Проектирование горных предприятий

 

6. Вскрытие шахтных и выемочных полей.

6.1. Схема вскрытия шахтного поля.

 

Вскрытием месторождения  или шахтного поля называют проведение комплекса вскрывающих выработок, которые открывают доступ с поверхности  к полезному ископаемому и  обеспечивают возможность проведения основных подготовительных выработок.

Схемой вскрытия называют пространственное расположение сети вскрывающих  выработок относительно границ шахтного поля.

Исходя из данных горно-геологических  условий, я выбираю отнесенное расположение стволов.

 

6.2. Способ вскрытия шахтного поля.

 

Способ вскрытия - расположение системы вскрывающих выработок в шахтном поле относительно горизонтальной плоскости с учетом их функционального назначения.

К главным вскрывающим  выработкам относятся выработки, которые  проводят с поверхности земли. С  их помощью осуществляется вскрытие шахтного поля с поверхности.

Так как угол падения  пластов составляет 30^о, я вскрываю данное поле вертикальными стволами.

 

6.3.Способ проведения вспомогательных вскрывающих выработок.

 

К вспомогательным вскрывающим  выработкам относятся слепые стволы, наклонные квершлаги, квершлаги, гезенки, скаты и другие выработки, которые  служат для вскрытия пласта или свиты  пластов от главных вскрывающих  выработок, а также вскрытия нижних горизонтов шахтного поля. Число и тип вспомогательных выработок определяется в зависимости от угла падения, числа и расстояние между пластами.

Я выбираю проведение капитального и этажных квершлагов, слепого ствола, для сокращения удельной протяженности этажных квершлагов.

 

7. Схема транспорта.

 

Так как мое шахтное поле вскрыто  вертикальными стволами то тут может использоваться только циклическая схема транспорта, потому что поточная схема реализуется только при вскрытии наклонными стволами.

Уголь выдается в скипах по стволам с исходящей струей воздуха, а порода поднимается в вагонетках клетевыми подъемами по стволам, по которым в шахту подается свежий воздух.

 

8. Схема вентиляции.

 

В зависимости  от числа и взаимного расположения главных вскрывающих выработок, по которым подается свежий и отводится  загрязненный воздух, различают центрально-сдвоенную, центрально-отнесенную, фланговую, секционную и отнесенную схемы вентиляции

Так как я выбрал отнесенную схему вскрытия, то и схема вентиляции будет отнесенной.

По  схеме с отнесенным расположением стволов все вертикальные стволы располагаются примерно посередине длины поля по простиранию за пределами шахтного поля, как правило, в породах лежачего бока вскрываемых пластов.

Способ  вентиляции – всасывающий.

 

 

 

 

 

9. Подготовка шахтного поля.

9.1. Схема подготовки.

 

Подготовкой шахтного поля называют проведение основных подготовительных выработок после  вскрытия шахтного поля, обеспечивающих условия для подготовки выемочных  полей. Подготовка шахтного поля характеризуется  схемой и способом.

Схема подготовки – пространственное расположение системы основных подготовительных выработок в шахтном поле, при  котором оно разделяется на части, обеспечивающие условия для подготовки выемочных полей. На выбор схем и  способов подготовки шахтных полей влияют горно-геологические и горно-технические факторы. Из горно-геолгических факторов значимыми являются угол падения и мощность пластов, нарушенность месторождения, газоносность и водообильность пластов, а из горно-технических – размеры шахтного поля по простиранию, способ проветривания, скорость проведения подготовительных выработок и заданный объем добычи.

Исходя  из данных горно-геологических условий, я принимаю этажную схему подготовки.

При этажной подготовке от капитального бремсберга или уклона, располагаемого примерно в середине шахтного поля по простиранию, проводят до границ поля этажные транспортные и вентиляционные штреки, которые делят шахтное поле на вытянутые прямоугольники, называемые этажами. Иногда этажи делят промежуточными или подэтажными штреками на подэтажи.

 

9.2. Порядок отработки этажей.

