Организация выемки угля

 – суммарная производительность  пластов, т/м².

 

=m₁γ₁+m₂γ₂+ …..+ m_nγ_n, т/м²                            (3.2)

 

где m₁, m₂, m_n – полная мощность пластов, м;

γ₁, γ₂, γ_n – плотность угля, т/м³.

 

 

.

Оставшиеся промышленные запасы угля в шахтном поле определяются по формуле:

Z_пром=Z_б∙С_и                                                  (3.3)

где С_и – коэффициент извлечения запасов, С_и=0,75-0,85.

Z_пром= 510300000 ∙ 0,75=382725000т

 

Срок службы шахты определяется по формуле:

Т_о=Z_пром/А_г+t_зат                                             (3.4)

где А_г – годовая производительность шахты, т.

А_г = А_сут∙N                                                  (3.5)

где А_сут – суточная производительность шахты, т

N – количество рабочих дней в году, при шестидневной рабочей неделе N=300 дней.

t_зат – время затухания шахты, t_зат = 4-5 лет.

А_г = 4000 ∙ 300 = 1200000 т.

Т_о= 382725000/1200000+1825=31,9=32года

4ВСКРЫТИЕ, ПОДГОТОВКА И СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ ШАХТНОГО ПОЛЯ

4.1 Вскрытие  шахтного поля

На выбор схемы и  способа вскрытия шахтного поля влияет много факторов, основными из которых  являются: число вскрываемых пластов, свойства пород, расстояния между пластами, мощность пластов, горно-геологические  условия глубина разработки, рельеф местности, производственная мощность шахты, размер шахтного поля и т. д.

Поле шахты им.Ленина вскрыто  шестью вертикальными стволами,капитальными квершлагами нагор.247,0 и 0,0 м.

Клетевой ствол диаметром 6,0 м пройден до горизонта 247,0м, служит для подачи свежего воздуха в шахту, спуска-подъема людей,вспомогательных операций и оборудован подъемом с двумя клетями на 3-х тонную вагонетку. Новый клетевой стволдля подачи свежего воздуха,спуска-подъема людей и материалов, оборудован двух клетевым подъемом на 3-х тонную вагонетку.

Скиповой ствол диаметром 5,5м пройден до горизонта+247,0 и оборудован двухскиповым подъемом со скипами емкостью 9т для выдачи угля и одно скиповым со скипом емкостью 5,3т с противовесом для выдачи породы.

Южный вентиляционный ствол диаметром 7,0м пройден до горизонта - 0м,предусмотрен для выдачи исходящей струи воздуха с южного блока и пласта Д10-11 основного поля.Ствол оборудован клетью на трехтонную вагонетку и противовесом.

Воздухоподающий ствол диаметром 8,0м пройден до гор. - 340м с промежуточными сопряжениями нагор. 0, -170, служит для подачи в шахту свежего воздуха,спуска-подъема людей,выполнения вспомогательных операций.

Вентиляционные горизонты вскрыты  были ветиляционными шурфами № 1,2,4,5,оборудованными двухклетевыми подъемами на однотонные вагонетки (в настоящее время действует только шурф №2) и восточным фланговым вентиляционным стволом,пройденным до гор. 0,0м,оборудованным двухклетевым подъемом на трехтонную вагонетку и служат для выдачи исходящей струи воздуха, спуска-подъема людей и выполнения вспомогательных операций в аварийных случаях.

4.2 Подготовка шахтного поля  и порядок отработки этажа

На выбор способа подготовки шахтных полей оказывают влияние  горно-геологические и горно-механические факторы. Из горно-геологических факторов наибольшее влияние имеет угол падения  пласта, нарушенность месторождения, газоносность и водообильность пластов, а из горно-механических факторов - размеры шахтного поля по простиранию, способ проветривания, скорость проведения подготовительных выработок  и заданный объем добычи.

Шахтное поле состоит из ряда участков, разбитых тектоническими нарушениями,резким изменением углов падения и направления изогипс пластов. Соответственно конкретным горно-геологическим условиям залегания пластов, участки отрабатываются по панельной схеме подготовки с отработкой их длинными столбами по простиранию,падению и диагональными столбами.

