Технология горного производства
Министерство образования Российской Федерации
Новокузнецкий филиал-институт
Кемеровского государственного университета
Кафедра экологии и естествознания
ПО РАЗВЕДКЕ И РАЗРАБОТКЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
Курсовая работа
студента IV курса,
группы ГЭ-99
А.А. Серенкова
Научный руководитель
проф. д.т.н.
Ю.П. Ванжа
Новокузнецк 2003
СОДЕРЖАНИЕ
ВведениетАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж..3
Исходные данные для разработки проектатАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж..4
1 Основные параметры шахты
1.1 Промышленные запасы шахтного полятАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж5
1.2 Проектная мощность шахтытАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж.5
1.3 Срок службытАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж6
2 Выбор схемы и способа вскрытия шахтного полятАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж.7
3 Выбор схемы и способа подготовки шахтного полятАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж.8
4 Системы разработки
4.1 Выбор и обоснование системы разработкитАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж.9
4.2 Технические средства очистных работтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж.9
4.3 Размеры выемочных полей и очистного забоятАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж9
4.4 Нагрузка на очистной забойтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж.10
4.5 Проверка нагрузки на забой по фактору проветриваниятАжтАжтАжтАж.11
4.6 Определение числа действующих забоевтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж..12
5 Горнотехнические показатели работ шахтытАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж14
Заключение тАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж.тАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж..15
ЛитературатАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж.16
ПриложениятАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж17
ВВЕДЕНИЕ
Интенсивное развитие и техническое совершенствование угольной промышленности в стране, характеризуется созданием крупных горнодобывающих и перерабатывающих производств на базе перспективных месторождений бурых и каменных углей расположенных в различных природно-климатических зонах. Это требует новых технических и технологических решений и все больше капитальных вложений с учетом создания необходимой инфраструктуры, энергозатрат на транспортирование полезного ископаемого и грузов, на проветривание и создание удовлетворительных условий труда горнорабочих.
Данный курсовой проект выполняется с целью формирования навыков самостоятельного решения задач конструирования, проектирования и организации горных работ.
Задачами проекта являются: выбор рациональной схемы вскрытия и подготовки шахтного поля, выбор системы разработки и расчет некоторых ее параметров.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ПРОЕКТА
Таблица 1. Исходные данные
| Н, км | S, км | α, град | H0, м | Мощность пластов (mi) | ƒy | γ, T/m2 | Aо.з.м., тыс.т. | αi, м |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| 2,5 | 7 | 19 | 10 | 3 | 4 | 2 | 3 | 1,2 | 1,3 | 150 | 50 |
S, Н тАУ размеры шахтного поля по простиранию и по падению, соответственно;
Н0 тАУ верхняя граница шахтного поля;
α - угол залегания (угол падения) угольных пластов;
ƒy тАУ коэффициент крепости угля;
γ - плотность угля (объёмный вес угольных пластов);
Ао.з.м. тАУ нагрузка на очистной забой;
mi тАУ мощность угольных пластов;
αi тАУ мощность пород междупластья.
1 ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ШАХТЫ
1.1 Промышленные запасы шахтного поля
Промышленные запасы шахтного поля определяются по формуле:
Z = S·H·∑m· γ·c, млн. т.,
где С тАУ коэффициент извлечения (0,8);
S тАУ размеры шахтного поля по простиранию;
Н тАУ размеры шахтного поля по падению;
γ - объёмный вес полезного ископаемого, т/м3.
Z = 2500·7000·12·1,3· 0,8 = 218400 тыс. т.
1.2 Проектная мощность шахты
Годовая проектная мощность шахты определяется по выражению:
,
где кплтАУ коэффициент, учитывающийвлияние числа угольных пластов в шахтном поле и принятых к одновременной разработке;
,
кноз тАУ коэффициент, учитывающий влияние нагрузки на очистной забой на уровень проектной мощности шахты;
кгл тАУ коэффициент, учитывающий влияние глубины разработки и угла падения угольных пластов.
,
где Ψ - коэффициент, отражающий степень влияния средней нагрузки на единичный забой, на годовую мощность шахты, учитывающий вместе с тем особенности угольных бассейнов (для Кузбасса Ψ = 0, 0016);
Аозм тАУ месячная нагрузка на забой, для Кузбасса равна 150 000 т/мес;
mср тАУ средняя мощность угольных пластов в шахтном поле, м;
mpi тАУ мощность первого пласта, принятого к разработке, м (таблица 1);
mор тАУ мощность всех пластов, принятых к одновременной обработке, м (таблица 1);
mсум тАУ мощность всех рабочих пластов в рабочем поле, м.
;
;
где Нвг тАУ глубина верхней границы шахтного поля, м (таблица 1);
Ннг тАУ глубина нижней границы шахтного поля, м.
;
;
;
;
;
.
1.3 Срок службы шахты
Срок службы шахты определяется по формуле:
Тп = Т + t,
где Т тАУ период стабильной работы шахт;
t тАУ суммарное время на развитие и свёртывание добычи (принимаем 5 лет).
;
.
2. ВЫБОР СХЕМЫ И СПОСОБА ВСКРЫТИЯ ШАХТНОГО ПОЛЯ
Вскрытием месторождения или шахтного поля называется проходка горных выработок, открывающих доступ с поверхности к полезному ископаемому и обеспечивающих возможность проведения подготовительных выработок.
Схема вскрытия описывает пространственное расположение всех вскрывающих выработок. Различают вертикальную и горизонтальную схемы вскрытия. Вертикальное вскрытие тАУ это обеспечение доступа с поверхности к разрабатываемому горизонту, горизонтальное тАУ вскрытие угольных пластов в пределах горизонта.
Так как угол падения равен 19В°, то выбираем горизонтальную схему вскрытия, которую выполняют, как правило, в плоскости главного транспортного горизонта.
На основании исходных данных для выполнения курсового проекта и норм технологического проектирования принята одногоризонтная, безуглубочная схема вскрытия.
3. ВЫБОР СХЕМЫ И СПОСОБА ПОДГОТОВКИ ШАХТНОГО ПОЛЯ
Подготовкой шахтного поля называют определённый порядок проведения выработок, осуществляемый после вскрытия шахтного поля и обеспечивающий возможность подготовки выемочных полей.
На основании исходных данных и норм технологического проектирования выбрана панельная схема подготовки шахтного поля, так как размеры шахтного поля по простиранию велики (S = 7000 м); размер по падению
Н = 2500 м (одногоризонтная безуглубочная схема).
По простиранию шахтное поле делится на 2 панели с размерами Sn´Hn=3500м´1250м каждая. Каждая панель делится в нисходящем порядке подготовительными штреками на ярусы с размерами Sя´Ня=3500м´200м, где Ня тАУ длина лавы, лестницы, забоя при панельной подготовке; Sя=Sn.
Все подготовительные выработки проводятся по пласту, то есть применяется пластовый способ. Из свиты пластов в задании берётся один пласт. Остальные пласты свиты принимают участие при расчёте запасов.
4. СИСТЕМА РАЗРАБОТКИ
4.1 Выбор и обоснование системы разработки
Система разработки должна обеспечивать безопасное ведение работ, экономичность разработки, минимальные потери полезного ископаемого.
На основании исходных данных и технических характеристик механизмов для очистной выемки принята система разработки длинными столбами по простиранию с полным обрушением кровли. Так как пласт имеет простое строение и малый угол падения, то данная схема разработки наиболее целесообразна.
Поскольку для разработки принят только один пласт т1=3 м, то принят механизированный комплекс КМ-138 с размером проходного сечения для струи воздуха 10 м2.
4.2 Технические средства очистных работ
В· Механизированный комплекс тАУ 2КМтАУ138;
В· Комбайн тАУ КСВ тАУ 460 Н;
В· Вынимаемая мощность m=2 м;
В· Ширина захвата r = 0,8 м;
В· Рабочая скорость Vp=5 м/мин;
В· Маневровая скорость Vm=10 м/мин.
4.3 Размеры выемочных полей и очистного забоя
На основании ВлраскройкиВ» шахтного пласта m1 по принятой панельной схеме размеры выемочных горизонтов равны S´H=7000В·1500=10500 м2 тАУ размер выемочного поля. Остаток, то есть нижняя часть пласта отрабатывается как уклонный горизонт с минимальными размерами.
Длина лавы с комплексами КМ в настоящее время по возможности гипсометрии принимается равной 200 м.
Принятые следующие размеры очистного забоя:
В· Длина лавы тАУ 200 м;
В· Длина ниши тАУ 10 м;
В· Длина вынимаемого столба тАУ 1500 м.
4.4 Нагрузка на очистной забой
Нагрузка на очистной забой с механизированным комплексом определяется из выражения:
,
где n тАУ число смен по добыче угля в сутки (n=4);
Т тАУ длительность смены, мин (360 мин при шестичасовой смене);
Тпз тАУ время на подготовительно-заключительные операции в смену (15 мин);
Тп тАУ суммарное время учитываемых технологических перерывов и организационно-технологических простоев в смену (10 мин);
То тАУ время на отдых (15 мин в смену);
Кн тАУ коэффициент надёжности механизированного комплекса и средств транспорта на выемочном штреке (поле);
L тАУ длина лавы (200 м);
r тАУ ширина захвата исполнительного органа выемочной машины (0,8 м);
m тАУ вынимаемая мощность пласта, м (3 м);
γ - средняя плотность угля, т/м3;
С тАУ коэффициент извлечения угля в лаве (0,98);
Lм тАУ длина машинной части лавы (190 м);
Vp тАУ рабочая скорость подачи комбайна (5 м/мин);
Vм тАУ маневровая скорость подачи комбайна при зачистке лавы (10 м/мин);
tв тАУ время на вспомогательные операции, отнесённые к 1 м длины машинной части лавы (0,1 мин);
t тАУ продолжительность концевых операций для подготовки лавы к следующему циклу (15 мин).
Коэффициент эксплуатационной надёжности:
,
где Кк тАУ коэффициент готовности комбайна (0,94);
Км.к. тАУ коэффициент готовности механизированной крепи (0,90);
Кк.л. тАУ коэффициент готовности конвейера лавы (0,94);
Кп тАУ коэффициент готовности крепи сопряжения с перегружателем (0,94);
Кл.к. тАУ коэффициент готовности ленточного конвейера на транспортной выработке (0,95);
n тАУ число конвейеров в транспортной цепи (n=4).
;
.
4.5 Проверка нагрузки на очистной забой по фактору
проветривания
Определив нагрузки на очистной забой, произведём её проверку по фактору проветривания:
,
где Fл тАУ проходное сечение для струи воздуха при минимальной ширине призабойного пространства (10 м2);
Vmax тАУ допустимая по ПБ скорость движения воздуха в лаве (для мехкомплексов 6 м/с);
d тАУ допустимая по ПБ концентрация метана в исходящей струе (не более 1%);
k тАУ коэффициент, учитывающий движение части воздуха по выработанному пространству за крепью выработки (1,2);
q тАУ метановыделение из лавы в исходящую струю воздуха (10 м3/т суточной добычи);
Кн тАУ коэффициент неравномерности газовыделения в лаве (при абсолютном газовыделении, равном 5 м3/мин, Кн = 1,46);
Кд тАУ коэффициент дегазации (0,6).
4.6 Определение числа действующих забоев
Число действующих забоев целесообразно определить через нагрузку на очистной забой. При разработке одного пласта число лав определяется по выражению:
,
К0 = 0,95 тАУ коэффициент, показывающий удельный вес добычи очистных забоев;
где Ашс тАУ суточная добыча по шахте.
;
;
Определим число циклов, выполняемых за сутки в очистном забое из выражения:
,
где Тсм тАУ длительность смен;
tпз тАУ время на подготовительно-заключительные операции;
n тАУ число смен;
L тАУ длина лавы;
tв тАУ время на вспомогательные операции, отнесённые к 1 метру длины машинной части;
tко тАУ продолжительность концевых операций для подготовки лавы к следующему циклу.
циклов.
5. ГОРНОТЕХНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ РАБОТЫ ШАХТЫ
| Наименование показателей | Единицы измерения | Значения показателей |
Производственная мощность шахты (суточная добыча по шахте Ашс) | т/сут. | 13246,9 |
| Запасы шахтного поля (Z) | млн. т | 218,4 |
| Размеры шахтного поля (Н´S) | м | 2500х7000 |
Срок службы шахты (Tn) | лет | 60 |
| Количество пластов | шт. | 4 |
| Мощность пластов (m) | м | 3 4 2 3 |
| Угол падения пластов (α) | град. | 19 |
Нагрузка на забой (Amax) | т/сут. | 10 652 |
| Число забоев (n) | шт. | 2 |
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В настоящее время на долю угля приходится 11,8% в потреблении топливно-энергетических ресурсов, что значительно ниже технических возможностей отрасли. По прогнозным оценкам добыча угля к 2010 году достигнет 280 млн. т. Важной составляющей частью общей стратегии развития отрасли является обеспечение экологической безопасности производства, жизненных условий для населения угольных регионов.
На основании исходных данных для выполнения курсового проекта и норм технологического проектирования принята: одногоризонтная, безуглубочная схема вскрытия; панельная схема подготовки шахтного поля; система разработки длинными столбами по простиранию с полным обрушением кровли.
ЛИТЕРАТУРА
1 Ванжа Ю.П. Технология горного производства. Методические указания к выполнению курсовой работы. тАУ Новокузнецк: СибГИУ, 1998.
2 Килячков А.П. Технология горного производства. тАУ М.: ВлНедраВ», 1971.
3 Бурачков А.С. Технология подземной разработки пластовых месторождений полезных ископаемых. тАУ М.: ВлНедраВ», 1983.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Вместе с этим смотрят:
11-этажный жилой дом с мансардой
14-этажный 84-квартирный жилой дом
16-этажный жилой дом с монолитным каркасом в г. Краснодаре
180-квартирный жилой дом в г. Тихорецке
2-этажный 3-секционный 18-квартирный жилой дом в г. Мирном