 

Этажи отрабатываются последовательно в  нисходящем порядке.

 

 

 

 

9.3. Расположение главных подготовительных выработок относительно пласта.

Исходя из данных горно-геологических  условий в данном шахтном поле расположено три пласта с мощностями m₁ = 2.5м; m₂ = 3.5м; m₃ = 5.5м., я буду производить в дальнейшем группирование пластов и в этом случае не обойтись без полевых выработок. Поэтому расположение главных подготовительных выработок относительно пласта пластово-полевое.

 

9.4. Вид дополнительной подготовительной выработки.

 

Подготовка осуществляется с проведением дополнительных подготовительных выработок, а именно транспортные и вентиляционные штреки.

10. Группирование пластов.

 

 Группой  пластов называют часть пластов  свиты, разработка которых ведется  на одну горизонтальную откаточную  выработку.

 

10.1. Вид групповой выработки.

 

Наклонные, крутонаклонные и крутые пласты в пределах этажа в зависимости от угла падения и расстояния между ними группируют при помощи групповых или полевых штреков.

 

10.2. Местоположение групповой выработки.

 

Групповые подготовительные выработки рекомендуется проводить  полевыми.

 

10.3. Вид группирующей выработки.

 

Группирующей выработкой, которая соединяет пласты, является промежуточный квершлаг.

 

10.4. Порядок отработки сгруппированных пластов в пространстве.

 

Отработка пластов ведется  в нисходящем порядке, чтобы избежать подработки пластов.

 

11.Подготовка выемочных полей

 

Для подготовки этажа от этажного квершлага, вскрывающего свиту, по всем пластам  проводят откаточные штреки. По мере дальнейшего подвигания очистных забоев окажется выгодным провести новый квершлаг, а штреки, кроме одного, на участке между квершлагами погасить и т. д.

 

11.1. Направление отработки выемочных полей по отношению к линии простирания пласта.

 

По  простиранию этажи можно отрабатывать как в прямом, так и в обратном порядке.

.

11.2. Способ отработки выемочных полей.

 

Каждое из выемочных  полей отрабатывают на свой промежуточный  квершлаг, проводимый у одной из границ выемочного поля. Если промежуточный квершлаг проведен у границы, расположенной между очистным забоем и этажным квершлагом, то его называют задним. В этом случае откатка груза с пластовых концентрируется на групповой штрек через задний промежуточный квершлаг.

 

11.3. Направление отработки выемочных полей по отношению к границам шахтного поля.

 

Отработка ведется прямым  ходом. То есть отработка пласта в пределах этажа ведется в направлении от главного ствола к границам шахтного поля.

11.3. Рациональная компоновка очистных забоев.

 

Выемочные столбы отрабатываю  одинарными лавами.

 

11.4. Расположение участковых подготовительных выработок относительно пласта.

 

Исходя из данных горно-геологических  условий, получаем, что относительная газообильность относит нашу шахту к сверхкатегорной по газу, что является опасным, поэтому я буду проводить участковые выработки по породе.

 

11.5. Вид дополнительной участковой подготовительной выработки.

 

Исходя из выше изложенных рассуждений дополнительная участковая выработка – промежуточный квершлаг, так как он способствует дополнительному проветриванию в шахте.

 

11.6. Способ проведения подготовительных выработок.

 

Исходя из горно-геологических  условий, рационально по правилам безопасности выбрать комбайновый способ с механическим разрушением массива.

 

11.7. Схема проветривания выемочного участка.

 

Возвратноточная схема проветривания выемочного участка без подсвежения. При такой схеме воздух поступает в очистной забой по откаточному штреку и выходит на вентиляционный штрек позади забоя при прямом порядке отработки пласта и  впереди забоя — при обратном.

 

 

 

 

11.8. Способ управления горным давлением.

 

Управление кровлей – совокупность мероприятий по регулированию проявлений горного давления в рабочем пространстве очистного забоя и прилегающих к нему подготовительных выработок с целью обеспечения безопасности и необходимых производственных условий. Эти мероприятия сводятся к правильному выбору крепи горных выработок, предупреждению массовых обрушений пород, горных ударов и внезапных выбросов угля и газа.

