Комплексная механизация очистных работ в условиях отработки лавы 1212-ю пл. Тройного шахты «Северная»

По дисциплине: Механизация  горного производства.

 

(наименование учебной дисциплины  согласно учебному плану)

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Тема: Комплексная механизация  очистных работ в условиях отработки

лавы 1212-ю пл. Тройного шахты «Северная»

Аннотация

 

Курсовой проект выполнен на основе показателей деятельности выемочного участка 1212-ю пласта Тройного шахты «Северная». Целью является закрепление теоретических знаний, полученных при изучении курса «Механизация горного производства» и приобретение навыков в решении подобных технических задач. Проект содержит 30 страниц, 1 графический лист.

 

Значительная часть проекта  посвящена анализу технологического процесса на участке и выбору основного  оборудования. В проекте проведены  упрощенные расчеты режимов работы и производительности очистного комбайна, выбран наиболее оптимальный, устойчивый режим работы. Сформулированы выводы.

 

Содержание

 

    Введение

    1. Горно-геологические условия  выемочного участка лавы 1212-ю  пласта n14+13+12 Тройного

    2. Определение характеристик пласта

    3. Анализ схемы механизации  работ на участке

        3.1 Описание  комплекса.

        3.2 Технология  очистных работ.

        3.3 Транспорт

        3.4 Транспорт  материалов и оборудование

        3.5 Водоотлив

        4.1 Выбор выемочной  машины

        Технические  данные очистного комбайна KSW-460N

        4.2 Выбор типа  и параметров механизированной  крепи

        4.3 Выбор забойного  конвейера

    5. Расчет скорости подачи  по силовым и энерготехническим  характеристикам с использованием  эмпирических коэффициентов.

        5.1 Параметры  энергетической и силовой характеристик

        5.2 Определение  скорости подачи комбайна по  ограничивающим факторам

    6. Расчет сменного коэффициента  машинного времени.

    7. Расчет нагрузки на  забой.

       7.1 Добыча угля за цикл:

        7.2 Среднесуточная  нагрузка на очистной забой

        7.3 Среднесменная  нагрузка

        7.4 Количество  циклов сутки:

        7.5 Допустимая  нагрузка на очистной забой  по фактору проветривания

    8. Построение планограммы работ.

    9. Расчет производительности  очистного комбайна КSW-460N

    Заключение

    Список использованных  источников

 

Введение

Современные темпы отработки угольных пластов, в частности Воркутского  месторождения, предполагают использование  наиболее совершенной техники и технологии производств, снижение трудозатрат на производство работ, а также повышение безопасности при их производстве.

Все горные машины могут работать в широком диапазоне режимов, как в рациональных, так и значительно  отклоняющихся от них. Отклонение режимов работы от рациональных влечет за собой негативные последствия:

увеличение энергоемкости работ (добычи, бурения ),

снижение ресурсов машин и увеличение потока отказов,

увеличение времени на вспомогательные  операции,

-снижение производительности рабочих и экономической эффективности работы участков в целом.

Работа горной машины и всего  забоя в рациональных режимах  возможна только при рациональной схеме  механизации участка в целом  и если не будет других сдерживающих факторов, например, по интенсивности выделения газа метана, ограниченной производительности участкового или магистрального транспорта, скорости перемещения машиниста в очистных забоях (на тонких пластах), производительности погрузочной машины и буровых машин в подготовительных забоях. Поэтому при выборе и расчете режимов работы очистного комбайна, струговой установки или очистного комплекса и конвейерно-стругового агрегата необходимо учесть все важнейшие исходные данные, характеризующие горно-технологические и горнотехнические условия.

1. Горно-геологические условия  выемочного участка лавы 1212-ю  пласта n14+13+12 Тройного

Лава 1212-ю пласта n14+13+12 расположена  в южной части II горизонта поля шахты «Северная». Длина лавы составляет 234м, длина оставшегося выемочного столба ~ 760м (от линии временной приостановки до линии остановки лавы в демонтажной камере).

Выемочный столб лавы ограничен:

- с востока - отработанным участком  лавы;

- с севера - вентиляционным бремсбергом  112-2-ю;

- с юга - конвейерным бремсбергом  122-ю;

- с запада - южным конвейерным штреком пласта Тройного.

Угол падения пласта в начале вынимаемого столба составляет 5°  и постепенно выполаживается к нижней части столба до 2?3°. Угол падения  пласта по забою лавы в сторону  вентиляционного бремсберга 112-ю  в начале вынимаемого столба составляет 3?4° и постепенно выполаживается до 1?2° в нижней части.

Перепад высотных отметок составляет от минус 667м (глубина 751 м) до минус 717 м, максимальная глубина отработки  равна 876 м. При максимальной вынимаемой мощности пласта 2,5 м ширина зоны опорного давления на конечной глубине отработки составит 88 м.

