Поверхностный технологический комплекс шахты

 

Поверхностный технологический комплекс шахты - это совокупность технологических линий и узлов, размещенных в зданиях и сооружениях на поверхности шахты, обеспечивающих работу ее подземного хозяйства, а также складирование, переработку и отправку потребителям полезных ископаемых.
Поверхностный комплекс занимает территорию на земной поверхности, которую принято называть промышленной площадкой.

К промышленной площадке поверхностного комплекса предъявляются следующие требования:

- размеры промышленной площадке должны быть минимально необходимыми с учетом рациональной плотности застройки и блокировки зданий;

- положение промышленной площадке должно обеспечивать возможность расселения трудящихся невдалеке от шахты;

- планировка промышленной площадке не должна вызывать больших объемов земляных работ;

- грунты должны допускать строительство зданий без сооружения дорогостоящих оснований;

- промышленной площадке не должна затопляться паводковыми водами;

- промышленной площадке должна иметь возможность удобного присоединения к железнодорожной магистрали;

- площадку следует располагать вне зоны подработки (за выходами пластов) или оставлять охранные целики;

Поверхностные здания и сооружения сгруппированы в три блока: блок главного ствола, блок вспомогательного ствола и административно-бытовой комбинат. Кроме того, на поверхности шахты располагаются здания и сооружения, не входящие в указанные блоки.

Блок главного ствола включает в себя: надшахтный копер, надшахтное здание с секциями угольного и породного комплекса, здания скиповых подъемных машин, электроподстанцию, здание компрессорной установки, здание котельной.

Блок вспомогательного ствола включает в себя: надшахтный копер, надшахтное здание (секция обмена вагонеток), здание клетьевой подъемной машины, здание электромеханической мастерской, материальный склад и др.

Административно-бытовой комбинат (АБК) - это самостоятельное здание, соединенное с блоком вспомогательного ствола подземным тоннелем или утепленной поверхностной галереей. АБК относится к вспомогательным зданиям и в большинстве случаев сосредотачивает в себе ряд производственных служб, предназначенных для обслуживания трудящихся шахты. В АБК размещают гардеробные, душевые, ламповые. медпункт. служебные кабинеты и другие помещения.

Рассмотрим характерные особенности и назначение основных объектов шахтной поверхности.

Надшахтный копер сооружается над устьем каждого ствола. Он представляет собой металлическую или железобетонную конструкцию, предназначенную для установки шкивов подъемной установки, проводников для направления движения подъемных сосудов и устройств для разгрузки угля (породы). Высота копров обычно составляет 15-40 м, иногда и более в зависимости от высоты приемной площадки, вида подъема и способа разгрузки подъемных сосудов.

В настоящее время на предприятиях используется три вида копров.

Станковые копры. Высотой до 60 метров. Представляют собой конструкцию состоящую из трех основных частей: станка, укосины и головки. Станок – пространственная прямоугольная в плане решетчатая конструкция, расположенная над стволом шахты. Укосина это наклонный элемент, обеспечивающий устойчивость копра. Подшкивные фермы, фасадные фермы, площадки для обслуживания шкивов, головные балки станка и укосины составляют головку копра (рис5.3).

Шатровые копры имеют пространственный каркас пирамидальной формы, внутри которого размещается станок, не участвующий в работе каркаса на усилие от натяжения подвесных канатов и выполняющий только технологические функции. Такая схема характерна для двухподъемных копров при расположении подъемных машин под углом 180 градусов, в которых обе укосины жестко объединены конструкциями головки копра в пространственную раму и не передают на станок вертикальных и горизонтальных нагрузок от направляющих шкивов. Шатровую форму имеют каркасы большинства сборно-разборных проходческих копров. Такая форма позволяет свободно размещать вокруг ствола шахты подъемные машины и лебедки (рис5.4).

С увеличением глубины подземных разработок растут концевые нагрузки на подъемных канатах. Соответствующее увеличение диаметров подъемных канатов и барабанов подъемных машин делает применение одноканатных подъемов малоэффективным. Более эффективными являются многоканатные подъемы с использованием многоканатных подъемных машин, которые по техническим возможностям превосходят одноканатные барабанные.

 

Рис.5.3 – Схема станкового копра

 

Рис.5.4 – Шатровый копер

Башенные копры со стальным каркасом имеют в плане квадратную или прямоугольную форму и достигают высоты 100 и более метров (рис5.5). Внутри башен для движения сосудов размешается станок, который своим основанием опирается на устье ствола, а в горизонтальном направлении раскреплен к перекрытиям копра. Сборно-монолитные железобетонные перекрытия по стальным балкам образуют жесткие горизонтальные диски, обеспечивающие горизонтальную жесткость каркаса. Каркас башенного копра состоит из колонн, связей, ригелей и балок перекрытий.