В настоящее время на шахте ведется  отработка пластов Д₆ и Д_10-11 длинными столбами по падению и простиранию

На пласте Д_10-11 отрабатывается последняя панель с длиной выемочных столбов 750-800м.

Восточное крыло пласта Д₆ с углами падения 7-15 град, отрабатывается длинными столбами по падению,на западном крыле,где углы увеличиваются до 15-20 град. - по простиранию.

Подготовка  пластов Д₆, Д₁₀ - полевая с проведением полевых штреков под

пластами.

Пласт Д₆ отрабатывается двумя слоями мощностью верхнего слоя 3,3м, нижнего 2,45м.

Управление кровлей в очистных забоях повсем пластам - полное обрушение.

4.3 Системы  разработки пласта

На выбор системы разработки в конкретных горно-геологических  условиях влияют как геологические, так – технические и организационные  факторы. Выбор производили по восьми этапам.

На первом этапе проводили выбор  вида системы с разделением пласта на слои по мощности или без разделения на слои.

При этом для пластов мощностью  до 3,5 м при любых углах залегания  применяют системы разработки без  разделения на слои, т.к. современные  комплексы способны вынимать пласты этой мощности. Поэтому целесообразно  применение системы разработки без  деления на слои.

На втором этапе выбирали группу систем разработки – с длинными или короткими очистными забоями, т.к. пласт не имеет нарушений  и не склонен к самовозгоранию, принимаем систему разработки длинными очистными забоями и выемкой  механизированными комплексами.

На третьем этапе, после выбора группы систем разработки, приступают к выбору направления выемки угля относительно элементов залегания  пласта. В нашем случае угол падения  пласта равен 12°, а для пластов с углом падения более 12° рекомендуется ориентироваться на применение систем разработки с выемкой по простиранию, при которых обеспечивается постоянство длины лавы и возможность полной конвейеризации угля на участке, что особенно важно при работе механизированных комплексов.

На четвертом этапе производится выбор подгруппы системы разработки. Для тонких и средней мощности пластов при любых углах падения основными системами являются: столбовая и комбинированная. Выбираем столбовую системы разработки.

На пятом этапе выбираем систему разработки по направлению транспортирования угля в выемочном поле. По технико-экономическим показателям и по технике безопасности, т.к. пласт Д₁₁ газоносный, то целесообразно транспортировать уголь навстречу поступающей струе на участок. Уголь необходимо транспортировать из лавы по конвейерному штреку на конвейерный бремсберг.

На  шестом этапе решается вопрос проветривания  очистных забоев. Как правило, каждый очистной забой необходимо проветривать обособленной струей воздуха. В нашем  случае пласт газоносный, опасный  по внезапным выбросам угля и газа, поэтому целесообразно применение обособленного проветривания.

На седьмом этапе выбирается схема проветривания выемочного участка. На весьма газоносных пластах  применение возвратноточной схемы  проветривания без подсвежения  существенно ограничивает нагрузку на очистной забой. Для увеличения нагрузки необходимо предусматривать прямоточную  схему проветривания с подсвежающей струей.

На восьмом этапе производится выбор способа охраны выемочных  выработок:

-в первом случае выемочные  выработки проводятся «вприсечку»  к выработанному пространству;

-во втором случае способ охраны  выемочных выработок – чураковая  стенка.

4.4 Выбор  и обоснование системы разработки  пласта

Проанализировав все условия разработки пласта Д₆, и сопоставляя их с нормами технологического проектирования рекомендуется рассмотреть два варианта систем разработки:

1 вариант – система разработки  длинными столбами по простиранию  с полным обрушением кровли  и проведением выемочных выработок  «вприсечку» к выработанному  пространству;

2 вариант – система разработки  длинными столбами по простиранию  с полным обрушением кровли  и охраной выемочных выработок  – чураковой стенкой за лавой  с последующим использованием  его в качестве вентиляционного.

Учитывая горно-геологические условия  шахты имени «Ленина» наиболее целесообразно  применить систему разработки с  последующим использованием подготовительных выработок.

5 ТЕХНОЛОГИЯ, КОМПЛЕКСНАЯ МЕХАНИЗАЦИЯ И ОРГАНИЗАЦИЯ  РАБОТ В ОЧИСТНОМ ЗАБОЕ.

5.1 Выбор  технологической схемы и средств  механизации для выемки, транспортировки  угля и крепления лавы.

Выбор типа комплекса зависит от многих факторов. Условия его применения: угол падения пласта, сопротивляемость угля резанию, газоопасность пласта, обводненность, устойчивость непосредственной кровли и почвы.

Имея  необходимый, объем горно-геологической  информации по выемочному столбу и  сопоставив их с возможной областью применения комплексов, выбираем наиболее применимый из них.

В качестве технологического оборудования для выемки угля выбираем механизированный комплекс «2ОКП70Б»  и сопоставляем его технические характеристики с горно-геологическими и горно-техническими условиями ведения очистных работ.

Техническая характеристика механизированного  комплекса «ОКП»                                       

1. Тип крепи                                 «2ОКП70Б»

2. Тип комбайна                                                            1КШЭ

3. Тип забойного конвейера          КС-34НГ

4. Площадь сечения призабойного  пространства      6,18 м²

5. Вынимаемая мощность пласта (в/слоя)                   6,5 м

6. Фактическая  мощность пласта (в/слоя)                  6,8 м

7. Средняя скорость подачи комбайна                         6 м/мин

8. Средняя маневровая скорость комбайна                  8 м/мин

9. Максимальная нагрузка на крепь                2600 кН

10 Производительность конвейера  КС-30НГ                 720 т/час

Как видно по всем приведенным  показателям очистной комплекс «2ОКП70Б» соответствует горно-геологическим и горно- техническим условиям выемочного участка, что подтверждает обоснованность применения указанного технологического оборудования в лаве по пластуД₆.

5.2 Определение суточной нагрузки по техническим факторам

Допустимая длина лавы по фактору  проветривания при заданной скорости подвигания очистного забоя определяется по формуле:

L_л=864V_maxS_очc/um_пyq_очk_н, м        (5.1)

где V_max=4 м/сек – максимальная скорость движения воздуха в

призабойномпространстве очистного  забоя (ПБ)

S_оч=6,22 м² – площадь сечения призабойного пространства лавы

      с=1% - максимально  допустимая ПБ концентрация метана  в исходящей из лавы вентиляционной  струе

u=4,2 м – суточное подвигание лавы

m_п=6,5 м – полезная мощность пласта

y=1,46 т/м³ – плотность угля

q_оч=3,29 м³/т – относительное метановыделение в лаве

k_н=1.43-3,44 – коэффициент неравномерности газовыделения

Свободное сечение призабойного пространства лавы определено по формуле:

S_оч=mbYK_в.п =6,5∙1,80∙0,8∙1.3=6.22 м²            (5.2)

где m – вынимаемая мощность пласта, м

b – ширинапризабойного пространства лавы, (b=1,80м)

Y – коэффициентзагроможденностипризабойного пространства лавы, принимается равным 0,8 (по данным вент. журнала)

K_{в.п .}- коэффициент, учитывающий движение воздуха по выработанному пространству, примыкающему к рабочему (К_в.п.=1.2-1.3 по вент журналу)

L_л=864∙4∙6.22∙1/4,2∙2,7∙1,46∙3,29∙1,43=198,5 м

Исходя из практического опыта  отработки пласта Д₆ и горно-технических условий принимаем длину лавы равную 200 метрам.

Допустимая  суточная нагрузка на лаву по газовому фактору.

 т/сут       (5.3)

где   U_maх = 4м/с – максимальная скорость движения воздуха в при забойном пространстве очистной выработки (ПБ издание 2000 г. №161);

S_оч- площадь сечения призабойного пространства лавы, свободного для прохождения воздуха,  м²;

С –  максимально допустимая концентрация метана в исходящей из очистной выработки  вентиляционной струе;

К_н – коэффициент неравномерности газовыделения;

g_оч – абсолютное метановыделение в лаве, м ³/т.

Нормативная суточная нагрузка на лаву при комбайновой выемке определяется по формуле:

т/сут         (5.4)

где Т_см=360 мин. – продолжительность рабочей смены

N_см=3 – количество смен в сутки по добыче угля