Горнодобывающая промышленность

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Горное дело относится к одному из основных видов человеческой деятельности, обеспечивающей существование и уровень развития цивилизации. Горное дело охватывает разведку месторождений полезных ископаемых, их разработку, первичную переработку добываемого сырья, строительство горных предприятий и подземных сооружений различного назначения.

Горнодобывающая промышленность - это составная часть горного дела, цель которой состоит в добыче и первичном обогащении полезного ископаемого. Эта промышленность поставляет минеральное топливо (уголь, торф, горючие сланцы, нефть), руды (чёрных, цветных, редких и ценных металлов). Горнодобывающая промышленность имеет важную роль в экономике государства, определяет его самостоятельность.

Проектирование, строительство новых и реконструкция существующих предприятий по добыче твердых полезных ископаемых требует знаний технологических процессов, понимания и учета горно-геологических условий, специфики ведения горных работ, требования техники безопасности и охраны труда.

Курсовая работа показывает, что только на основе глубокой проработки основных технических решений проектов угольных шахт (схем и способов вскрытия, подготовки шахтного поля, системы разработки угольных пластов и т.п.) можно скомпоновать действительно оптимальную технологическую схему на основе оптимизации качественных характеристик - элементов технологической схемы шахты. Предложенные и описываемые в данной курсовом проекте расчетные методы оценки основных качественных характеристик по многим критериям делают более объективным процесс принятия основных проектных решений.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

 

 

Мощность пластов, м	m1	3.8
	m2	2
	m3	2.5
Мощность междупластий, м	d1	45
	d2	75
Угол падения пластов, град	α	10
Мощность наносов, м	Нн	12
Объемная плотность угля, т/м3	g	1.29
Коэффициент крепости угля	¦	1.31
Размеры шахтного поля, м: по простиранию	(S)	5700
по падению	(Н)	3400
Относительная метанообильность, м3/т	q	4

                                            

                                                         

                             

                             

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ШАХТЫ

 

1. Расчет балансовых и промышленных запасов шахтного поля

 

Геологические запасы шахтного поля - это общие запасы месторождения.

 

Определяется по формуле:

 

                                    Zгеол. = Zбал. + Zзабал., т                                          (1)

 

где: Zбал. - балансовые запасы, (млн. тонн).

       Zзабал.- забалансовые запасы, (млн. тонн).

Балансовые запасы - это запасы, использование которых в промышленности при существующем уровне техники и технологии экономически целесообразно.

Забалансовые запасы - это запасы, использование которых в промышленности при существующем уровне техники и технологии экономически не целесообразно (низкое содержание полезного ископаемого, малая мощность, высокие материальные затраты).

 В идеальном случае шахтное поле имеет форму прямоугольника. Балансовые запасы, потери и промышленные запасы рассчитываются по методике проф.

А.П. Килячкова.

 

Балансовые запасы шахтного поля определяются по формуле:

 

                                                                                (2)

 

где: S – размер шахтного поля по простиранию, (м).

       Н – размер шахтного поля по падению, (м).

       ni – количество пластов.

       mi – мощность пластов.

        gi  – плотность рабочих пластов, ﻻ=1.29 (т/м3).

 

Балансовые запасы первого пласта равны:

 

(тонн).

 

Балансовые запасы второго пласта равны:

 

 (тонн).

 

Балансовые запасы третьего пласта равны:

 

 (тонн).

 

Балансовые запасы шахтного поля равны:

 

Zбал = 95000760+50000400+62500500=207501660 (тонн).

 

Не все балансовые запасы шахтного поля будут выданы на поверхность, в недрах останутся потери.

Потери – это часть балансовых запасов, которые останутся в недрах.

 

Потери по шахтному полю определяются по формуле:

 

                                  ,                                    (3)

где:

zобщ. - общешахтные потери,

zо.г.н. – потери окологеологических нарушений и потери связанные с гидрогеологическими условиями,

zэкспл   – эксплуатационные потери.

Эксплуатационные потери Zэкспл. включают потери по площади (не вынимаемые части целиков у подготовительных выработок, в очистном пространстве и на границах выемочных участков) и по мощности пласта (пачки угля, оставленной в кровле, почве или между слоями пласта в очистных и подготовительных выработках); потери от неправильного ведения горных работ (целики, оставляемые вследствие завалов или затопления выработок; противопожарные целики, изолирующие отдельные части шахтного поля друг от друга; опорные целики, временно удерживающие породы кровли пласта от обрушения в выработанное пространство); потери отбитого угля в результате неполной выдачи его из очистного забоя, при взрывных работах, при транспортировании по выработкам. Эксплуатационные потери характерезуются каэффицентом КЭКСПЛ: для пластов тонких -0.06 — 0.08, средней мощности — 0.08 — 0.1, мощных пологих -0.1 - 0.12, мощных крутых — 0.12 — 0.15 балансовых запасов за вычетом общешахтных потерь и потерь около геологических нарушений.

Общешахтные потери определяются по формуле:

 

                                 ,                                             (4)

 

где:

zбарьерн – потери в барьерных целиках. Барьерные целики оставляют у границ шахтного поля, чтобы исключить возможность вскрытия старых затопленных горных выработок соседних шахт. Ширина барьерных целиков  определяется по эмпирическим формулам или условно принимается равной 50 м.