а)	б)
Рис.5.5. Стационарный башенный копер а) – в железобетонном исполнении; б) – в металлическом исполнении 1 - копровая баба; 2 — захват для копровой бабы; 3 — мостовой кран; 4 - подъемный механизм; 5 — шабот; 6 — фундамент; 7 — защитное ограждение

 

Надшахтное здание расположено над стволом шахты и непосредственно примыкает к копру, являющегося его составной частью. Здание служит для приемки и распределения грузов из шахты, погрузки материалов, направляемых в шахту, для размещения путей, опрокидывателей, калориферной установки и прочего оборудования. На шахтах, где производится обогащение и сортировка угля, к надшахтному зданию примыкает здание обогатительной фабрики или сортировки.

Здания подъемных машин сооружают рядом со стволом, иногда их объединяют с надшахтным зданием или располагают на копре, Они служат для размещения подъемных машин, осуществляющих подъем и спуск людей, угля, породы и материалов с помощью подъемных канатов и сосудов (скипы, клети, бадьи).

Котельная предназначена для отопления зданий и сооружений и для обогрева в зимнее время стволов шахты калориферной установкой.

Здание электроподстанции является важнейшим энергетическим объектом шахты. Электроподстанция предназначена для распределения электроэнергии и понижения напряжения с 3000-6000 В до 660, 380 и 220 В.

Здание компрессорной станции предназначено для размещения компрессорных установок, питающих по воздухопроводу сжатым воздухом подземные машины и механизмы.

Электро-механическая мастерская служит для мелкого, текущего и среднего ремонта шахтных машин, механизмов и электрооборудования.

Здание шахтного вентилятора служит для размещения вентиляторных установок, обеспечивающих проветривание горных выработок.

Здание холодильной установки предназначено для размещения стационарной поверхностной холодильной установки, служащей для охлаждения воздуха, подаваемого в шахту.

Здание дегазационной установки предназначено для размещения ва- куум-насосной станции, с помощью которой производится отсасывание по специальным трубам из угольных пластов и боковых пород метана с целью снижения газообильности шахт, участков, отдельных горных выработок.

 

6. Календарный план строительства рудника

6.1. Методические указания по составлению календарного плана

Календарные планы составляются для каждого принятого к сравнению варианта вскрытия и подготовки месторождения с учетом горно-капитальных и горно-подготовительных выработок (см. табл. 5.8). Расчет времени на проведение подготовительных и нарезных выработок в курсовом проекте не ведется.

Составление календарного плана начинается с установления последовательности работ по вскрытию и подготовке (рис. 6.1).

 

 

Рис. 6.1 Последовательность работ при строительстве рудника

 

Принятая последовательность должна обеспечивать вскрытие и подготовку наиболее благоприятных участков месторождения в минимальные сроки и, соответственно, в календарный план включаются только те выработки, которые обеспечивают начало очистных работ (как правило, выработки 2 - 3 горизонтов).

 

 

6.2. Исходные данные для составления календарного плана

 

По окончании подготовительного периода (табл.6.1), в первую очередь вводят в эксплуатацию главный и вспомогательные стволы, за счет чего обеспечивается широкий фронт работ по проведению горизонтальных выработок.

Таблица 6.1

Продолжительность подготовительного периода

 

Производственная мощность рудника, тыс. т	600 - 900	1000 - 1800	1900 - 3500
Норма продолжительности подготовительного периода, месяцы				18-20

 

Затраты времени на сооружение поверхностного комплекса принять по табл. 6.2.

Таблица 6.2

 

Копер башенного типа главного ствола	8 - 12
Копер башенного типа вспомогательного ствола	6 - 10
Копер обычного типа с надшахтным зданием	10 - 18
Монтаж подъемного оборудования	4 - 6

 

Объемы вскрывающих и подготовительных выработок находятся через проектные объемы и нормативные скорости проходки (табл. 6.3).

Таблица 6.3-Нормативные скорости проведения горных выработок

 

Вид горных выработок и работ	Скорость выполнения работ
Стволы: вертикальные, м/мес наклонные, м/мес углубка вертикальных стволов, м/мес
Околоствольные дворы и камеры (на один забой) и сопряжения выработок (на одно сопряжение), м^3 /мес
Квершлаги и полевые штреки, м/мес
Капитальные рудоспуски и. восстающие, м/мес
Армирование стволов: установка расстрелов и навеска жестких проводников, м/мес
Прокладка трубопроводов (в одну нитку), м/мес
Навеска кабелей (в одну нитку), м/мес

 

Календарные планы составляют в форме таблицы-графика с указанием перечня и объемов работ, скоростей проведения выработок, затем определяют начало и продолжительность работ по каждому объекту и в целом по руднику. Пример оформления календарного плана представлен в Приложении 1

При составлении календарного плана необходимо ориентироваться на нормативный срок строительства рудника, который можно определить по формуле

Т_стр=2,8+0,0026·Н+0,52·А, лет, (6.1)

где А – производственная мощность рудника, млн.т в год;

Н – глубина вскрытия, м.

 

 

7. Технико-экономическая оценка вариантов

Исходные данные для расчетов