Выбор и расчет системы вентиляции шахты “Скалистая” рудника “Комсомольский”

Продолжительность бурения шпуров под ЖБШ рассчитываем по формуле:

    (3.47)

где N - количество шпуров: по стенам N=18×1.86=34; по своду N=20×1.86=37;

Vч-чистая скорость бурения, которая определяется из формулы:

    (3.48)

где р – коэффициент, учитывающий мощность бурильной мошины: р=0,52 (при бурении по своду телескопными перфораторами ПТ - 36) , р=0,83 (при бурении по стенам переносными перфораторами ПП - 63В ); тогда для ПТ-36:

    (3.49)

для ПП-63В:

    (3.50)

Т - продолжительность вспомогательных операций на шпур:

    (3.51)

где m=1.0- коэффициент, учитывающий длину шпуров (при 1ш = 1,8 m=1,0); t=1,05- коэффициент, зависящий от типа бурильных установок;

    (3.52)

 

Тп.з. - продолжительность подготовительно-заключительных операций (для переносных перфораторов Тп.з.=30 мин.); l=0,9- коэффициент одновременности работы бурильных установок ; n - количество проходчиков. (Расчет явочной численности рабочих по профессиям приводится в экономической части).

 

Тогда для бурения по своду:

(3.53)

 

Для бурения по стенам:

(3.54)

При одновременном бурении по своду и стенам время на бурение принимается наибольшим , т.е. Тб=131,25 мин. Так же необходимо учитывать время на бурение и крепление ЖБШ нижних шпуров по стенам выработки, которое производится после отгрузки горной массы из забоя. Принимаем Тн.жбш=60 минут.

Принимаем скорость проведения выработки 70 м/мес. Определяем продолжительность крепления ЖБШ:

    (3.55)

где ао=1,25- коэффициент, учитывающий площадь сечения выработки (при S=14,5 м2); а1=1,08- коэффициент, учитывающий крепость пород (при f=10) ; а2=0,4- коэффициент, зависящий от вида крепи (для ЖБШ); v=70 м/мес - скорость проведения выработки.

Тогда общее время на бурение и крепление ЖБШ составляет:

    (3.56)

Определяем время на бурение шпуров по забою. Исходные данные:

- производительность буровой установки Q6=160 м/смен;

- количество шпурометров на забой S1ш=61,8 м.;

• продолжительность смены Тcм=7 часов.

Тогда:

    (3.57)

Определяем время на отгрузку горной массы. Исходные данные:

- объем горной массы за цикл V=17,4 м3;

• производительность ПДМ Рэ=188 м3/смен;

    (3.58)

Общее время на отгрузку горной массы принимаем равным 40 минут.

Продолжительность вспомогательных работ определяем по формуле:

    (3.59)

Определяем время на заряжание и взрывание:

    (3.60)

где Y=1,2 при электрическом способе взрывания и ручном заряжании патронированными ВВ; n=2 - количество человек, участвующих в заряжании и взрывании.

принимаем 50 мин.

 

Определяем время на проветривание:

    (3.61)

Проветривание выработки после В.Р. осуществляется в межсменный перерыв, по этому в общее время цикла не включается. Продолжительность нанесения первичного набрызг-бетона толщиной D=1см определяем по формуле:

(3.62)

принимаем 50 мин.

где ao=1,25 (при S=16,2); a1=1,08 (при f = 10) ; a2=0,25 (для набрызг-бетонной крепи);

Определим время, необходимое для возведения УКК, состоящей из металлической сетки и набрызг-бетона D=3 см:

(3.63)

где ao=1,25 (при S=16,2); a1=1,08 (при f=10) ; a2=0,25 (для усиленной комбинированной крепи, состоящей из металлической сетки и набрызг-бетона); v=60 м/мес.

Усиленная комбинированная крепь возводится с отставанием от забоя на 150 м.-поэтому время, затрачиваемое на данную операцию в продолжительность проходческого цикла не включается.

