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.В. Ауцерс
Научный руководитель
проф. д.т.н.
Ю.П. Ванжа
Новокузнецк 2003
СОДЕРЖАНИЕ
Введение………………………………………………………………………………3
Исходные данные для разработки проекта…………………………………………4
Основные параметры шахты
Промышленные запасы шахтного поля………………………………5
Проектная мощность шахты…………………………………………..5
Срок службы……………………………………………………………6
Выбор схемы и способа вскрытия шахтного поля………………………….7
Выбор схемы и способа подготовки шахтного поля……………………….8
Системы разработки
Выбор и обоснование системы разработки…………………………..9
Технические средства очистных работ……………………………….9
Размеры выемочных полей и очистного забоя………………………9
Нагрузка на очистной забой………………………………………….10
Проверка нагрузки на забой по фактору проветривания…………..11
Определение числа действующих забоев……………………………12
Горнотехнические показатели работ шахты………………………………14
Заключение ……………………….…………………………………………………15
Литература…………………………………………………………………………..16
Приложения…………………………………………………………………………17
ВВЕДЕНИЕ
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.
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 ?, град H0, м Мощность пластов (mi) ?y ?, T/m2 Aо.з.м.,
тыс.т. ? i,
м
1 2 3 4
3 6 15 10 2 3 6 5 1,2 1,3 150 50
S, Н – размеры шахтного поля по простиранию и по падению,
соответственно;
Н0 – верхняя граница шахтного поля;
? – угол залегания (угол падения) угольных пластов;
?y – коэффициент крепости угля;
? – плотность угля (объёмный вес угольных пластов);
Ао.з.м. – нагрузка на очистной забой;
mi – мощность угольных пластов;
? i – мощность пород междупластья.
1 ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ШАХТЫ
1.1 Промышленные запасы шахтного поля
Промышленные запасы шахтного поля определяются по формуле:
Z = S?H??m? ??c, млн. т.,
где С – коэффициент извлечения (0,8);
S – размеры шахтного поля по простиранию;
Н – размеры шахтного поля по падению;
? – объёмный вес полезного ископаемого, т/м3.
Z = 3000?6000?16?1,3? 0,8 = 299520 тыс. т.
Проектная мощность шахты
Годовая проектная мощность шахты определяется по выражению:
,
где кпл – коэффициент, учитывающий влияние числа угольных пластов в
шахтном поле и принятых к одновременной разработке;
,
кноз – коэффициент, учитывающий влияние нагрузки на очистной забой на
уровень проектной мощности шахты;
кгл – коэффициент, учитывающий влияние глубины разработки и угла падения
угольных пластов.
,
где ? – коэффициент, отражающий степень влияния средней нагрузки на
единичный забой, на годовую мощность шахты, учитывающий вместе с тем
особенности угольных бассейнов (для Кузбасса ? = 0, 0016);
Аозм – месячная нагрузка на забой, для Кузбасса равна 150 000 т/мес;
mср – средняя мощность угольных пластов в шахтном поле, м;
mpi – мощность первого пласта, принятого к разработке, м (таблица 1);
mор – мощность всех пластов, принятых к одновременной обработке, м
(таблица 1);
mсум – мощность всех рабочих пластов в рабочем поле, м.
;
;
где Нвг – глубина верхней границы шахтного поля, м (таблица 1);
Ннг – глубина нижней границы шахтного поля, м.
;
;
;
;
;
.
Срок службы шахты
Срок службы шахты определяется по формуле:
Тп = Т + t,
где Т – период стабильной работы шахт;
t – 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 – это обеспечение доступа с поверхности к
разрабатываемому горизонту, горизонтальное – вскрытие угольных пластов в
пределах горизонта.
Так как угол падения равен 15(, 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 = 6000 м); размер по падению
Н = 3000 м (одногоризонтная безуглубочная схема).
По простиранию шахтное поле делится на 2 панели с размерами
Sn(Hn=3000м(1500м каждая. Каждая панель делится в нисходящем порядке
подготовительными штреками на ярусы с размерами Sя(Ня=3000м(200м, где Ня
– 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.
СИСТЕМА РАЗРАБОТКИ
Выбор и обоснование системы разработки
r
t
hiV?
,
???????????
O
0??B
¶
Ue
????????????????k
??k?\II?
?
¶
Ue
gdc K
`„A
j”
???????номичность 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=4 м, то принят
механизированный комплекс КМ-138 с размером проходного сечения для струи
воздуха 10 м2.
