Курсовая работа (т): Выбор способа вскрытия и системы разработки угольных месторождений

Выбор способа вскрытия и системы разработки угольных месторождений

Тема: Выбор способа вскрытия и системы разработки угольных месторождений

Исходные данные к проекту

.        Размер шахтного поля:

по падению, метры - 1700

по простиранию, метры - 8300

.        Мощность разрабатываемых пластов, м:

пласт m₁ - 1,1

пласт m₂ - 0,7

пласт m₃ - 1,8

.        Угол падения свиты пластов, градусы : 33

.        Боковые породы I-го пласта:

Непосредственная кровля - глинистый сланец, m=5,5м

Почва пласта - глинистый, песчаный.

.        Расстояние между пластами, м:

m₁ - m₂ - 67

m₂ - m₃ - 82

.        Мощность насосов, м: 25

7.      Объемный вес угля : 1,32

.        Склонность пласта к самовозгоранию: склонен

.        Выделение метана по пласту m,  : 11

.        Опасность пласта по взрыву угольной пыли: опасен

.        Схема подготовки: этажная

.        Технологическая схема N (прогрессивные технологические схемы разработки пластов, часть I): 6 III

.        Способы охраны выемочных выработок: ограждающая

.        Средства механизации:

очистных работ - КМ 103

горно-подготовительных работ - проходческий комбайн

.        Схемы проветривания: прямоточная (обособленным разбавлением газов и пыли)

.        Способ пылеподавления в очистном забое: предварительное увлажнение пласта и орошение

17.    Газовая защита на участке: автоматическая с централизованным телеконтролем содержания СН

Введение

На сегодня уголь остается основным источником органического топлива Украины. В настоящее время его запасы составляют 94% всех запасов органического топлива и их весомость для национальной экономики не уменьшается.

Учитывая важное значение угольной промышленности для экономики Украины, Правительством Украины и Министерством угольной промышленности был осуществлен ряд мероприятий, которые предусматривали кардинальное повышение экономической эффективности работы предприятий угольной промышленности и достижения объемов добычи угля, необходимых для удовлетворения потребностей национальной экономики. Отмеченные мероприятия предусматривали, в том числе, разработку новой программы развития угольной промышленности на 2011-2015 годы, внесение изменений к Энергетической стратегии Украины на период к 2030 году соответственно Программы экономических реформ Украины.

С учетом приведенного был разработан проект Государственной целевой экономической программы перспективного развития угольной промышленности на 2011-2015 годы. Целью этой программы является кардинальное повышение экономической эффективности работы предприятий угольной промышленности и достижения объемов добычи угля, необходимых для удовлетворения потребностей национальной экономики.

Во время ее разработки были рассмотрены варианты развития угольной отрасли, из которых наиболее приемлемым был признан вариант, что предусматривает экономически и социально обусловленное эффективное сохранение существующего производственного потенциала отрасли при условиях, как можно более скорого технологического обновления производства, постепенной реструктуризации и совершенствования структуры шахтного фонда, разгосударствления и приватизации инвестиционно-привлеченных потенциально рентабельных предприятий и активизация процесса закрытых шахт, что уже находятся в стадии ликвидации.

Основными задачами данного курсового проекта являются:

углубление знаний полученных по другим предметам;

получение знаний по организации производства необходимых для руководителя среднего звена;

получение необходимых навыков по расчету плановых показателей работы добычного участка шахты.

1. Определение запасов шахтного поля

.1. Определение балансовых запасов шахтного поля

Балансовые запасы шахтного поля определяются по формуле:

; т(1.1.1)

где Н - размер шахтного поля по падению;

S - размер шахтного поля по простиранию;

 - суммарная производительность разрабатываемых пластов.

; (1.1.2)

где m₁, m₂, m₃ - мощности разрабатываемых пластов;

 - объемный вес угля.

млн.т

.2. Определяем промышленные запасы шахтного поля:

; т(1.1.3)

где с - коэффициент извлечения угля

с = 0,9

млн.т

2. Определяем производственную мощность и срок службы шахты

Определяем производственную мощность шахты принимаем Аr=1,2млн.т.

