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

q₁ - норма воздуха на 1 тонну суточной добычи из лавы q=1,5м/т

- объемный вес угля =1,32

с - коэффициент учитывающий какая часть метана от общей метанообильности участка проходит через призабойное пространство лавы с=0,4-0,6

м

Учитывая выше приведенные расчеты, в проекте принимаем длину лавы: l_л=l_д=190м

7. Определение высоты яруса

; м(7.1)

где h_от.ш - высота откаточного штрека

h_в.ш - высота вентиляционного штрека

h_от.ш= h_в.ш=4,5м

h_я=190+4,5+4,5=199м

Определяем количество ярусов в шахтном поле:

; шт(7.2)

N_я=шт

Определяем максимальную суточную добычу угля из одной лавы:

Q₁=; т(7.3)

т

Определяем количество лав, которые обеспечивают годовую производительность шахт:

 ; шт(7.4)

шт

Принимаем

Для ритмичной работы пласта принимаем одну резервную лаву, тогда общее количество лав составит

; шт(7.5)

шт

Определяем длину общей линии очистных забоев

L_об=L_мN_об; м (7.6)

L_об=1904=760м

8. Выбор средств механизации для очистной выемки

Для механизации очистных работ принимаем механизированный комплекс КМ103.

Комплекс очистной КМ103.

Предназначен для комплексной механизации очистных работ в лавах тонких пластов.

Горно-геологические условия применения комплекса.

Система разработки - столбовая.

Мощность обслуживающих пластов, м -0,4-0,9

Угол падения пласта, градус:

при подвигании лавы по простиранию -

то же, по падению или восстанию-

Характеристика кровли:

Непосредственный - Ниже средней устойчивости

Основной - Кроме труднообрушаемой

Давление на почву, МПа-

Длина комплекса в поставке, м-170

Ширина захвата, м-0,8

Минимальное проходное сечение для воздуха в забое, м-1,25

В состав комплекса КМ103 входят: крепь механизированная 1МК103, комбайн узкозахватный К103, конвейер СП202131, столы СО75 для опоры головок конвейера, вынесенных в штреки, станция насосная СНТ32, оборудование оросительной системы, электрооборудование.

При работе с углом наклона лавы свыше 9⁰ в состав комплекса вводится предохранительная лебедка для удержания комбайна.

Крепь 1МК103 - поддерживающего типа, агрегатирована с конвейером, состоит из четырехстоечных секций со стойками с двойной гидравлической раздвижности при постоянном сопротивлении, с принудительным опусканием, каждая из которых через жесткую балку 2 соединена со ставом забойного конвейера.

Особенность конструкции секции механизированной крепи, в отличие от других механизированных крепей, заключается в том, что перекрытие крепи состоит из трех элементов: задней части перекрытия 3, опирающейся на две стойки со стороны забоя и двух призабойных консолей 1, поддерживаемых своими гидропатронами. Задние и средние части перекрытия соединены друг с другом по всей ширине рессорами. Такая конструкция позволила уменьшить строительную высоту перекрытия секции в зоне перемещения людей. Основание секции также рассчитано по ее длине на две части, которые соединяются между собой рессорами, расположенными в зоне прохода людей. Отход от жестких неразрезных перекрытий и оснований позволил обеспечить нормированную свободную высоту места для перемещения людей, равную 400мм, при минимальной высоте секции.

Наличие кинематической связи заднего перекрытия с основанием с помощью тяги позволяет передвигать секцию с активным подпором, для чего между передними стойками расположен гидропатрон, опирающийся на тяговую балку, поднимающий переднюю часть основания и прижимающий переднюю часть основания и прижимающий перекрытие к кровле во время передвижки секции. Соседние секции попарно соединены друг с другом у оснований с помощью направляющей трубы, что позволяет применять крепь при углах падения пласта до 35⁰.

Эксплуатационным достоинством крепи 1МК103 является также возможность двустороннего дистанционного управления передвижной секции с соседних и повышенным быстродействием и высокий начальный распор секции.

Предусмотренный в комплексе стол служит для выноса приводных головок конвейера в штреки, что устраняет необходимость предварительной выемки ниш по концам лавы. Уголь в концевых участках лавы вынимается комбайном К103 косыми заездами.