Пласт опасен по газу, пыли и внезапным  выбросам угля и метана, угрожаемый по горным ударам.

Северная часть выемочного столба лавы 1212-ю пл. n14+13+12 (на длину 119м по забою лавы) подработана лавой 1212-ю пласта n11 («Четвертого») в период с января месяца 2001г. по июль 2002г. Южная часть (115м) подработана лавой 1312-ю пласта n11 ("Четвёртого") с июля 2004г. по октябрь 2005 года.

В связи с этим угольный пласт "Тройной" защищен по фактору выбросов и горных ударов. Срок подработки северной части лавы составляет более 5 лет. Об эффективности защитного действия подработки вышеуказанной части лавы на основании экспериментальной оценки удароопасности будет получено заключение ВНИМИ.

По данным окантуривающих выработок  мощность пласта изменяется от 2,10 до 2,48м  и в среднем составляет 2,36м. Уголь  средней крепости, в верхней половине пласт имеет прослой мощностью  от 0,36 до 0,84м угля рассланцованного.

Ложная кровля мощностью от 0,10 до 0,30м распространена повсеместно и представлена аргиллитом с линзами и полосками угля, с обилием обугленных растительных остатков, с неровными поверхностями скольжения.

Непосредственная кровля представлена аргиллитом слоистым мощностью от 1,1м  до 2м. По скважинам ШК-4137 и ШК-2, пробуренным в подработанной зоне, аргиллиты непосредственной кровли сильно трещиноватые предел прочности на сжатие (сж) составляет от 20,4 до 24,0 МПа по скв. ШК-4137 и от 28,2 до 31,2 МПа по скв. ШК-2. Переход от аргиллитов к выше залегающим мелкозернистым алевролитам постепенный.

Вследствии подработки породы кровли пласта n14+13+12 по данным скважин ШК-4137 и ШК-2 разбиты частыми трещинами.

Основная система трещин ориентирована  по падению пород с углами, близкими к вертикальным.

Непосредственная кровля пласта n14+13+12 характеризуется как неустойчивая. По предыдущей лаве 1112-ю обрушение ее происходило на высоту до 6?8 м от кровли пласта, что сопоставимо с суммарной мощностью аргиллитов и алевролитов м/з залегающих над пластом n14+13+12 по лаве 1212-ю.

Породы основной кровли представлены алевролитами к/з с переходами до алевролитов м/з. Отмечаются прослои  песчаника м/з мощностью до1,5м. Породы основной кровли трещиноватые.

С учетом фактора подработки основная кровля по лаве 1212-ю в верхней и средней части столба характеризуется как среднеобрушающаяся, с переходом в нижней части к легкообрушающеяся (протокол №6 от 27.12.2004 г. заседания комиссии по ДЯ по Печорскому бассейну).

Почва угольного пласта n14+13+12 в  районе лавы 1212-ю представлена аргиллитом скрытослоистым мощностью 1,0?1,5 м, средней крепости. Непосредственно в почве пласта мощностью 0,2 м залегает аргиллит слабый, с неровными поверхностями скольжения. Аргиллит почвы склонен к пучению.

Ниже, как правило, залегает песчаник м/з мощностью 1-1,5. Песчаник трещиноватый.

Первоначально отработка лавы производилась  с использованием вент. бремсберга 112-ю.

Вентиляционный бремсберг 112-ю по пласту n14+13+12 «Тройной» был пройден  в 2004 году параллельно конвейерному бремсбергу 112-ю с оставлением угольного целика между ними 12м. Конвейерный и вентиляционный бремсберга были закреплены анкерной крепью. После отработки лавы 1112-ю пласта «Тройного» и погашения конвейерного бремсберга 112-ю сечение вентиляционного бремсберга 112-ю из-за интенсивного пучения почвы и отжатия угля с боков выработки было полностью перекрыто. Для использования вентиляционного бремсберга 112-ю в дальнейшем для отработки лавы 1212-ю, была проведена зачистка его практически в контуре первоначальной проходки. Выполнено усиление сохранившегося анкерного крепления рамами МТПШ с шагом 1м, в местах вывалов анкерной крепи произведено перекрепление на арочную крепь.

Из-за продолжающихся процессов отжатия  угля с боков выработки, и пучения  пород почвы состояние вентиляционного бремсберга 112-ю не позволяло вести эффективную отработку лавы 1212-ю.

Выполняемые работы по расширению вентиляционного  бремсберга 112-ю впереди лавы высокозатратны и мало эффективны из-за сильной  трещиноватости пород на сопряжении выработки с лавой и их неустойчивости. В связи с этим для переподготовки лавы 1212-ю по пласту n14+13+12 «Тройной» Технической дирекцией ОАО «Воркутауголь» принято решение о проведении дополнительной выработки вентиляционного бремсберга 112-2-ю.

Проходка вентиляционного бремсберга 112-2-ю осуществлялась от южного конвейерного штрека параллельно вентиляционному штреку 112-ю с целиком между ними 18м (Заключение ВНИМИ №10/02-370). При отходе вент. бремсберга 112-2-ю на 189м от южного конвейерного штрека (от места засечки) при очередном прогнозе удароопасности по выходу штыба была выявлена категория «ОПАСНО». В дальнейшем проведение вентиляционного бремсберга согласно разработанных мероприятий по предотвращению горных ударов осуществлялось с бурением разгрузочных скважин.

В интервале 420-470м (ПК34-ПК39) мощность целика с 18м была уменьшена до 15м (заключение ВНИМИ №10/2-536).

В дальнейшем до 680м (ПК58) категория  «ОПАСНО» выявлялась при выходе забоя  выработки за зону влияния разгрузочных скважин.

В связи с этим было принято решение о проведении вентиляционного бремсберга 112-2-ю только в зоне влияния разгрузочных скважин длиной 10м с последующим контролем эффективности через 3м.

При проходке конвейерного бремсберга только в зоне влияния разгрузочных скважин контролем эффективности  категории «ОПАСНО» не выявлено.

На сопряжении лавы 1212-ю  с вентиляционным бремсбергом 112-2-ю, вследствие влияния разгрузочных скважин, породы непосредственной кровли пласта имеют ослабленную межслоевую связь  и склонны к обрушению на высоту 2,5-3м.

Лава 1212-ю пласта «Тройной» будет переезжать диагонально расположенную между конвейерным бремсбергом 122-ю и вентиляционным бремсбергом 112-2-ю бывшую конвейерную сбойку 1212-ю.

На сопряжении лавы со сбойкой ожидается  обрушение пород сильно трещиноватой непосредственной кровли на высоту до 3,5-4м.

Лава пересечет ствол затампонированной  разведочной скважины №3106.

Обводненность лавы не ожидается.

Лава 1212-ю пласта Тройного Таблица 1.1

Исходные данные

 

№ПоказателиУсловные обозначенияЕд. изм.Значения

1     2                      4                                   51. ГОРНОГЕОЛОГИЧЕСКПЕ

1.1Мощность                                           м       2,360

-пласта угля

 

 

Нпл

 

 

м

 

 

 

-прослоев породы

 

 

Нпп

 

 

м

 

 

 

-ложной кровли

 

 

Нлк

 

 

м

 

 

 

-непосредственной кровли

 

 

Нок

 

 

м

 

 

1.2

 

 

Угол падения пласта

 

 

пл

 

 

град

 

 

1-2

 

 

1.3

 

 

Сопротивляемость резанию

 

 

 

-угля

 

 

Ау

 

 

кН/м

 

 

180

 

 

 

-прослоев

 

 

Ann

 

 

кН/м

 

 

 

-пласта (приведённая)

 

 

Апр

 

 

кН/м

 

 

180

 

 

1.4

 

 

Содержание твердых включений

 

 

Qy

 

 

-

 

 

-

 

 

1.5

 

 

Абразивность пласта

 

 

мг/км

 

 

1.6

 

 

Хрупкость пласта угля

 

 

Е

 

 

1,81

 

 

1.7

 

 

Способность угля к измельчению

 

 

mи

 

 

0,7

 

 

1.8

 

 

Коэффициент отжима пласта на поверхности  забоя

 

 

Кот

 

 

 

 

0, 62

 

 

1.9

 

 

Показатель разрушаемости угольного пласта

 

 

Rnp

 

 

м5

 

 

24,34

 

 

1.10

 

 

Относительная метанообильность

 

 

qn

 

 

м'/т

 

 

3,2

 

 

1.11

 

 

Сопротивление почвы на вдавливание

 

 

Gn

 

 

мПа

 

 

1,2

 

 

1.12

 

 

Водоприток

 

 

м'/час

 

 

3

 

 

1.13

 

 

Класс кровли по управляемости

 

 

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ

 

 

2.1

 

 

Длина лавы

 

 

Lл

 

 

м

 

 

254

 

 

2.2

 

 

Длина ниш

 

 

1н

 

 

м

 

 

нет

 

 

2.3

 

 

Схема работы комбайна

 

 

односторонняя

 

 

2.4

 

 

Ширина захвата

 

 

Вз

 

 

м

 

 

0, 63

 

 

2.5

 

 

Добыча  угля с цикла

 

 

Уц

 

 

т

 

 

500

 

 

2.6

 

 

Число циклов в сутки

 

 

nц

 

 

4

 

 

2.7

 

 

Подвигание забоя в сутки

 

 

Вс

 

 

м

 

 

2,54

 

 

3. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ

 

 

3.1

 

 

Суточная нагрузка на забой

 

 

Qc

 

 

т

 

 

2215

 

 

3.2

 

 

Количество смен по выемке в сутки

 

 

nсм

 

 

см