Расчет технико-экономических показателей проходческого участка №3 «Шахта «Усинская2»

На шахте принимается способ поддержания промштрека после прохода  лавы с помощью искусственных ограждений (органный ряд) и временного усиления крепи. Органный ряд устанавливается из бруса и деревянных стоек по краю лавы со стороны выработанного пространства. Впереди лавы на расстоянии 20 м от сопряжения устанавливается временно усиливающая крепь из металлических стоек типа Т13. За лавой на расстоянии 100 метров возводится усиливающая крепь — две нитки бруса и деревянные стойки под каждую раму. На расстоянии 100 м от лавы промштрек восстанавливается, извлекается временная крепь, зачищается почва выработки, настилается рельсовый путь. Принятый способ поддержания позволяет обеспечить выемку опасных по динамическим явлениям пластов без оставления целиков в выработанном пространстве. В таблице 1.1 приведены данные, характеризующие объем выполнения плана по проведению горных выработок в анализируемом периоде.

 

 

Таблица. 1.1

Выполнение плана проведения горных выработок и их механизация

Показатели	Ед. изм.	2008 г	2009 г
			план	факт	+,-	%
Проведение горн, выработок, в т.ч.:	п.м	3580	4700	3898	-802	82,9
-вскрыв. и подготавлив.	п.м	2391	3415	3028	-387	88,7
Проходка на 1000 т добычи	п.м	2,5	2,7	3,5	0,8	129,6
Механизиров. проходка	п.м	3162	3979	3523	-456	88,6
Уровень мех. проходки	%	88,3	84,7	90,4	5,7	106,7
Проходка комбайнами	п.м	3162	3979	3523	-456	88,5
Уровень комбайновой проходки	%	88,3	84,7	90,4	5,7	106,7
Кол-во комбайнов в работе	шт	2,6	3,4	3,2	-0,2	94,11
Производительность комбайнов	п.м	101	97	92	-5	94,8
Численность рабочих на подготовительных работах	чел	266	264	262	-2	99,2
Производительность труда на подготовительных выработках	п.м	13,45	17,8	14,87	-2,93	83,5

 

В таблице 1.2. представлены данные о  выполнении плана добычи из подготовительных выработок

Таблица. 1.2

Выполнение плана добычи из подготовительных выработок

Показатели	Усл. обозн.	Ед. изм.	2009 г
			План	Факт		+/-	%
добыча из подготовительных забоев		т	58167		51330	-6837	88,23
Проходка горных выработок, в т.ч.:		п . м	4700		3898	-802	82,93
- эксплуатационных		п. м	4700		3898	-802	82,94
- горно-капитальных			-		-	-	-
Проходка вскрывающих и подготавливающих выработок, в т.ч.:		п . м	3415		3028	-387	88,67
- уклоны		м	1080		683	-397	63,24
- штреки		м	2335		2345	10	100, 4
Ком. проходка в угольных и смешанных забоях	L	м	3704		3291	-413	88,85
Выход угля с 1п.м	B	т /м	12,38		13,16	0,78	106,3

 

 

2. Расчет экономического эффекта от применения технологии

сталеполимерного анкерного крепления подготовительных горных

выработок в условиях СП «Шахта «Заполярная» ОАО «Воркутауголь»

1. Общие сведения о мероприятии и цели его внедрения

Анкерная крепь, являясь прогрессивной и экономически выгодной для крепления подземных сооружений, применяется в широком диапазоне горнотехнических условий. Она относится к крепям бесподпорного типа и по сравнению с обычными подпорными конструкциями имеет следующие преимущества: повышает безопасность ведения горных работ, так как лучше любой другой крепи противостоит взрывным работам и может устанавливаться в забое как временная; обладает потенциальными возможностями для полной механизации процесса крепления; требует меньшего расхода крепежных материалов и меньших затрат на их доставку; позволяет уменьшить аэродинамическое сопротивление (по сравнению с рамной крепью).

Анкерная крепь, состоящая из анкеров, устанавливаемых и закрепляемых в пробуренных в кровлю и бока выработок скважинах, опорных элементов  для анкеров и межанкерной  затяжки пород на контуре, в отличие от металлических рамных и других поддерживающих крепей, сразу же после установки осуществляется связывание и упрочнение массива в кровле и боках и активно противодействует развитию и их смещений и разрушения. Это преимущество позволяет при значительно меньшем расходе металла обеспечить повышение устойчивости и надежности поддержания выработок.

Исходя из всего вышеизложенного, в данном проекте предлагается применить  технологию сталеполимерного анкерного  крепления в конвейерном штреке 514- с пласта Четвертого и разрезной печи 414- с пласта Четвертого.

 

2. Краткая горно - геологическая характеристика конвейерного

штрека 514-с и разрезной печи 414 - с пласта «Четвертый»

Глубина проходимой выработки составляет 790 - 810 м, пласт «Тройной» подготавливаемый полем 514-с пласта «Четвертого» не отработан.

Протяженность конвейерного штрека -1860 м, разрезной печи- 180м.

Угольный пласт простого строения, представлен полосчатым, полублестящим  углем средней крепости. Средняя  мощность пласта по геологии блока 1,43 м. «Ложная» кровля аргиллит углистый, тонкослойный, неустойчивый, мощность слоя - 0,11 м. Распространена по всему выемочному полю.

Непосредственная кровля представлена аргиллитами горизонтально- волнисто - слоистыми, ниже средней устойчивости с изменчивой мощностью от 0,5 м до 1,5 м (m_ср 1,0м), склонными к вывалам в местах перегиба и в зонах у геологического нарушения.

Основная кровля представлена: алевролитами крупно зернистыми склонными к выклиниванию и песчаники мелко зернистыми имеющими волнистое залегание с возможным приближением к пласту на 0,5 м. Песчаники удалены от пласта менее 3*m пласта.

Непосредственная почва - аргиллиты алевритовые плотные, скрыто слоистые, склонные к пучению. Сопротивляемость угля резанью   220 кгс/см². Вмещающие породы пласта «Четвертого» является силикозоопасными. Уголь пласта «Четвертого» хрупкий, по самовозгоранию умеренно опасный. Гидрогеологическая обстановка участка спокойная с возможным водопритоком по почве до 0,5 м³/час. Угол наклона конвейерного штрека составляет 3 градуса. Сечение в проходке 12,8 м².

Конвейерный штрек 514 - с пласта Четвертого проводится проходческим комбайном П-110.

Разрезная печь 414 - с пласта Четвертого проводится проходческим комбайном  ГПКС.

Исходя из размеров проходческого  комбайна и горно-геологических условий принимаем прямоугольную форму сечения выработки.

Размеры поперечного сечения выработки  в свету определяется количеством  воздуха пропускаемому по выработке, размером транспортных средств, применяемых  для транспортирования полезного  ископаемого, доставки материалов и оборудования, числа рельсовых путей, способа передвижения людей и величины зазоров, предусмотренных «Правилами безопасности в угольных шахтах». [1] Размеры выработок в проходке определяются с учетом площади выработки, занимаемой крепью. Поперечные сечения выработок должны соответствовать типовым сечениям.

Для выбора поперечного сечения  горизонтальной выработки в свету  определяют минимальную ширину В. Высота выработки определяется транспортными  средствами, формой поперечного сечения выработки и интенсивностью движения по ним людей. Определение ширины выработки производится на высоте 1,8 м от почвы выработки.

B=A_n + p + А_к + m + n, (2.1)

где A_n - ширина подвижного состава, 1350 мм;

n - ширина необходимая для прохода людей между вагонеткой и крепью, 700 мм; р - ширина между подвижным составом и конвейером 2JIT100, 400 мм;

А_к - ширина конвейера 2ЛТ100, 1400 мм;

m - ширина зазора между конвейером и крепыо, 400 мм.

В = 1350 + 400+1400+ 400+700=4250 мм

Принимаем типовое сечение выработки согласно «Унифицированные типовые сечения горных выработок» том 3, лист 91, стр. 123:

- сечение в свету S_cв= 12,8 м² ;

- сечение в проходке S_пp= 12,8 м² ;

• ширина - 5000 мм;
• высота - 2560 мм.

Проверяем площадь поперечного  сечения по минимальной и максимальной скорости движения воздуха. Согласно ПБ скорость движения воздуха по выработке должна быть не менее 0,20 м/с и не более 4 м/с.

 

V=Q_b /(S_ob*60) (2.2)

V=162/12,8*60 = 0,21м/с.

Требование ПБ соблюдено. Исходя из вышеперечисленного принимаем типовое сечение S_cв =12,8 м².

3. Выбор и обоснование материала и вида крепи.

Расчет прочностных  характеристик крепи

Для крепления горных выработок  применяют преимущественно углеродистую сталь. Металл является одним из наиболее совершенных крепежных материалов, так как он обладает следующими качествами: высокой прочностью; долговечностью; огнестойкостью; значительной деформируемостью без потери несущей способности; хорошими конструктивными возможностями; хорошо поддается обработке (резке, сверлению, ковке, гнутью и т.д.).

Крепи изготавливаемые из металла, имеют высокие эксплуатационные качества. 

Анкерная крепь отличается от обычных  видов крепи тем, что устойчивость пород вокруг выработки обеспечивается не путем возведения поддерживающих конструкций внутри выработки, а за счет увеличения несущей способности прилегающих к выработке пород путем скрепления отдельных слоев и зон анкерами, закрепляемыми тем или иным способом в специально пробуренных скважинах.

Из вышеизложенного можно сделать  вывод, что крепление конвейерного штрека 514-с пласта Четвертого и разрезной печи 414 -с пласта Четвертого предпочтительнее анкерной крепью.

Для бурения шпуров и для установки  анкерного крепления выбирают буровую  машину "Wombat". Буровая машина для установки анкерной крепи Вомбат - это модернизированная, непревзойденная по маневренности, продолжительности срока службы и безопасности оборудование. Данная машина обеспечивает наивысшую скорость бурения, которая составляет 4,88 м/мин для твердых пород и увеличивается до 6 м/мин при бурении мягких пород и угля. Данные технической характеристики представлены в таблице 2.1

 

Таблица 2.1

Техническая характеристика «Wombat»

Наименование	Ед. изм.	Показатели
Рабочее давление	Бар	6,2
Потребление воздуха	м3 / мин	3,6
Выходная величина крутящего момента	Н/ м	200
Подача воды	КПа л/мин	1030-2746 9-18
Скорость свободного хода патрона	об/мин	600
Усилие подачи опоры: Стадия 1 Стадия 2 Стадия 3	кН  кН  кН	8,25   6,33   4,73
Минимальная высота	мм	1270
Максимальная высота	мм	4025
Размер патрона	мм	19
Вес машины	кг	40