Технология горного производства и обогащения полезных ископаемых

Министерство образования и науки Украины

Донбасский государственный технический университет

Кафедра разработки месторождений полезных ископаемых

 

 

 

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

 

К курсовому проекту по дисциплине

"Технология горного производства и обогащения полезных ископаемых"

 

 

 

 

Выполнил: студент гр. АКГ-05

Коновалов А.А.

Проверил: доц. каф. РМПИ

Леонов А.А.

 

 

 

 

 

 

 

 

Алчевск 2007

 

Содержание

 

Введение

1. Характеристика месторождения
2. Запасы шахтного поля.
3. Режим работы, мощность и срок службы шахты
4. Вскрытие шахтного поля
5. Выбор способа подготовки шахтного поля
6. Выбор системы разработки
7. Технология, механизация и организация очистных работ
8. Определение параметров очистного забоя
9. Сводка основных технико-экономических показателей

Список используемой литературы

 

Введение

 

Происходящее в горной промышленности совершенствование технологических процессов предусматривает, в конечном счете, полную автоматизацию производства, что значительно повышает производительность труда, преобразует рабочие места, делает труд более творческим. Современный этап автоматизации опирается на использование новейших достижений в технологии электронно-вычислительной техники, электронизацию промышленности.

В настоящее время созданы угледобывающие комплексы, которые обеспечивают непрерывный процесс добычи угля в лаве без применения тяжелого физического труда, налаживается автоматический контроль за работой комплекса и автоматическое управление, хотя в этом пункте остается ряд нерешенных проблем.

Средства автоматизации непрерывно развиваются и претерпевают относительно быстрые изменения.

В заданных горногеологических условиях необходимо обеспечить максимальную годовую добычу, минимальные сроки от введения геологической разведки до ввода шахты в эксплуатацию. Также необходимо обеспечить минимальные капиталовложения для обеспечения максимально полного цикла угледобычи.

В этом и заключается цель данного курсового проекта.

 

1 Характеристика месторождения

 

Характеристика месторождения содержит краткое описание района, условий залегания пластов угля: мощность, угол падения, крепость угля, объемный вес, газоносность, свойства боковых пород почвы и кровли, строение пласта. Должны быть указаны расстояния между пластами по нормали и от поверхности до верхней границы шахтного поля, приведены сведения о геологических нарушениях и других факторах, влияющих на выбор способа вскрытия и подготовки шахтного поля, а также средств комплексной механизации.

В настоящее время разрабатывается пласт – , мощностью 1,38м., мощностью 0,8м., а так же - 0,71м. Курсовой проект будем рассчитывать по верхнему пласту, остальные пласты будем учитывать при расчете запасов шахты.

Характеристика угольных пластов приведена в таблице 1.1, вмещающих пород – в таблице 1.2.

 

Таблица 1.1 – Характеристика угольных пластов

Индекс пласта	Марка угля	Плотность угля, т/	Мощность пласта, м	Угол падения пласта, град.	Приток воды, /г
	ОС	1,38	1,38	5	-
	Т	1,38	0,80	5	-
	ОС	1,38	0,71	5	-

 

 

Таблица 1.2 – Характеристика боковых пород

Кровля								Тип непосредственной почвы	Коэффициент крепости
Ложная		Непосредственная			Основная
Тип пород	Мощность, м	Тип пород	Мощность, м	Крепость, f	Тип пород	Мощность, м	Крепость, f
Аргиллит	0-0,2	Алевролит	5,4	6	Песчаник	9,5	7	Известняк	7
Аргиллит	0-0,1	Алевролит	7,8	6	Известняк	10,0	7	Алевролит	6
Алевролит	0,1-0,4	Аргиллит	6,2	6	Алевролит	7,8	6	Песчаник	9

 

2. Запасы шахтного поля

 

Размеры шахтного поля: по простиранию 12000 метров, по падению 2400 метров, средняя плотность угля в массиве 1.38т/м3.

    (2.1)

где – размеры шахтного поля по простиранию, м;

 – размеры шахтного поля по падению, м;

 – суммарная мощность  пластов, м;

γ – средняя плотность угля в массиве, т/м3.

    (2.2)

где – мощность верхнего пласта свиты, м;

 – мощность среднего пласта  свиты, м.

 – мощность нижнего пласта  свиты, м;

Zгеол = 12000*2400*2,89*1,38=114860160т.

Все пласты являются кондиционными и имеют малое содержание золы и мощность более 0.5м, поэтому геологические запасы равны балансовым

Zгеол = Zбал

Промышленные запасы необходимо определять путем исключения из балансовых запасов проектных потерь, тыс.т.

     (2.3)

где - проектные потери угля, т

Проектные потери угля включают в себя потери в целиках и эксплуатационные потери, тыс.т.

ΣZп = Zоц + Zбц + Zэ     (2.4)

Потери угля в охранных и барьерных целиках рассчитываем согласно правилам охраны сооружений. При отсутствии данных о потерях в целиках их следует ориентировочно принимать равными: на пологих пластах 1% балансовых запасов, а на крутых – 2%

Zц = Zоц + Zбц = (0,01 0,02)* Zбал (2.5)

Zц = 0,01* 114860160 = 1148601.6т

Эксплутационные потери рассчитываем по формуле:

 (2.6)

Где – коэффициент эксплуатационных потерь;

 – суммарные потеря угля в охранных и барьерных целиках, тыс.т.

 т

= 1148601,6+ 11371155,84 = 12519757,44т

= 114860160 – 12519757,44 = 102340402,6т

В целом, количество полезного ископаемого, добываемого из месторождения или шахтного поля, необходимо оценивать коэффициентом извлечения, который показывает, какая часть балансовых запасов выдается на поверхность:

 (2.7)

3. Режим работы и срок службы шахты

 

Режим работы шахты по добыче угля следующий:

- количество  рабочих дней в году – 300;

- количество  рабочих смен по добыче угля смен в сутки – 3;

- продолжительность  рабочей смены на подземных  работах – 6 часов;

- продолжительность  рабочей смены на поверхности  – 8 часов;

- одна смена  ремонтно-подготовительная.

Режим работы трудящихся необходимо принимать из расчета пятидневной недели (шахта работает 6 дней в неделю, а рабочие 5 дней в неделю со скользящим выходом в течении недели).

Расчетный срок службы необходимо определять как производную величину, лет:

      (3.1)

где = 2100 тыс.т/год - годовая производственная мощность шахты.

=102340,4/2100 = 49 лет

Полный срок службы необходимо устанавливать с учетом времени на развитие и затухание добычи, лет

     (3.2)

Фактическое суммарное время на развитие и свертывание добычи в зависимости от годовой производственной мощности угольной шахты ориентировочно можно определить по формуле, лет:

    (3.3)

где А – млн.т/год.

 лет

 года.

 

4. Вскрытие шахтного поля

 

При выборе схемы вскрытия необходимо принимать такие технические решения, которые должны обеспечивать:

высокую концентрацию горных работ с наибольшими реально достигаемыми в данных горно-геологических условиях нагрузками на горизонт, пласт, наклонную выработку и очистной забой;

минимально необходимый объем проводимых и поддерживаемых выработок;

обеспечение своевременной подготовки выбывающей линии очистных забоев;

бесступенчатый и непрерывный транспорт;

строительство шахт в минимальные сроки;

постоянство качества рабочей продукции.

Вопросы вскрытия должны решаться с учетом всех пластов в шахтном поле.

При обосновании рационального способа вскрытия необходимо учитывать количественные значения таких факторов, как размеры шахтного поля по падению и простиранию, угол падения пластов, их количество и расстояние между ними, а также расстояние между поверхностью и верхней границей шахтного поля. Зная пределы возможных значений размеров горизонтов по падению, необходимо определить число горизонтов. Этот дополнительный параметр весьма необходим при решении вопросов о применении одно- или многогоризонтной схемы вскрытия.

Расстояние от верхней границы до поверхности оказывает решающее влияние на выбор способа вскрытия вертикальными или наклонными стволами, а также комбинированного способа.

Угол падения пластов в сочетании с расстоянием между пластами предопределяет тип дополнительной вскрывающей выработки (квершлагов, гезенков).

Для пологих и наклонных пластов в качестве основных рекомендуется применять следующие схемы вскрытия:

вертикальными стволами с капитальными или погоризонтными квершлагами в зависимости от размеров шахтного поля по падению;

наклонными стволами для выдачи угля высокопроизводительными конвейерами и вертикальными стволами для выполнения вспомогательных операций с капитальным квершлагом, а при большой угленасыщенности месторождения - с этажными квершлагами.

При вскрытии должно обеспечиваться прямое проветривание. Уклонные работы допускать только при разработке последнего горизонта и длине уклона не более 1200м.

В районах с гористым рельефом поверхности необходимо предусматривать вскрытие штольнями в сочетании со слепыми вертикальными стволами.

Кроме перечисленных схем вскрытия, необходимо предусматривать любые другие экономически и технически осуществимые схемы вскрытия.

В данном расчёте применяем схему вскрытия вертикально центрально сдвоенными стволами, капитальным квершлагом с центрально отнесенной вентиляционной скважиной.

Определим глубину ствола по формуле, м

     (4.1)

где – наклонная длина бремсберговой части шахтного поля, м

 – глубина зумпфа, м. Глубину  зумпфа вспомогательного ствола  принимать 6 – 7м, а главного ствола  – 20 – 40м;

 – мощность наносов или  расстояние от земной поверхности  до верхней границы шахтного  поля, м.

Для вспомогательного

НG = 1200*0,087+7+80 = 191,4 м

Для главного

НС = 1200*0,087+40+80 = 224,4 м

Длину квершлага LК определять по формуле, м

     (4.2)

где – суммарная мощность междупластья, м.

 

 

5. Выбор способа подготовки шахтного поля

 

Выбор и обоснование способа подготовки шахтного поля необходимо осуществлять с учетом горно-геологических и горнотехнических факторов: размера шахтного поля по простиранию, угла падения пласта, числа одновременно отрабатываемых пластов, естественной газоносности и наличия геологических нарушений.

Принимая во внимание угол падения пласта 50, принимаем погоризонтный способ подготовки с отработкой лавами подвигаемые по падению (восстанию). Для устойчивой работы шахты, разрабатывающие пласты пологого и наклонного падения, как правило, принимать запасы угля в пределах горизонта из расчета обеспечения работы каждого не менее 15 лет. Принимаем нисходящий порядок отработки пластов, для обеспечения максимального защитного действия горных работ, проведения очистных и подготовительных выработок вне зоны опорного давления от смежных разрабатываемых пластов.