9. Определение нагрузки на призабойную крепь

Породы непосредственной кровли представляют собой консольную балку, состоящую из твердых пород слоистой структуры отделившуюся от основного массива пород кровли, в этом случае давление на 1м² площади рабочего пространства забоя определяется по формуле:

; т/м³(9.1)

где h - мощность непосредственной кровли

- объемный вес пород кровли

т/м³

 т/м³

.1 Расчет нагрузки на механизированную крепь

Этот расчет сводится к составлению расчетных нагрузок на крепь от действия пород непосредственной кровли Q_з и Rвзятыми из ее технической характеристики

; м(9.1.1)

где b - длина секции крепи по перекрытию b=3,35м

м

Для нормальной и безопасной работы крепи должны иметь места следующие неравенства

;

где R_д - сопротивление крепи на 1м³ поддерживающего пространства

R_д=300тс/м³

R_п - сопротивление крепи на 1м посадочного ряда R_п=575тс/м³

R_д>Q_з; R_п>R;

Анализируя полученные неравенства делаем вывод, что принятый механизированный комплекс соответствует горно-геологическим условиям.

10. Организация работ в очистном забое

Очистные работы являются одним из основных процессов в технологии добычи угля на шахте. Они включают в себя целый ряд рабочих процессов и операций.

Процессы и операции выполняют последовательно (одновременно), т.е. совмещают во времени. Необходимо стремится к совмещению возможно большего числа процессов, так как при этом сокращается продолжительность технологического цикла и увеличивается число выполняемых циклов за смену (сутки), а, следовательно, и погрузка на очистной забой. Процессы и операции, выполняемые в очистном забое, периодически повторяются и составляют производственный (технологический) цикл.

Цикл - совокупность рабочих процессов и операций, выполняемых в определенном порядке, необходимых для выемки угля по всей длине лавы на установленную паспортом величину подвигания забоя. Время, затраченное на выполнение одного цикла, называют продолжительностью цикла.

Важным фактором организации работ является режим работы очистного забоя, т.е. установленный порядок и продолжительность деятельности его во времени.

Суточный режим работы применяют в основном четырехсменный - три смены добычные и одна - ремонтно-подготовительная. Продолжительность рабочей смены 6ч. При разработке пластов, опасных по внезапным выбросам угля или газа и угрожаемых, принимают две добычные смены: одну - ремонтно-подготовительную и одну для осуществления противовыбросных мероприятий. Применяют и другие суточные режимы работы лав.

Недельный режим работы - шестидневная рабочая неделя. Основной формой организации труда рабочих является комплексная сменная или круглосуточная бригада горнорабочих очистного забоя (ГРОЗ) во главе с бригадиром. Кроме ГРОЗ и машиниста выемочных машин в состав бригады иногда выходят электрослесаря и горнорабочие, выполняющие работы в подготовительных выработках, на сопряжении с очистной выработкой. Суточная бригада делится на сменные звенья во главе со звеньевыми. Каждый член бригады (звена) должен уметь выполнять все процессы, входящие в технологический цикл. Заработную плату по результатам работы бригады за месяц распределяют пропорционально тарифным ставкам, числу отработанных дней с учетом коэффициента трудового участия. Количественный состав бригады зависит от объема работ по процессам, действующих норм выработки и принятого коэффициента перевыполнения норм выработки. Существуют три формы организации работ в очистном забое: поточная, цикличная и поточно- цикличная. Поточная организация - форма организации работ в забое, которая соответствует максимальной интенсификации производства. Отличается она полным совмещением рабочих процессов и операций во времени, их единым ритмом и непрерывной выдачей угля в течение рабочего времени, предусмотренного суточным режимом работы забоя.

При цикличной организации работ нет совмещения основных рабочих процессов во времени, нет и непрерывности в выдаче угля.

Поточно-цикличная организация работ отличается совмещением некоторых основных процессов.

Для каждого очистного забоя составляется график, состоящий из планограммы организации процессов, графика выходов рабочих по сменам, таблицы технико-экономических показателей и эскиза положения забоя на начало каждой смены.

Графики могут быть плановыми и фактическими (исполнительными).

График - это документ, который в графической форме показывает, как должны протекать (плановый график) или протекают (исполнительный график) рабочие процессы, образующие законченный цикл работ.

Планограмма организации процессов представляет собой наглядное изображение протекания рабочих процессов в пространстве и во времени. Она строится в сетке координат: по горизонтальной оси в определенном масштабе откладывают время в часах, а по вертикальной - длину лавы в метрах с делением через 10 или 20м.

На планограмму наносят в виде условных обозначений все основные процессы, из которых слагается цикл в очистном забое при данном способе механизации.

Графики, наглядно изображающие протекание процессов только во времени, называются линейными. Такие графики составляют для подготовительных и капитальных горных выработок, подъема, транспорта и др.

На линейном графике выходов рабочих указывают процессы или профессии рабочих, их численность по сменам, продолжительность процессов и число смен.

11. Технология очистных работ

.1 Технология очистных работ при применении узкозахватных комбайнов

Выбор технологических схем очистных работ определяют сочетанием горно-геологических факторов, основными из которых являются угол залеганий, мощность и строение пласта, устойчивость пород кровли и почвы, сопротивляемость угля резанию, наличие геологических нарушений, газоносность пласта и вмещающей толщи пород, ценность угля.

В зависимости от способа выемки угля технологические схемы очистных работ делят на схемы с выемкой угля отбойными молотками, буровзрывными работами, широкозахватными и узкозахватными комбайнами, струговыми и скрепероструговыми установками, конвейероструговыми агрегатами, гидромониторами, бурошнековыми установками. Кроме того, технологические схемы в зависимости от применяемой крепи делят на схемы с индивидуальной, механизированной, щитовой крепями и с применением гибкого перекрытия.

Узкозахватная выемка угля - способ добычи, при котором разрушение угольного массива производят горной машиной полосами шириной до 1м в зоне эффективного отжима угля горным давлением. Указанная технология является основной. Особенность узкозахватной выемки состоит в том, что с помощью шарнирных верхняков и консолей механизированных крепей создается бессточное призабойное пространство, в котором вслед за передвижением выемочной машины производят безразборную механизированную передвижку забойного конвейера. Основные преимущества узкозахватной выемки: интенсификация очистных работ, снижение трудоемкости добычи угля, возможность применения механизированных крепей.

Узкозахватная выемка может осуществляться узкозахватными комбайнами, стругами, конвейеростругами и скреперостругами. Узкозахватные комбайны перемещаются по раме забойного конвейера или опираются на него. Их серийно изготавливают для пластов с различной мощностью и углами залегания. Тяговым органом комбайны имеют бесцепную систему подачи (БСП). Кроме того, при работе комбайнов, перемещающихся по раме конвейера, при углах залегания 9⁰ и выше обязательно применение предохранительных канатов и дистанционно управляемых предохранительных лебедок, установленных на вентиляционном штреке.

Комбайн К-103 имеет регулируемые по высоте шнеки, расположенные по концам машины, что позволяет производить безнишевую выемку угля по челноковой схеме. Перемещается комбайн по почве между забоем и конвейером, опираясь на конвейер лыжами и опорами-захватами. Перемещение комбайна осуществляется замкнутой тяговой цепью, приводимой в движение двумя вынесенными механизмами подачи.

Технология очистных работ. При применении узкозахватных комбайнов с индивидуальной крепью применяют несколько технологических схем, например, с челноковой выемкой комбайном с односторонней выемкой, зачисткой угля и погрузкой его на конвейер при обратном движении комбайна, с обязательной выемкой ниш или с самозарубкой комбайна на концевых участках лавы, с охраной сопряжений лавы с подготовительными выработками кострами, бутовыми полосами, железобетонными трубами, бетонными стачками и т.д. При применении этих схем необходимо выполнить следующие процессы: выемку и погрузку угля комбайном, его транспортирование в подготовительную выработку с помощью передвижных конвейеров, крепление призабойной крепью, передвижку конвейера, работы по управлению кровлей, работы на концевых участках лавы.

При выемке угля машинист №1 управляет комбайном, находясь впереди его, следит за выемкой угля на полную ширину захвата, регулирует положение исполнительного органа, не допуская оставление «земника» или «присухи» и внимательно следит за сигналами рабочих. Помощник машиниста №2 следит за работой системы орошения, убирает с комбайна упавшие куски угля, подтягивает кабель и шланг орошения, следит за состоянием каната предохранительной лебедки, а также за проходом комбайна на стыках секций конвейера, наблюдает за положением погрузочного щитка относительно борта конвейера, переставляет стойки, мешающие движению комбайна.

Во время выемки угля вслед за комбайном трое ГРОЗ №3-5 вручную грузят на конвейер часть угля, не погруженного комбайном, отбивают верхнюю пачку угля и «земник» разбивают, крупные куски угля и породы, обирают забой, зачищают место для передвижки конвейера. Постоянную призабойную крепь устанавливают после передвижки конвейера четверо рабочих №8-11. Нахождение рабочих в треугольнике между забоем и изгибом конвейера при недостаточно устойчивой кровле и в связи с передвижкой конвейера гидродомкратами сопряжено с опасностью. Для поддержания обнажаемой кровли навеску верхников производят вслед за проходом комбайна с помощью специальных приспособлений. Управление кровлей полным обрушением производят на расстоянии не ближе 30м от комбайна при применении деревянной крепи и на расстоянии, предусмотренном паспортом, при применении металлической крепи. Работы по управлению кровлей выполняют четверо рабочих №12-15. Они производят извлечение и передвижку посадочных стоек на новое место ближе к забою.