Потери в барьерных целиках определяются по формуле:

 

                          ,                            (5)

где:

l – ширина барьерного целика; l = 50м.

mс – суммарная мощность пластов в шахтном поле,

Суммарная мощность пластов рассчитывается по формуле:

                                    mс = m1+m2+m3                                                                                               (6)

 

                                    mс = 3.8+2+2.5=8.3м

Потери в барьерных целиках равны:

 

Zбарьерн.  =

(тонн)

 

zпред – потери в предохранительных (охранных) целиках. Охранные целики оставляют для предотвращения разрушений технологического комплекса, промышленных зданий и сооружений, а также природных объектов на поверхности. Потери в охранных целиках при отработке пологих пластах условно составляют 1 — 2 %, при отработке крутых пластов — 2 — 4 % от балансовых запасов.

Потери в охранных целиках определяются по формуле:

 

                                                                                    (7)

 

Потери в охранных целиках равны:

 

 (тонн)

 

Общешахтные потери равны:

 

 (тонн)

 

Потери окологеологических нарушений определяются по формуле:

 

                                     Zо.г.н. = (0,01...0,015)Z6ал. ,                                              (8)

Потери окологеологических нарушений равны:

 

 (тонн)

 

Эксплуатационные потери определяются по формуле:

 

                                ,                         (9)

 

Эксплуатационные потери равны:

 

 (тонн)

 

Потери по шахтному полю равны:

 

 (тонн)

 

Определив балансовые запасы и потери  шахтного поля можно определить промышленные запасы шахтного поля.

Промышленные запасы – это часть балансовых запасов которые будут выданы на поверхность.

Промышленные запасы определяются по формуле:

 

                                          ,                                     (10)

 

Промышленные запасы равны:

 

 (тонн)

 

Полноту извлечения балансовых запасов характеризует коэффициент извлечения:

 

                                                                                         (11)

 

Коэффициент извлечения равен:

 

 

Таблица 1 – Промышленные и балансовые запасы.

 

Индекс Пласта	S,м	Н, м	m, м	g, т/м3	Zбал. т.	Zпотери, т.	Zпром, т.
m1	5700	3400	3.80	1.29	95000760	14726074	80274686
m2	5700	3400	2,00	1.29	50000400	7750565,1	42249835
m3	5700	3400	2.50	1.29	62500500	9688206,4	52812294
Итого:					207501660	32164845	175336815

 

 

Таблица 2 –Потери полезного ископаемого

                

Индекс пласта	Потери по видам				Суммарные потери,  т.
	Zбар.	Zпред.	Zо.г.н.	Zэкспл.
m1	4411800	950007,6	1425011	7939255,4	14726074
m2	2322000	500004	750006	4178555	7750565
m3	2902500	625005	937507,5	5223193,5	9688206
Итого:	9636300	2075017	3112525	17341004	32164845

 

 

1.2 Расчет годовой мощности шахты

 

 

Проектная мощность шахты - это максимально возможная добыча угля установленного качества в единицу времени определённое проектом.

Фактическая мощность шахты - это максимальная добыча угля в единицу времени определённая с учётом фактического состояния горных пород.

Существует параметрический типовой ряд годовых мощностей шахт:

1,2; 1,5; 1,8; 2,1; 2,4; 2,7; 3,0; 3,3; 3,6; 3,9; 4,2; 4,5; 4,8; 5,1; 5,4; 5,7; 6,0; 6,3; 6,6; 6,9; 7,2; 7,5.

При проектировании, когда известны горно-геологические и горнотехнические условия шахты - новостройки, проектную мощность рекомендуется определять по формуле, предложенной проф., д.т.н. А.С. Малкиным:

 

        , тыс. т/год,                  (12)

где:

Кн. - надежность технологической схемы шахты, включая очистной забой, подземный транспорт, проветривание, околоствольный двор, подъем, поверхность шахты и пр.

При делении шахтного поля на блоки, панельном или погоризонтном способе подготовки блока и подъеме угля по вертикальным стволам Кн = 0,8 — 0,9.

При индивидуальной (не блоковой) схеме отработки запасов, панельной подготовке шахтного поля и подъеме угля по вертикальным стволам Кн = 0,75 — 0,85; то же , но при этажной подготовке Кн  = 0,6 — 0,75.

При индивидуальной отработке, панельной подготовке, фланговой схеме проветривания шахтного поля и подъеме угля по наклонным стволам Кп = 0,7 — 0,8.

К1 - коэффициент, учитывающий влияние количества рабочих угольных пластов в шахтном поле (n1) и находящихся в одновременной отработке (n2).

 

Определяется по формуле:

 

                                           ,                                         (13)

 

 

Каэффицент К1 равен:

 

 

 

К2 -коэффициент, учитывающий влияние уровня нагрузки на очистной забой, условий его работы.

Определяется по формуле:

 

 

 

                     (14)

 

 

где:

 

y - коэффициент,  учитывающий условие работы забоев, характерных для условий данного месторождения. Для Кузбасса y = 0.0016.

mср – средняя мощность отрабатываемых пластов.

mо.пласт. – мощность отрабатываемого пласта.

Ао.з.мес. – месячная нагрузка на очистной забой(т/мес.),

 

Средняя мощность рассчитывается по формуле:

 

                                mср = (m1+m2+m3)/3,                                               (15)

 

Средняя мощность равна:

 

mср = (3.8+2+2.5)/3=2.76м.

 

 

Ао.з.мес. определяется по формуле:

 

(16)

 

 

где:

 L -длина лавы (200), м;