Технология горного производства и обогащения полезных ископаемых

На крутых и  крутонаклонных пластах при мощности до 1,5м принимать отработку этажей длинными столбами по простиранию с откаткой грузов и выводом исходящей струи на передние промежуточные квершлаги.

При мощности пластов  от 0,7 до 3,5м необходимо принимать  систему разработки длинными столбами с выемкой по падению с различного рода щитовыми агрегатами.

В данном расчёте  мы применяем систему разработки столбовую с поддержанием подготовительной выработкой повторно и погашением вслед  за 2 лавой.

7. Технология, механизация и организация очистных  работ

Выбор средств комплексной механизации очистных работ следует обосновывать применительно к горно-геологическим условиям одного из разрабатываемых пластов шахтного поля.

При проектировании шахт необходимо предусматривать комплексную  механизацию и автоматизацию  работ в очистных забоях, наиболее прогрессивные виды оборудования, обеспечивающие высокие технико-экономические показатели, минимальную трудоемкость и максимальную безопасность труда. Выбор средств механизации производить с учетом прогноза развития техники в ближайшие годы.

Выбрав тип  выемочной машины, определить ширину захвата ее исполнительного органа. Для узкозахватных комбайнов  ширину захвата следует принимать 0,63м для пластов мощностью 1,2-2,5м; 0,8м для пластов мощностью менее 1,2м; 0,4м - при неустойчивой непосредственной кровле или при выемке крепких углей и антрацитов для улучшения их сортности.

Для стругов  ширину полосы, вынимаемой за цикл, принимать  в пределах 0,8-1,2м.

Тип забойного  конвейера необходимо выбирать, учитывая при этом вынимаемую мощность пласта, угол его падения, тип принятой выемочной машины.

При выборе средств  крепления очистного забоя необходимо выбрать способ управления кровлей, а также категорию кровли по обрушаемости и устойчивости.

В качестве основного  способа управления кровлей при всех системах разработки на пластах пологого падения применять полное обрушение кровли, а на пластах наклонного и крутого падения - полное обрушение, плавное опускание, частичную или полную закладку.

Управление  кровлей частичной или полной закладкой выработанного пространства применять в случаях, когда это необходимо для безопасного ведения горных работ, охраны поверхности или по экономическим соображениям.

Тип механизированной крепи выбирать с учетом горно-геологических  условий: мощности пласта, угла падения, типа выемочной машины и забойного конвейера. При этом следует учитывать, что применение механизированных крепей нерационально при неустойчивой кровле; непереходимых геологических нарушениях; длине выемочного поля менее 800м; водопротоке в лаву более 10 м³/ч, а также при наличии труднообрушаемой кровли, если в лаве не предусмотрено разупрочнение пород или использование крепей с повышенным сопротивлением.

В длинных очистных забоях рекомендуется применять  следующее наиболее эффективное  оборудование:

на пластах пологого падения комплексы оборудования с узкозахватными комбайнами или струговыми установками, безразборными передвижными забойными конвейерами и механизированными гидрофицированными крепями со средствами гидроавтоматического управления.

Комплексы оборудования с узкозахватными комбайнами или струговыми установками и механизированными гидрофицированными крепями, а при необходимости и с оборудованием для закладки;

комплексы оборудования, состоящие из щитовой крепи и  выемочно-доставочных машин при  выемке полосами по падению.

В сложных горно-геологических  условиях, когда применение механизированных крепей неэффективно, необходимо применять  комплексы оборудования с узкозахватными комбайнами или струговыми установками, безразборными передвижными скребковыми конвейерами, гидропередвижчиками и индивидуальной металлической крепью - забойными и посадочными стойками (преимущественно гидравлическими с внешним питанием) и шарнирными верхняками.

Выемку тонких пластов в сложных горно-геологических  условиях следует предусматривать с помощью бурошнековых машин без крепления очистного забоя и присутствия людей, а на крутых пластах - комплексами КМД-72.

В тех случаях, когда конструкция исполнительного  органа применяемых выемочных машин  обеспечивает самозарубку, использовать безнишевую технологию, предусматривающую самозарубку комбайнов: фронтальную или по способу "косой заезд".

Фронтальную самозарубку  применять при расположении исполнительных органов по обоим концам корпуса  и снабжении их исполнительных органов  торцевыми буровыми резцами. Для остальных узкозахватных комбайнов следует применять самозарубку в пласт "косыми заездами". При этом челноковую схему выемки следует применять для комбайнов с двухсторонними исполнительными органами, а одностороннюю — при любом их расположении.

Для сокращения размеров ниш необходимо применять  двухкомбайновую выемку. В таком  случае комбайны должны быть повернуты  исполнительным органом в сторону  соответствующих концевых участков лав.

Применение  различных схем самозарубки комбайнов  сопровождать выносом приводов конвейеров на штреки. При этом ширина штреков должна составлять 4-5м.

Для выемки ниш  предусматривать нишенарезные комбайны. Ширину ниш принимать не менее  двукратной ширины захвата исполнительного  органа комбайна.

Предусматривать крепление сопряжений лавы со штреком механизированными крепями.

С учетом условий  целесообразно принять механизированный очистной комплекс 2КМ87УМН.

Комбайн 2К52МУ

Вынимаемая  мощность пласта 1,1 – 1,9м.;

Угол падения  по простиранию 35 град.;

Ширина захвата 0,63 – 0,8м.;

Сопротивляемость  угля резанию 250кН/м.

Забойный конвейер СП 87

Крепь 2М87УМН

 

8. Определение  параметров очистного забоя

1. Расчет нагрузки  на комплексный механический  забой по организационному фактору  

 

A=

,т/сут

Где: n — число смен по добыче, в сутки (3);

Т - длительность смены (360 мин при шестичасовой смене);

Т_пз - время на подготовительно-заключительные операции в смену

(15 мин);

Т_п - суммарное время учитываемых технологических перерывов организационно-технических простоев в смену(10 мин);

Т₀ - время на отдых (15 мин в смену);

К_н - коэффициент надежности механизированного комплекса и средств транспорта на выемочном участке

L - длина лавы, (193)м;

r - ширина захвата исполнительного органа выемочной машины, (0,63)м;

m – вынимаемая мощность пласта, (0,71)м;

γ – средняя плотность угля, (1,38) т/м ;

С – коэффициент извлечения угля в лаве (0,98);

L_м – длина машинной части лавы (без учета суммарной длины верхней и нижней ниши);

=193-10 = 183м

=10м

V_р - рабочая скорость подачи комбайна, 4,5м/мин

V_м - маневровая скорость подачи комбайна при зачистке лавы, 7,5м/мин

t_в - время на вспомогательные операции, отнесенные к 1м длины машинной части лавы (0,1с);

t - продолжительность концевых операций для подготовки лавы к следующему циклу (15мин).

Коэффициент надежности механизированного комплекса по техническим отказам

0,75 

 

Где:

К_к - коэффициент готовности комбайна (0,94);

К_кр - коэффициент готовности механизированной крепи (0,93);

К_кл - коэффициент готовности конвейера лавы (0,94);

К_п - коэффициент готовности сопряжения с перегружателем (0,94);

n_к – число ленточных конвейеров на транспортной выработке (2);

К_лк - коэффициент готовности ленточного конвейера на транспортной выработке (0,97).

2. Определяем  максимально допустимую нагрузку  на очистной забой по газовому (метановому) фактору т/сут

A_max=550*2,1^-1,67(1590(1-0.05)/194)^1,93=8365,64т/сут

Где:

I_р и А_р - абсолютная метанообильность (м/мин) и нагрузка на лаву (т/сут)

С - допустимая по ПБ концентрация метана в исходящей струе воздуха, С = 1,0%;

С₀ - концентрация метана в поступающей струе воздуха, Сo=0,05%;

Q_р - максимальный расход воздуха в лаве, м /мин.

Q_р =Q_max*K_оз = 60*S_оч.min*ν_max*К_оз,

Q_р=60*5,3*4*1.25=1590

Где:

S_оч.min - минимальная площадь поперечного сечения призабойного

пространства  лавы (5,3),

К_оз - коэффициент, учитывающий движение воздуха по части выработанного пространства, принимать (1,25);

ν_max - максимально допустимая по ПБ скорость движения воздуха по лаве (4 м/с).

3. Нормативная  нагрузка на очистной забой,  т/сут,

Где:

А₀ - норматив нагрузки на очистной забой.

Где: m₁,m₂ — соответственно ближайшее меньшее и большее табличные значения вынимаемой мощности пласта, м;

A1, A2- табличные значения нормативных нагрузок, т/сут;

а - поправка к нормативу, нагрузки при изменении длины очистного забоя на 1 м; принимается в зависимости от средств механизации, угла падения пласта и состояния непосредственной кровли.

∆l_оз. - разность длины очистного забоя, м;

N_см - число смен по добыче в сутки (3);

Т - продолжительность смены (360 мин);

γ - плотность горной массы в массиве без учета пресекаемых боковых пород (1,38т/м) ;

К - коэффициент уменьшения норматива нагрузки на очистной забой угольных шахт со сложными горно-геологаческими условиями (0,8);

Число циклов, выполняемых  в сутки:

n_ц =

n_ц=

Где:

Qц - добыча  угля, получаемая при выемке одного  цикла, т, определяется по формуле

Q_ц=L* m * γ * n * r * C

Q_ц = 170*1,38*1,38*3*0,63*0,98=599,65

Где:

L – длина очистного забоя без учета ниш (170м);

m – мощность пласта (1,38м);

γ – объемный вес угля (1,38 т/м);

r – ширина захвата (0,63м);

С - коэффициент извлечения угля (0,98).

9. Сводка  основных технико-экономических  показателей

Угол падения  пласта - 5⁰;

Мощность разрабатываемого пласта - 1,38м;

Размеры шахтного поля:

по простиранию - 12000м;

по падению - 2400м;

Запасы шахтного поля:

балансовые - 114860,16 тыс. тонн;

промышленные – 102340,4026 тыс. тонн;

Схема вскрытия – вертикально-центрально-сдвоенными стволами, капитальным квершлагом с  центрально отнесенной вентиляционной скважиной;

Система разработки – столбовая с поддержанием подготовительной выработки повторно и погашением вслед за 2 лавой;

Нагрузка на лаву - 1678,33 т/сут;

Длина лавы - 193м;

Тип механизированного комплекса - 2КМ87УМН.

 

Список  литературы

1. Задачник по подземной  разработке угольных месторождений: Учеб. пособие для ВУЗов / К.Ф. Сапицкий, Д.В. Дорохов, М.П. Зборщик, В.Ф. Андрушко. - Донецк: ГГУ, 1999. - 193 с.

2. Нормы технологического  проектирования угольных и сланцевых  шахт. - М.: Минуглепром, 1986. - 103 с.

3. Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах. - Киев, 1996. - 422 с.