В зависимости от строения, свойства боковых пород, характера проявления горного давления и осуществления  мероприятий по регулированию горного  давления в угольных шахтах применяют  шесть способов управления горным давлением: полное обрушение, плавное опускание, частичная закладка, частичное обрушение, удержание на кострах и полная закладка.

Наиболее распространенный способ управления кровлей – полное обрушение. Этот способ является самым экономичным, отличается малой трудоемкостью, высокой  производительностью и позволяет  полностью механизировать работы по управлению кровлей.

Назначение способа – предупредить или ослабить интенсивное обрушение  основной кровли, уменьшить опускание  толщи вышележащих пород путем  заполнения выработанного пространства разрушенными породами непосредственной кровли.

Сущность способа в том, что  по мере подвигания очистного забоя и увеличения консоли непосредственной кровли производят ее периодическое обрушение (посадку) за пределами призабойного пространства на величину шага самопроизвольного обрушения непосредственной кровли. Величина шага зависит от устойчивости пород и принимается кратной ширине вынимаемой в лаве полосы угля (захвату комбайна).

Управление кровлей полным обрушением применяют в породах 1 и 2 классов  по классификации ВУГИ; 1-3 классов  – по классификации ДонУГИ, т.е. когда в непосредственной кровле залегают породы, склонные к обрушению после удаления крепи.

При применении деревянной крепи в  лаве мощность легкообрушающихся пород должна быть не менее 6-8-кратной мощности пласта (1 класс по классификации ВУГИ). В этих условиях непосредственная кровля, обрушаясь, разрыхляется и увеличивается в объеме в 1,15-1,3 раза, заполняет выработанное пространство. Основная кровля прогибается без вторичных осадок и опирается на обрушенные породы непосредственной кровли.

При применении металлической крепи, обладающей большей несущей способностью, полное обрушение можно применять  при мощности непосредственной кровли меньше 6-8-кратной мощности пласта, а также в породах средне- и труднообрушающихся при наличии вторичных осадок основной кровли.

 

11.9. Технологии подготовки и отработки выемочных участков.

 

В России большую популярность получила двухштрековая подготовка выемочных участков в связи с экономической выгодой и соблюдением правил безопасности.

 

12. Горношахтное оборудование.

 

Я выбираю  импортного и отечественного производителя (смешанной комплектации) горношахтного оборудования, так как фирмы DBT и JOY характеризуются высокой производительностью и надежностью своего оборудования, но в то же время и высокой стоимостью что бывает не по карману ряду ведущих компаний России. Поэтому вспомогательное оборудование буду закупать отечественного производителя.

Проведение подготовительных выработок, связанных с подготовкой выемочных участков, осуществляется проходческими комбайнами 1ГПКС, П-110 и КП-21.

Очистной комбайн 4LS-20 производства английской компании JOY, предназначенный для выемки угля мощностью до 4,5 метров. Лава оборудована очистным комплексом 2КМ-142,  конвейером Анжера – 34, дробилкой ДР-2500, перегружателем ПСНР-800. Это повысит производительность очистного оборудования и уменьшит капитальные затраты.

 

13. Технологический комплекс поверхности.

 

Поверхность шахты – это комплекс зданий, сооружений и оборудования, предназначенных  для подъема, прием, технологической  обработки и отгрузки угля, приема и отгрузки породы, спуска-подъема  материалов, оборудования и людей, проветривания  подземных выработок, обеспечения  горных работ энергией, производственно-бытового обслуживания персонала и др.

В состав поверхности шахт входят следующие  комплексы и службы: угольный и  породные комплексы, стационарные установки (подъемные, вентиляционные, котельные и др.), комплекс обмена и откатки вагонеток в надшахтных зданиях, материальные склады и склады лесных крепежных материалов, службы ремонта оборудования и производственно-бытового обслуживания персонала.