Определяем суточную добычу по шахте:

; т(2.2.1)

где N - количество рабочих дней в году, N=300

т

Определяем расчетный срок службы шахты:

; лет(2.3.1)

лет

.4. Определяем полный срок службы шахты:

; лет(2.4.1)

где t_р - время на развитие шахты t_р = 2 года

t_з - время на затухание добычи t_з = 3 года

Т_n=50+2+3=55 лет

Чтобы обеспечить рациональную и эффективную разработку шахтного поля его делят на более мелкие части. Учитывая размеры шахтного поля:

по падению - 1700

по простиранию - 8300

угол падения свиты пластов =33,

склонность к возгоранию: склонен,

принимаем этажную схему подготовки.

Этажная схема подготовки

Отличительной особенностью этажной схемы подготовки является деление шахтного поля на этажи, вертикальная высота которых одинакова по всему простиранию пласта в шахтном поле. Разные по времени отработки этажи могут иметь и различную вертикальную высоту.

В зависимости от условий залегания пластов, их мощности, склонности к самовозгоранию, газоносности угля и вмещающих пород, опасности в отношении горных ударов, геологической нарушенности, а также от производственной мощности шахты и других факторов вертикальная высота этажа, как было отмечено выше, принимается не менее 120м.

При этажной схеме подготовки от околоствольного двора или от места пересечения пласта капитальным квершлагом проводят главный откаточный штрек, пластовый или полевой, обычно на длину до 150м. В середине шахтного поля по восстанию пласта проводят капитальный бремсберг с двумя ходками для доставки грузов и передвижений людей. От капитального бремсберга в обе стороны проводят этажные откаточные, вентиляционные и параллельные штреки. В зависимости от порядка выемки разрезные печи проводятся на расстоянии не менее 40м от вспомогательных ходков или у границ этажа при обратном порядке.

После отработки запасов первого этажа очистные работы ведут на втором этаже. В качестве вентиляционного штрека используется параллельный штрек.

При обработке запасов последнего этажа в бремсберговой части шахтного поля приступают к подготовке этажей в уклонной части. С этой целью на длину этажа проводят капитальный уклон и два ходка, остальные подготовительные выработки проводятся по уже описанной схеме.

Свежий воздух из откаточного штрека поступает по вспомогательным ходкам, откаточному этажному штреку, омывает лавы и выходит на вентиляционный штрек и далее к шурфу.

Этажный способ подготовки применяется на пластах с углами падения более 35⁰. Кроме того, в некоторых случаях он находит применение на пологих и наклонных пластах; при вскрытии шахтных полей наклонными стволами, пройденными по пласту: при вскрытии шахтный полей вертикальными стволами с ограниченными размерами шахтного поля по простиранию; при разработке сильно газоопасных пластов.

Достоинства - простота схемы проветривания, небольшой объем подготовительных выработок, возможность быстрого ввода шахты в эксплуатацию.

Недостатки - отсутствие возможности для широкого развития фронта очистных работ, необходимость проведения откаточных штреков на всю длину шахтного поля и поддержание их в течение всего периода отработки этажа.

4. Выбор системы разработки

Учитывая горно-геологическую производственную мощность шахты и применению механизированного комплекса КМ-103 в курсовом проекте принимаем как более эффективную столбовую систему разработки. Очистные забои при столбовых системах имеют прямолинейную форму, однако при разработке крутых пластов с использованием отбойных молотков забоям придают потолкоуступную или почвоуступную форму. Направление движения очистного забоя при столбовых системах разработки ориентируют по падению, восстанию, простиранию или диагонально к линии простирания пласта.

Столбовые системы разработки применяются при различных схемах подготовки шахтных полей: этажной, панельной и погоризонтной и имеют в каждом случае характерные особенности. При ориентировании лавы по простиранию часть пласта, подготовленная к выемке, может разрабатываться на всю длину этажа или яруса, но в ряде случаев более целесообразно деление этажа (яруса) на подэтажи (подъярусы). Обычно этаж (ярус) делят на два, реже на три подэтажа (подъяруса). При этом отработка верхних подэтажей (подъярусов) осуществляется с опережением нижних на 20-30м. При отработке выемочных полей длинными столбами по падению (восстанию) в каждом выемочном участке может быть расположена одинарная или спаренные лавы.