 

Определяем продолжительность проходческого цикла:

или 9 часов 30 минут  (3.64)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 ВЫБОР СИСТЕМЫ  РАЗРАБОТКИ

4.1 Введение

 

Классификация систем разработки помимо систематизации сведений служит основой для выбора систем разработки. Известна также трудность создания классификации, которая отвечала бы указанным целям и была достаточно простой, удобной для практического использования.

Системы подземной разработки рудных месторождений отличаются исключительным многообразием. Это многообразие и трудность создания классификации систем можно объяснить несколькими причинами.

Во-первых, широким смыслом самого понятия «система разработки». Оно выражает, с одной стороны, довольно сложную совокупность подготовительных и очистных выработок, расположенных в разрабатываемом месторождении самым разнообразным образом, а с другой стороны - не менее сложный комплекс технологических операций очистной выемки.

В связи с этим системы разработки отличаются между собой многими признаками:

видом и расположением подготовительных и нарезных выработок в выемочном участке, блоке, панели;

направлением продвигания очистной выемки относительно элементов залегания рудного тела;

состоянием и способом поддержания образующегося очистного пространства;

построением и формой очистного забоя;

числом стадий очистной выемки в блоке;

способами отбойки и доставки руды при очистной выемке.

Сочетание этих признаков в различных комбинациях даёт множество систем разработки. Попытки построения классификации на принципе сочетания указанных признаков приводили к созданию громоздких перекрёстных перечней систем, не получивших применения.

Вторая причина трудности создания классификации систем подземной разработки рудных месторождений состоит в разнообразии этих месторождений по форме, размерам, углам падения, условиям залегания, минералогическому составу, ценности руды, характеру вмещающих пород и т.д.

Из большого числа классификаций систем разработки рудных месторождений, которые были в разное время опубликованы в отечественной и зарубежной литературе, сохранили значение только две – три классификации. Все остальные в настоящее время не используются.

В данной работе принята классификация, разработанная В.Р.Именитовым. Системы разделены в ней на классы по признаку способа поддержания очистного пространства при выемке руды (т.е. в период извлечения отбитой руды из очистного пространства). Согласно этой классификации системы разработки разделены на три класса:

1 класс – системы с естественным поддержанием очистного пространства характеризуются тем, что очистная выемка состоит только в отбойке и доставке руды, включая вторичное дробление при необходимости; породы вокруг очистного пространства не обрушаются.

2 класс – системы с обрушением руды и вмещающих пород. Очистная выемка ограничивается отбойкой и доставкой руды, включая вторичное дробление при необходимости; выработанное пространство не поддерживается: на отбитую руду обрушиваются вмещающие породы.

3 класс – системы с искусственным поддержанием очистного пространства. Очистная выемка состоит из процессов отбойки, доставки руды и закладки или крепления или того и другого вместе.

 

 

4.2 Выбор системы разработки

 

При выборе системы разработки первоначально отбирают все системы, технически приемлемые в рассматриваемых условиях. Затем из этих систем по логическим соображениям отбирают конкурентоспособные, т.е. те системы, которые по сравнению с другими заведомо лучше по каким-то показателям. В итоге остаются (обычно две-три) системы, сравнение которых требует численных оценок. Наиболее выгодную из них определяют путём экономического сравнения между собой. При окончательном выборе учитываются дополнительные соображения, которые не могли получить численную оценку.

Поскольку цена руды, которую будут добывать на проектируемом руднике, очень высокая и различные потери её невозможны, то первых два класса систем, принятой нами классификации, сразу же исключаем из дальнейшего рассмотрения. Условия применения систем первого класса требуют оставление постоянных целиков. В системах второго класса наблюдаются очень большие потери руды из-за обрушения вмещающих пород. В нашем распоряжении остаётся класс систем с искусственным поддержанием очистного пространства. Системы, входящие в этот класс делятся на три группы:

Группа А. Системы разработки с закладкой;

Группа Б. Системы разработки с креплением;

Группа В. Системы разработки с креплением и последующим обрушением.

Системы с креплением не удовлетворяют нас по двум причинам, во-первых, очень низкие показатели производительности труда, во-вторых, большой расход крепёжного леса (около 15% выработанного пространства заполняют крепью). Также отказываемся от систем третьей группы В., в них к вышеперечисленным недостаткам добавляется ещё один – поверхность не охраняема. В группу А. входят несколько систем:

1. Однослойная выемка с закладкой
2. Горизонтальные слои с закладкой (слои вынимают начиная с нижнего)
3. Наклонные слои с закладкой
4. Система разработки тонких жил с раздельной выемкой
5. Нисходящая слоевая выемка с твердеющей закладкой

 

Наиболее подходящей к нашим горно-геологическим условиям является слоевая система с восходящей выемкой и построением защитного перекрытия. А также  система с 

нисходящим  порядком  выемки  слоев-один  из  наиболее

безопасных  вариантов  этой  системы (работы  ведутся

под  искусственной  кровлей  из  из  прочного  бетон-

ного  армированного  массива), его  можно  применять

в  тяжелых  горно-геологических  условиях, с  другой

стороны – это  один  из  наиболее  трудоемких и

дорогих  вариантов.

  

     В  дальнейшем , при  разработке  месторождения,

ориентируясь  на  конкретные  горно-геологические

условия  в  каждой  конкретной  панели, мы  будем

иметь  возможность  снизить  до  минимума  себесто-

имость  добываемой  руды, иувеличить  скорость  и

качество  ее  выемки, принимая  в  производство

какой-либо  из  приведенных  вариантов  системы

разработки.

 

Условия применения этих систем:

• Ценные руды
• Устойчивость руд и вмещающих пород различная
• Большая мощность рудного тела
• Земная поверхность охраняемая

 

4.3 Конструкция и параметры слоевой  системы с нисходящим

порядком  выемки  слоев .

В плане рудная залежь разделена на панели шириной 120 м, которые делятся на секции (ленты) шириной 8 м.  Секции отрабатываются слоями высотой 4 м снизу вверх с последующей закладкой отработанного пространства твердеющей смесью. Для прохода самоходного оборудования на слои по границам секции с почвы рудного тела в шахматном порядке проходят слоевые орты. Очистные работы начинаются после проведения разрезного штрека (РШ) размерами 4х5 м по почве рудного тела (секции).

сновные слои будут отрабатываться после проходки и закладки двух подкровельных штреков. Закладка подкровельных штреков армируется металлической сеткой, и имеет в своём составе цемент марки М100. Закладка основных слоёв аналогична той, что была рассмотрена выше.

Конструируя систему разработки, выбираем следующие параметры подготовительно-нарезных выработок:

- откаточный квершлаг, расположенный  в 10 м под рудным телом, сечением  S=12 м2;

- вентиляционно-закладочный уклон, расположенный в 10 м над рудным телом, сечением S=14,5 м2;

- 6 слоевых ортов (СО), пройденных  с почвы до определенного слоя  и обслуживающих один слой  каждый, сечением S=17 м2;

вентиляционно-восстающий рудоспуск (ВВР) сечением S=4 м2, обслуживающий 2 секции;

 

 

- разрезной штрек , сечением S=16 м2.

Параметры очистных выработок:

расширение РШ до параметров двух слоёв 8 х 8 м;

3 слоя сечением по 32 м2;

 

Принимаем следующие условия:

 

1.При проведении подготовительно-нарезных  выработок в рудном массиве нормативные потери и разубоживание соответственно n=1 % и р=1 %, при очистной выемке n=2 %, р=10 %.

 

2.При проведении подготовительно-нарезных  и очистных выработок используем  дизельное самоходное оборудование (ДСО), имеющее следующие закупочную  стоимость и норму выработки:

Буровая машина со сменной производительностью НБ=170 м, стоимостью КБ=8,3 млн.р;

Погрузочно-доставочная машина (ПДМ) со сменной производительностью НПДМ=400 т, стоимостью КПДМ=6,2 млн.р;

Кровлеоборочная машина стоимостью КК=3,7 млн.р.