Технология горного производства и обогащения полезных ископаемых

В погоризонтном способе подготовки необходимо принимать прямой порядок отработки бремсберговых полей и обратный порядок отработки уклонных полей (от границ шахтного поля к стволу).

 

6. Выбор системы разработки

 

Выбор системы разработки необходимо проводить методом прямого отбора по принципу соответствия ее основным геологическим и горно-техническим условиям залегания пластов в шахтном поле с учетом достигнутых технико-экономических показателей. При этом следует учитывать также и факторы, влияющие на эффективность применения современных средств механизации очистных работ, надежность работы подземного транспорта, величину потерь полезного ископаемого, вопросы охраны труда и окружающей среды, пожарную безопасность.

Описать выбранный вариант системы разработки и указать ее основные параметры.

В зависимости от горно-геологических условий целесообразно применять для пологих и наклонных пластов мощностью до 3,5м, а при соответствующей механизации до 4,5м, при панельной подготовке - длинные столбы по простиранию, при погоризонтной - длинные столбы по восстанию, а на необводненных пластах - по паданию; выемку по восстанию пласта мощностью более 1,5м принимать при наличии соответствующих научных рекомендаций и обоснований.

При разработке тонких и средней мощности пластов следует применять системы разработки без оставления целиков угля и с повторным использованием штреков с охраной их искусственными жесткими полосами из бетонных плит и других материалов. При мощности пласта свыше 2,5м применять проведение выемочных выработок вприсечку к выработанному пространству.

Для пластов мощностью более 3,5м предусматривать деление их на наклонные слои с выемкой угля в каждом слое длинными столбами. Толщину слоев при технологии выемки угля с индивидуальной крепью принимать в пределах 2-2,5м, а при применении механизированных крепей - до 3,5м.

Для пластов мощностью более 7м необходимо применять комбинированную систему разработки в разных вариантах с использованием гибкого перекрытия.

Для условий, в которых применение системы разработки длинными столбами невозможно или экономически не оправдывается, необходимо применять комбинированную или сплошную систему разработки. Сплошную систему разработки, особенно с проведением штреков вслед за лавой, принимать на тонких (до 0,8м) пластах с углами падения до 15° на глубоких горизонтах, при пучащих вмещающих породах, а также на пластах, опасных по внезапным выбросам угля и газа.

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);

Тпз - время на подготовительно-заключительные операции в смену

(15 мин);

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

Т0 - время на отдых (15 мин в смену);

Кн - 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);

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

=193-10 = 183м

=10м

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

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

tв - 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:

Кк - коэффициент готовности комбайна (0,94);

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

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

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

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

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

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

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

Где:

Iр и Ар - 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%;

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

Qр =Qmax*Kоз = 60*Sоч.min*νmax*Коз,

Qр=60*5,3*4*1.25=1590

Где:

Sоч.min - минимальная площадь поперечного сечения призабойного

пространства лавы (5,3),

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

νmax - 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.

∆lоз. - разность длины очистного забоя, м;

Nсм - 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:

nц =

nц=

Где:

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

Qц=L* m * γ * n * r * C

Qц = 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: