируется по этажному конвейерным штрекам, уклону, откаточному штреку, конвеерному квершлагу и по скиповомувертикальному стволу выдается на поверхность.

В альтернативном варианте так же применяем этажную схему с пластовым способом подготовки (смотреть рисунок №2), так как по простиранию шахтное поле невелико S=2400 м.

3.5 Правила безопасности ведения горных работ при вскрытии и подготовке шахтных полей

 

183. В горных выработках шахты устанавливают средства взрывозащиты, обеспечивающие локализацию взрывов. Установку средств взрывозащиты в горных выработках шахты определяет технический руководитель (главный инженер) шахты в соответствии с Федеральными нормами и правилами в области промышленной безопасности "Инструкция по локализации и предупреждению взрывов пылегазовоздушных смесей в угольных шахтах", утвержденными приказом Ростехнадзора от 6 ноября 2012 г. N 634 (зарегистрирован Министерством юстиции Российской Федерации 25 декабря 2012 г., регистрационный N 26359; Бюллетень нормативных актов федеральных органов исполнительной власти, 2013, N 7) [3].

184. Порядок контроля средств взрывозащиты, пылевзрывобезопасности и выполнения мероприятий по предупреждению взрывов угольной пыли устанавливает технический руководитель (главный инженер) шахты[3].

Средства локализации взрывов метана и угольной пыли с указанием их типа наносят на схему вентиляции шахты[3].

185. В шахтах, разрабатывающих опасные и не опасные по взрывам угольной пыли пласты, в горных выработках шахт, соединяющих опасные и неопасные пласты, осуществляют мероприятия по предупреждению и локализации взрывов угольной пыли[3].

186. При выявлении фактов нахождения горных выработок шахты в пылевзрывоопасном состоянии горные работы в этих горных выработках прекращают. Технический руководитель (главный инженер) шахты до возобновления горных работ в этих горных выработках принимает меры, обеспечивающие приведение их в пылевзрывобезопасное состояние.

Не допускается ведение работ в горных выработках, в которых не обеспечена пылевзрывозащита[3].

187. Контроль пылевзрывобезопасности горных выработок осуществляют переносными и стационарными средствами измерений утвержденного типа, прошедшими поверку. Не реже одного раза в квартал пылевзрывобезопасность горных выработок контролируют по результатам лабораторного анализа проб отложившейся в горных выработках угольной пыли[3].

Порядок включения стационарных средств измерений в систему контроля пылевых отложений и управления пылеподавлением, входящую в состав МФСБ, должен быть определен проектной документацией[3].

196. Руководители и специалисты шахты при посещении горных выработок шахты выполняют замеры содержания метана, кислорода, оксида и диоксида углерода. При выявлении недопустимого содержания метана, кислорода, оксида и диоксида углерода в горных выработках шахты руководители и специалисты угледобывающей организации действуют в порядке, установленном Инструкцией по разгазированию горных выработок, расследованию, учету и предупреждению загазирований[3].

197. Результаты измерений концентрации метана и диоксида углерода в местах их замера фиксируют в соответствии с Инструкцией по контролю состава рудничного воздуха, определению газообильности и установлению категорий шахт по метану и/или диоксиду углерода, в нарядах-путевках, оформленных в соответствии с порядком выдачи заданий на производство горных работ и порядком допуска работников угледобывающей организации к выполнению нарядов, утвержденных руководителем шахты.

Специалисты структурных подразделений, дающие наряд, и специалист, утверждающий наряд по шахте, должны быть ознакомлены с результатами контроля состояния рудничной атмосферы[3].

198. Загазирования горных выработок подлежат расследованию и учету в соответствии с Инструкцией по разгазированию горных выработок, расследованию, учету и предупреждению загазирований[3].

199. Сведения о превышении допустимой концентрации метана передают в территориальные органы Ростехнадзора и Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий[3].

 

Таблица 3.1 – предельно допустимые значения скорости движения воздуха в горных выработках[3]

Горные выработки, призабойные пространства, вентиляционные устройства	Максимальная скорость воздуха, м/с
Вентиляционные скважины	Не ограничена
Стволы и вентиляционные скважины с подъемными установками, предназначенными только для подъема людей в аварийных случаях, вентиляционные каналы
Стволы, предназначенные только для спуска и подъема грузов
Кроссинги трубчатые и типа перекидных мостов
Стволы для спуска и подъема людей и грузов, квершлаги, главные откаточные и вентиляционные штреки, капитальные и панельные бремсберги и уклоны
Все прочие горные выработки, проведенныепо углю и породе
Призабойные пространства очистных и тупиковых выработок

4 Горные выработки и объемы горно-капитальных работ