Достоинствами столбовых систем разработки являются:

хорошее состояние выемочных выработок, поддерживаемых в массиве угля или в зоне установившегося горного давления, и малые затраты на их поддержание;

исключение взаимных помех в работе по проведению выемочных выработок и очистной выемки, что позволяет эффективно использовать высокопроизводительную технику для очистных и подготовительных работ;

детальная разведка пласта в период подготовки столбов об условиях его залегания и возможность своевременного выявления геологических нарушений и принятия необходимых мер при пересечении их очистными забоями или подготовка новых забоев за нарушениями;

возможность погашения выемочных выработок частями по мере подвигания очистных забоев, что обеспечивает регулярность извлечений металлической крепи;

при возникновении пожара от самовозгорания оставшегося в выработанном пространстве угля возможность заизолировать его возведением герметичных перемычек в выемочных выработках, пройти новую разрезную печь и продолжить очистные работы без длительных перерывов.

Недостатки столбовых систем разработки следующие:

проведение большого объема подготовительных выработок до начала очистных работ, что удлиняет срок ввода шахты в эксплуатацию;

трудность проветривания подготовительных забоев в период проведения выработок;

ограничение нагрузки на очистной забой по газовому фактору, особенно на весьма газоносных пластах;

необходимость поддержания подготовительных выработок как в период их проведения, так и во время производства очистных работ. При пучаших почвах это приводит к большим расходам на их поддержание.

5. Определение действующей линии очистных забоев

шахтный лава очистной забой

Линия действующих очистных забоев одновременно разрабатываемых пластов определяется по формуле:

; м(5.1)

где К_оч - коэффициент учитывающий добычу угля из подготовительных забоев при проведении выработок К_оч=1;

V_r - годовое подвигание линии очистных забоев.

; м(5.2)

где N - число рабочих дней в году N=300

n_ц - количество полос угля вынимаемого комбайном n_ц=6

r - ширина вынимаемой полосы r=0,8

K_r - коэффициент, учитывающий горно-геологические условия в лаве K_r=0,96

С_о - коэффициент извлечения угля

С_о=0,96-0,98

Vr = 300*6*0,8*0,96=1382,4м

м

6. Проверка длины лавы

Проверку длины лавы осуществляем по технико-организационным показателям и фактору вентиляции.

.1 Проверка длины лавы по технико-организационным показателям.

Проверка длины лавы осуществляется в зависимости от производительности выемочной машины принятого режима организации работ и величины затрат времени на выполнение отдельных рабочих операций.

; м(6.1.1)

где Т_см - продолжительность добычной смены Т_см=360мин.

t_пз - время на подготовительно-заключительные операции. Норматив на эти операции составляет t_пз=15-20мин.

t_по - время на взрывание шпуров и проветривания забоя t_по=5-7мин.

п_см - число добычных смен в сутки п_см=3

t_пр - время на концевые операции (подготовка комбайна к выемке следующей полосы) t_пр=20-30мин.

п_ц - число вынимаемых полос угля в сутки п_ц=6

К - коэффициент, учитывающий, что в процессе работы комбайна или любой другой машины, работающей в комплексе с ним, могут иметь место простои и другие потери рабочего времени по организационным или техническим причинам К=0,8-0,96

v - скорость подачи комбайна v=2-4 метра в минуту

t_з - время на замену одного зубка t_з=1мин.

r - ширина захвата комбайна r=0,8

m - мощность вынимаемого пласта m=m₁=1,1

Z - расход зубков на 1м³ вынимаемого угля Z=0,02-0,03

t_в - время на различную вспомогательную работу на перекрываемую работой комбайна по выемке, отнесенную на 1м длины лавы t_в=0,2-0,3мин

l_н - суммарная длина ниш l_н=8-10м

м

.2 Проверка длины лавы по условиям вентиляции

; м(6.2.1)

где v - максимально допустимая по ПБ скорость воздуха в лаве v=6м/с

d - минимальная ширина призабойного пространства лавы d =4,63

m₀ - общая мощность пласта m₀=m₁=1,1

k_вп - коэффициент учитывающий движение воздуха по прилегающему к лаве выработанному пространству k_вп=1,1