Кафедра «Строительство шахт и подземных сооружений»

Кафедра «Строительство шахт и подземных сооружений»

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

 

к курсовому проекту по дисциплине «Технология горного производства» на тему: "Составить проект технологии горного производства в условиях угольной шахты".

 

 

Проверил: Дрипан П.С.

 

 

Составила:

студентка гр. БРГП-10 Трушина А.В.

 

Донецк 2012

 

РЕФЕРАТ   Пояснительная записка курсового проекта 39 с., 1 рис., 1 табл., 7 источников. Цель работы – выбор и обоснование схемы вскрытия способа подготовки и системы угольного пласта, а также составление паспорта крепления и управления кровлей в условиях пласта m4 и расчет технико-экономических показателей работы выемочного участка. Методы исследования – метод инженерного анализа и технико-экономических расчетов. Выбран схема вскрытия, способ подготовки шахтного поля и вариант системы разработки угольного пласта m4. Установлена суточная нагрузка на очистной забой по технически возможному, нормативному и газовому факторам. На основании технико-экономических расчетов и проектирования технологии ведения очистных работ в условиях пласта m4, был составлен паспорт крепления и управления кровлей в очистном забое с применением средств выемки угля и крепления забоя в виде соответственно узкозахватного угольного комбайна РКУ-10 и механизированной крепи КД-90.   МОЩНОСТЬ ПЛАСТА, СИСТЕМА РАЗРАБОТКИ, СПОСОБ ПОДГОТОВКИ, ШАХТНОЕ ПОЛЕ, УГОЛ ПАДЕНИЯ ПЛАСТА, НАГРУЗКА НА ОЧИСТНОЙ ЗАБОЙ, ЭКОНОМИКО-МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ, УКЛОН, БРЕМСБЕРГ, КРОВЛЯ И ПОЧВА ПЛАСТА.

Изм

Лист

№ документа

Подпп

Дата

Разработ.

Трушина

Выбор технологии горного производства в условиях угольной шахты.

Литера

Лист

Листов

Руковод

Дрипан

ДонНТУ, БРГП-10

Зав.каф.

Содержание

 

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………..5

1. Характеристика месторождения………………………………………………….6

2. Запасы шахтного поля…………………………………………………………….7

3. Производственная мощность и срок службы шахты. Режим работы………….8

4. Вскрытие шахтного поля………………………………………………………….9

5. Подготовка шахтного поля………………………………………………………11

6. Технология ведения очистных работ…………………………………………...12

6.1 Система разработки………………………………………………………….12

6.2 Технология ведения очистных работ……………………………………….15

6.2.1 Способ управления кровлей, мероприятия по увеличению устойчивости боковых пород, обоснование типа призабойной крепи………………..15

6.2.2 Способ отбойки угля в забое и основные параметры работы

выемочных машин………………… …………………………………………16

6.2.3 Расчет объема суточной добычи ………………………….……………21

7. Определение количества очистных забоев и резерва добычи шахты…………25

8. Экономика и организация труда в очистном забое……………………………..27

9. Мероприятия по технике безопасности и охране труда в очистном забое……31

ВЫВОДЫ…………………………………….…………………………………….....33

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ………………………………….34

 

Введение

 

Уголь – это единственное энергетическое сырье, запасов которого потенциально достаточно для обеспечения энергетической безопасности Украины и развития ее металлургического комплекса, т.е. угольная промышленность является стратегической отраслью государства.

Для обеспечения добычи угля в необходимом народному хозяйству количестве, создания безопасных условий труда, экономической целесообразности выбранной системы разработки, – в горном деле выполняются технико-экономические расчеты согласно имеющимся научным разработкам и методикам. С учетом научного и практического опыта выбирается оптимальный вариант и принимается решение.

Для развития топливно-энергетического комплекса важное значение имеют проблемы воспроизводства выбывающих мощностей по добыче угля в связи с отработкой запасов и выбытием шахт.

В настоящее время в условиях Донбасса приходится отрабатывать газоносные и опасные по внезапным выбросам пласты на больших глубинах.

Целью данной работы является нахождение оптимального технического решения по вскрытию месторождения, выбору техники и технологии горного производства на добычном участке по заданным параметрам и горно-геологическим условиям.

В данном курсовом проекте рассмотрена технология разработки угольного месторождения на примере учебного задания.

При написании курсового проекта использована специальная справочная литература, ГОСТы и типовые проекты.

 

Характеристика месторождения.

 

Для выполнения курсового проекта были выданы горно-геологические условия для учебной шахты, которые приведены ниже:

1. Размеры шахтного поля по: простиранию пласта S = 8200, м; по падению пласта H = 3400, м;

2. Мощности разрабатываемых пластов m₁, m₂, составляют соответственно 2,0 и 1,6 м;

3. Расстояние между пластами по нормали в направлении напластования пород между пластами составляет 70 м;

4. Угол падения пластов – α=8, град;

5. Начальная глубина ведения работ Н₀=280, м;

6. Систему разработки и технологию очистных работ проектировать по пласту m₂;

7. Плотность угля – γ=1,45, т/м³;

8. Сопротивляемость угля резанию в не отжатой зоне А_р=180, кН/м;

9. Относительная метанообильность участка q=16, м³/т. с. д.;

10. Коэффициент водообильности – 0,1;

11. Опасности угольного пласта по:

взрывам угольной пыли – нет;

внезапным выбросам угля и газа – нет;

склонность к самовозгоранию – нет;

12. Вмещающие породы пласта:

основная кровля (ОК) – песчаник мощность m=8, м, крепость f=10;

непосредственная кровля (НК) – глинистый сланец m=2, м, f=5;

почва пласта - m=1, м, f=3.

Анализ исходных данных показал, что по мощности пласта m₁ и m₂ относится к пластам средней мощности. По углу падения пласты относятся к пологим. Так как количество газа метана, выделяющегося на 1 тонну добытого угля на выемочном участке составляет 16 м³, то шахту можно условно отнести к четвёртой категории по метану.

Сопротивляемость угля резанию в не отжатом массиве составляет 180 кН/см, значит уголь пласта относится к крепким и требует для отбойки от массива применения узкозахватного выемочного комбайна.

Породы ОК имеют крепость по шкале проф. М.М, Протодьяконова – 8. Значит по классификации породы ОК относятся к категории А₃, и не требуют дополнительных мероприятий для применения в выработанном пространстве очистного забоя способа управления породами основной кровли – полное обрушение.

Породы НК относятся по устойчивости нижнего слоя пород к категории средней устойчивости (Б₃), а породы почвы к породам средней устойчивости (П₂).

 

2. Запасы шахтного поля.

 

В пределах шахтного поля заключены определенные запасы полезного ископаемого. Нам необходимо определить балансовые и промышленные запасы, а также величину потерь угля как по отдельным пластам, так и по шахте в целом.

 

Промышленные запасы определим по формуле, исходя из размеров шахтного поля:

Q_пр = S·H·∑m· γ·c, млн. т.,

 

Q_пр = 8200·3400·1,45(2+1,6)· 0,9 = 130,8 .млн т.

где S, H - соответственно размеры шахтного поля по простиранию и падению пласта, м;

γ - средняя плотность угля, т/м ³ ;

Σm - суммарная полезная мощность принятых к разработке пластов, м;

 

Производственная мощность и срок службы шахты.

Режим работы

 

1) Определение годовой мощности и срока службы шахты

 

Полный срок службы шахты определяется по формуле:

 

Тш = Qпр /Ар + tр + tз,

 

Тш = 131,8 / 2,1 + 3,5 + 2,5 = 68,8 лет;

 

Где - Tш- срок службы шахты, лет;

 

Q_пр - промышленные запасы, млн.т;

 

Aр - годовая мощность шахты,млн.т/год;

 

t_p, t₃- время на развитие и затухание добычи,лет.

 

Суточная добыча шахты составит:

 

А_с = 2,1 • 10^б/300 = 7000 т.

2) Выбор типа шахты

Принимаем блоковый тип шахты, так как размеры шахтного поля составляют: S = 8200, м; и H = 3400, м. Исходя из данных размеров количество блоков шахтного поля принимаем равным 2, а количество отрабатываемых – 1.

 

 

4. Вскрытие шахтного поля.

 

На вскрытие шахтного поля влияют следующие факторы: размер шахтного поля по простиранию, размер шахтного поля по падению, угол падения, начальная глубина ведения работ и ожидаемое метановыделение.

Согласно исходным данным рассматриваются 2 пласта, залегающие под углом падения 8º, следовательно рассматривается пологое падение. Расстояние между пластами по нормали равно 70м, поэтому вскрытие пластов одним стволом не возможно. Суточная добыча шахты равна 7000 т – в данных условиях вскрытие шахтного поля возможно вертикальными стволами с квершлагами в качестве дополнительных вскрывающих вырабаток.

Принимаем погоризонтный способ подготовки, при благоприятных горно-геологических условиях Нбр и Нукл могут достигать 1200…1500 на пластах средней мощности и 800…1200 м на тонких и мощных пластах.

С учётом размера шахтного поля по падению – 3400 м принимаем решение о делении шахтного поля по падению на 2 ступени. При этом будет один транспортный горизонт

1-ый 2-ой

Нбр 1000 1000

Нукл 700 700

Глубина транспортного горизонта определяется по формуле:

H_гор = Hнр + H_{6p *} sinα

Hнр = 280 м – начальная глубина работ;

α = 8º

H_гор = 2800 + 1000 * 0,139 = 419 м;

Нижняя техническая граница шахтного поля находится на глубине:

Ннтг = hнр + Н * sinα,

Ннтг = 280 + 3400 * 0,139 = 752,6

Способ вскрытия с параметрами изображен на демонстрационном листе курсового проекта.

 

5. Подготовка шахтного поля.

Как уже было сказано выше в пределах шахтного поля применяю способ подготовки с делением шахтного поля на блоки. При этом, в обоих блоках применяю погоризонтный способ подготовки, так как угол падения пласта 8⁰, что меньше 10⁰. По падению пласта в блоке – три панели. Ранее принято решение о делении шахтного поля на 2 блока. Исходя из этого, располагаем в 2-ух блоках панели с размерами по простиранию Sп = 2700, а в третем блоке – панельс Sп = 2800 м

С целью изменения затрат на транспорт стволы располагаем в центральном блоке. С целью улудшения проветривания вентиляции стволы проводятся в каждом блоке.

Способ подготовки шахтного поля с размерами изображен на демонстрационном листе.

 

6. Система разработки и технология ведения очистных работ по пласту m₂.

Система разработки

Непосредственная кровля пласта представлена песчаным сланцем, мощностью 2 м и с коэффициентом крепости по шкале Протодьяконова f = 5. Основная кровля – песчаником, мощностью 10 м и f = 8;

 

В непосредственной почве залегает песчаный сланцы песчаника мощностью 1 м с f= 3;

Относительная газообильность пласта составляет 16 м³/т;

 

Приток воды в лаву незначительный - 4 м³ч;

 

Угольный пласт не склонен к самовозгоранию и не опасен по внезапным выбросам угля и газа;

 

Расстояние между пластами по нормали составляет 70 м. Поэтому они не группируются;

 

Угол падения пласта равен 8°;

 

Согласно заданию начальная глубина работ составляет 280 м. Глубина транспортного горизонта равна 419 м;

 

Непосредственная кровля с f = 5 и непосредственная почва пласта с f = 3 относится к средней прочности Согласно вмещающие породы можно отнести их к среднеустойчивым;

 

Принимаем столбовую систему разработки, так как m2=1,6 м;

 

Недостатки:

1. Необходимо проводить выработки на всю длину выемочного столба

2. Усложняются условия поддержания проводимых выработок

Преимущества:

1. Очистные и подготовительные горные выработки разнесены во времени и в пространстве, поэтому они не влияют на друг друга

2. Есть дорозведка пласта

3. Нет утечек воздуха через выработанное пространство.

Вывод

 

При выполнении курсового проекта быт выбран способ вскрытия шахтного поля – с делением его по простиранию на два блока. В пределах блока принят панельный способ подготовки. Блоки вскрыты самостоятельными вертикальными стволами в центре и у верхней границы шахтного поля. При этом количество откаточных горизонтов - 1, на котором пласты m₁ и m₂ вскрыты наклонным квершлагом. Другие два пласта вскрываются ярусными наклонными квершлагами при группировании пластов m₂, m₃ и m₄ на панельные бремсберги и уклоны, проведенные по пласту m₂.

При проектировании параметров отработки пласта m₄ принят вариант столбовой системы разработки. В качестве средств выемки и крепления в очистном забое выемочного участка по пласту m₄ предложен очистной механизированный комплекс МКД90 второго типоразмера, в состав которого входит узкозахватный выемочный комбайн РКУ-10 и механизированная крепь КД90.

При определении технико-экономических показателей работы участка было определено, что при челноковой схеме работы выемочного оборудования и длине очистного забоя 205 м, количество добываемого угля за сутки составляет 1250 т. Составлен проект паспорта крепления и управления кровле в очистном забое, планограмма работ на выемочном участке и график выходов рабочих различных профессий в течении суток. При этом было определено, что количество человек задействованных в выполнении работ по добыче угля за сутки составляет 91 человек, а их производительность труда 13,7 т/выход.

Список использованной литературы.

 

1. Методические указания к курсовому проектированию по дисциплинам «Разработка месторождений полезных ископаемых», «Технология подземной добычи угля», «Технология горного производства», «Технология горных работ» /Сост.: П.П. Голембиевский, В.Д. Иващенко.– ДонНТУ, 2002.– 59 с.;

2. Правила технической эксплуатации угольных и сланцевых шахт. –М.: Недра, 1976, –303 с.;

3. Технология подземной разработки пластовых месторождений полезных ископаемых. Учебник для вузов. Д.В.Дорохов, В.И.Сивохин и др. Под общей ред.Д.В.Дорохова. - Донецк, ДонГТУ. - 1997. - 344с;

4. Правила безпеки у вугільних шахтах (ДНАОП 1.1.30 – 1.01-00) – К., 2001.;

5. Нормативы нагрузки на очистные забои действующих угольных шахт при различных горно-геологических условиях и средствах механизации выемки. – М.: МУПСССР, 1982. 59с.;

6. Методические указания к курсовому проекту по курсу «Управление состоянием породного массива». Раздел «Подготавливающие и подготовительные выработки» /для студентов специальностей 7.090301 и 7.090302 всех форм обучения //Сост. В.Л. Самойлов, Н.Н. Гавриш. Под ред. В.Л. Самойлова. – Донецк: ДонГТУ, 1997. – 117 с.;

7. Единые нормы выработки на очистные работы для шахт Донецкого и Львовско-Волынского угольных бассейнов. Д.: ДНИПи ВЦОТ, 1993.– 448 с.

Кафедра «Строительство шахт и подземных сооружений»

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

 

к курсовому проекту по дисциплине «Технология горного производства» на тему: "Составить проект технологии горного производства в условиях угольной шахты".

 

 

Проверил: Дрипан П.С.

 

 

Составила:

студентка гр. БРГП-10 Трушина А.В.

 

Донецк 2012

 

РЕФЕРАТ   Пояснительная записка курсового проекта 39 с., 1 рис., 1 табл., 7 источников. Цель работы – выбор и обоснование схемы вскрытия способа подготовки и системы угольного пласта, а также составление паспорта крепления и управления кровлей в условиях пласта m4 и расчет технико-экономических показателей работы выемочного участка. Методы исследования – метод инженерного анализа и технико-экономических расчетов. Выбран схема вскрытия, способ подготовки шахтного поля и вариант системы разработки угольного пласта m4. Установлена суточная нагрузка на очистной забой по технически возможному, нормативному и газовому факторам. На основании технико-экономических расчетов и проектирования технологии ведения очистных работ в условиях пласта m4, был составлен паспорт крепления и управления кровлей в очистном забое с применением средств выемки угля и крепления забоя в виде соответственно узкозахватного угольного комбайна РКУ-10 и механизированной крепи КД-90.   МОЩНОСТЬ ПЛАСТА, СИСТЕМА РАЗРАБОТКИ, СПОСОБ ПОДГОТОВКИ, ШАХТНОЕ ПОЛЕ, УГОЛ ПАДЕНИЯ ПЛАСТА, НАГРУЗКА НА ОЧИСТНОЙ ЗАБОЙ, ЭКОНОМИКО-МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ, УКЛОН, БРЕМСБЕРГ, КРОВЛЯ И ПОЧВА ПЛАСТА.

Изм

Лист

№ документа

Подпп

Дата

Разработ.

Трушина

Выбор технологии горного производства в условиях угольной шахты.

Литера

Лист

Листов

Руковод

Дрипан

ДонНТУ, БРГП-10

Зав.каф.

Содержание

 

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………..5

1. Характеристика месторождения………………………………………………….6

2. Запасы шахтного поля…………………………………………………………….7

3. Производственная мощность и срок службы шахты. Режим работы………….8

4. Вскрытие шахтного поля………………………………………………………….9

5. Подготовка шахтного поля………………………………………………………11

6. Технология ведения очистных работ…………………………………………...12

6.1 Система разработки………………………………………………………….12

6.2 Технология ведения очистных работ……………………………………….15

6.2.1 Способ управления кровлей, мероприятия по увеличению устойчивости боковых пород, обоснование типа призабойной крепи………………..15

6.2.2 Способ отбойки угля в забое и основные параметры работы

выемочных машин………………… …………………………………………16

6.2.3 Расчет объема суточной добычи ………………………….……………21

7. Определение количества очистных забоев и резерва добычи шахты…………25

8. Экономика и организация труда в очистном забое……………………………..27

9. Мероприятия по технике безопасности и охране труда в очистном забое……31

ВЫВОДЫ…………………………………….…………………………………….....33

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ………………………………….34

 

Введение

 

Уголь – это единственное энергетическое сырье, запасов которого потенциально достаточно для обеспечения энергетической безопасности Украины и развития ее металлургического комплекса, т.е. угольная промышленность является стратегической отраслью государства.

Для обеспечения добычи угля в необходимом народному хозяйству количестве, создания безопасных условий труда, экономической целесообразности выбранной системы разработки, – в горном деле выполняются технико-экономические расчеты согласно имеющимся научным разработкам и методикам. С учетом научного и практического опыта выбирается оптимальный вариант и принимается решение.

Для развития топливно-энергетического комплекса важное значение имеют проблемы воспроизводства выбывающих мощностей по добыче угля в связи с отработкой запасов и выбытием шахт.

В настоящее время в условиях Донбасса приходится отрабатывать газоносные и опасные по внезапным выбросам пласты на больших глубинах.

Целью данной работы является нахождение оптимального технического решения по вскрытию месторождения, выбору техники и технологии горного производства на добычном участке по заданным параметрам и горно-геологическим условиям.

В данном курсовом проекте рассмотрена технология разработки угольного месторождения на примере учебного задания.

При написании курсового проекта использована специальная справочная литература, ГОСТы и типовые проекты.