Технические средства очистных работ
Механизированный комплекс – 2КМ–138;
Комбайн – КСВ – 460 Н;
Вынимаемая мощность m=2 м;
Ширина захвата r = 0,8 м;
Рабочая скорость Vp=5 м/мин;
Маневровая скорость Vm=10 м/мин.
Размеры выемочных полей и очистного забоя
На основании «раскройки» шахтного пласта m1 по принятой панельной схеме
размеры выемочных горизонтов равны S(H=6000·1500=9000 м2 – 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:
Длина лавы – 200 м;
Длина ниши – 10 м;
Длина вынимаемого столба – 1500 м.
Нагрузка на очистной забой
Нагрузка на очистной забой с механизированным комплексом определяется из
выражения:
,
где n – число смен по добыче угля в сутки (n=4);
Т – длительность смены, мин (360 мин при шестичасовой смене);
Тпз – время на подготовительно-заключительные операции в смену (15 мин);
Тп – суммарное время учитываемых технологических перерывов и
организационно-технологических простоев в смену (10 мин);
То – время на отдых (15 мин в смену);
Кн – коэффициент надёжности механизированного комплекса и средств
транспорта на выемочном штреке (поле);
L – длина лавы (200 м);
r – ширина захвата исполнительного органа выемочной машины (0,8 м);
m – вынимаемая мощность пласта, м (4 м);
? – средняя плотность угля, т/м3;
С – коэффициент извлечения угля в лаве (0,98);
Lм – длина машинной части лавы (190 м);
Vp – рабочая скорость подачи комбайна (5 м/мин);
Vм – маневровая скорость подачи комбайна при зачистке лавы (10 м/мин);
tв – время на вспомогательные операции, отнесённые к 1 м длины машинной
части лавы (0,1 мин);
t – продолжительность концевых операций для подготовки лавы к следующему
циклу (15 мин).
Коэффициент эксплуатационной надёжности:
,
где Кк – коэффициент готовности комбайна (0,94);
Км.к. – коэффициент готовности механизированной крепи (0,90);
Кк.л. – коэффициент готовности конвейера лавы (0,94);
Кп – коэффициент готовности крепи сопряжения с перегружателем (0,94);
Кл.к. – коэффициент готовности ленточного конвейера на транспортной
выработке (0,95);
n – число конвейеров в транспортной цепи (n=4).
;
.
Проверка нагрузки на очистной забой по фактору
проветривания
Определив нагрузки на очистной забой, произведём её проверку по фактору
проветривания:
,
где Fл – проходное сечение для струи воздуха при минимальной ширине
призабойного пространства (10 м2);
Vmax – допустимая по ПБ скорость движения воздуха в лаве (для
мехкомплексов 6 м/с);
d – допустимая по ПБ концентрация метана в исходящей струе (не более
1%);
k – коэффициент, учитывающий движение части воздуха по выработанному
пространству за крепью выработки (1,2);
q – метановыделение из лавы в исходящую струю воздуха (10 м3/т суточной
добычи);
Кн – коэффициент неравномерности газовыделения в лаве (при абсолютном
газовыделении, равном 5 м3/мин, Кн = 1,46);
Кд – коэффициент дегазации (0,6).
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 – коэффициент, показывающий удельный вес добычи очистных
забоев;
где Ашс – суточная добыча по шахте.
;
;
Определим число циклов, выполняемых за сутки в очистном забое из
выражения:
,
где Тсм – длительность смен;
tпз – время на подготовительно-заключительные операции;
n – число смен;
L – длина лавы;
tв – время на вспомогательные операции, отнесённые к 1 метру длины
машинной части;
tко – 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.
21363
Запасы шахтного поля (Z) млн. т 299,5
Размеры шахтного поля (Н(S) м 3000х6000
Срок службы шахты (Tn) лет 52
Количество пластов шт. 4
Мощность пластов (m) м 2
3
6
5
Угол падения пластов (?) град. 15
Нагрузка на забой (Amax) т/сут. 10 652
Число забоев (n) шт. 3
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
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.
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
Ванжа Ю.П. Технология горного производства. Методические указания к
выполнению курсовой работы. – Новокузнецк: СибГИУ, 1998.
Килячков А.П. Технология горного производства. – М.: «Недра», 1971.
Бурачков А.С. Технология подземной разработки пластовых месторождений
полезных ископаемых. – М.: «Недра», 1983.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
PAGE
PAGE 19
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter