Процессы горных работ

Содержание

 

1. Краткая характеристика горно-геологических условий участка.
2. Выбор комплекса оборудования для проведения очистных ходов в камере.
3. Расчёт производительности принятого комплекса оборудования
4. Паспорт крепления камеры разворота комбайна.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Краткая характеристика горно-геологических условий участка работ

  Второй калийный горизонт  в районе проектируемых очистных  работ залегает на глубине  от 397м до 412м с погружением  пласта на северо-запад под  углом 1-3 градуса.  Очистные работы будут проводиться в южной краевой зоне примыкающей к зоне выклинивания разрабатываемого пласта.  Горизонт подразделяется на три слоя: верхний - сильвинитовый, средний - галитовый и нижний - сильвинитовый.

Качественная характеристика слоев  приводится в нижеследующей таблице:

Наименование слоя	Мощность, м	Содержание,  %
	Средняя	KCL	Н.О.
Каменная соль	-	3.58	7.43
Верхний	0.98	43.49	2.76
Средний	0.61	4.69	4.34
Нижний	0.89	40.75	3.78
Каменная соль	-	1.64	6.12
Итого по пласту	2.48	32.96	3.51

                             

Мощность водозащитной толщи  составляет 200 метров.

Покрывающие горизонт породы представлены  частым чередованием прослойков соли каменной  и глины мощностью от долей мм до 15 - 20см.

Глинистые прослойки имеют невыдержанную мощность как по простиранию,  так и по падению, иногда сливаются и тогда их мощность значительно увеличивается или, наоборот, разделяются на  более тонкие прослои  каменной соли.

Подстилающие породы ниже пласта до 6м представлены солью каменной с прослоями глины мощностью от долей мм до 10-15см.

В породах горизонта возможно наличие  газа, который может проявляться в виде газовыделений при бурении разведочных скважин и шпуров, а также в отработанном пространстве. 

Коэффициент крепости пород по шкале М.М. Протодьяконова составляет 1.5I 2.0.

Кровля панельных выработок  относится по устойчивости к  1 типу.

 

п.п.	Элементы залегания  пласта.	Ед. Изм.	Мин.	Мах.
1.	Глубина залегания 2калийного горизонта -	м	412	412
2.	Мощность ВЗТ над : 2 калийным горизонтом-	м
				200
3.	Угол падения  - северо-запад.	Град.	1	3
Параметры пород  пласта.		Ед. изм.	Значение.
1.	Тип кровли.		I
2.	Объемный вес руды.	т/м3	2.07
3.	Коэффициент крепости пород.		2

 

 

        

Слои сильвинита представлены неровномерным чередованием прослоев сильвинита и каменной соли. Сильвинитовые и галитовые слои содержат маломощные (от 1-2 мм до 2-6 см) глинистые прослои, мощность которых увеличивается в восточном направлении.

Исходя из горногеологических условий  месторождения и передового опыта  работы калийных рудников, для отработки  запасов 2-го горизонта в настоящем проекте применим систему разработки:

 для отработки запасов слоев  I, I-II, II:

• камерная система разработки с податливыми целиками.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Выбор комплекса оборудования для проведения очистных ходов в камере.

2.1. Выбор комплекса оборудования. На основании задания, практических навыков и учебной литературы выбираем комплекс оборудования работающий по схеме:  комбайн – бункер перегружатель – самоходный вагон. По такой схеме обеспечивается максимальная производительность, потому что после заполнения вагона и ухода его к месту разгрузки руда поступает в бункер-перегружатель. После возвращения вагона в забой бункер-перегружатель быстро разгружается в вагон и цикл повторяется. В этом случае при определённом расстоянии доставки полностью устранены простои комбайна в ожидании вагона.

Исходя из величины вынимаемой горно-геологических условий, вынимаемой мощности m_II+m_II-III+m_III =0,65+0,6+0,85 = 2,1 м заданной производительности Q_ком⁼ 2,55 т/мин, практического навыка работы и справочной литературы см. /1/, стр. 68-71, выбираем комбайн Урал-10КСА.

Согласно заданной грузоподъёмности самоходного вагона выбираем вагон 5ВС-15 грузоподъёмность 15 т, и также  выбираем бункер БП-14. Технические характеристики выбранного оборудования приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1. Технические характеристики выбранного оборудования.

№ п/п	Наименование	Единица измерения	Значение
1	Комбайн Урал-10КСА
	Технологическая производительность	т/мин	4,0
	Размеры сечение проходимой выработки:		арочное
	- высота выработки	м	2,2
	- ширина выработки	м	4,0
	Площадь сечения выработки	м2	8,3
	Минимальный радиус закругления	м	15
	Габариты комбайна:
	- ширина	мм	2290
	- длинна	мм	12300
	Средняя скорость передвижения	м/ч	120
	Суммарная мощность электродвигателей	кВт	464,8
2	Самоходный вагон 5ВС-15М.
	Грузоподъемность	т	15
	Емкость кузова	м3	11
	Наибольшая скорость на горизонтальном участке:
	- с грузом	км/ч	8
	- без груза	км/ч	9
	Установленная мощность	кВт	127
	Масса	т	16,6
3	Бункер перегружатель БП-14
	Емкость кузова	м3	11
	Грузоподъемность	т	15
	Установленная мощность	кВт	43
4	Скребковый конвейер СП-301 (в качестве перегружателя)
	Производительность	т/час	640
	Скорость движения цепи	м/с	1,25
	Длина конвейера в поставке	м	150
	Мощность привода	кВт	2×55
	Разрывное усилие цепи	кН	4860

 

2.2. Схема работы комплексов  оборудования при камерной системе разработки с плавным опусканием кровли на податливых целиках.

В качестве добычных комплексов используются комбайны Урал-10КСА в комплексе с бункером-перегружателем БП-14 и самоходным вагоном 5ВС-15М. Выбранное оборудование может работать по следующим схемам: с одним (рис. 2.1, а,б); с двумя (рис.2.1, в,г,д) самоходными вагонами.

Рис. 2.1. Схемы работы комплекса  очистного оборудования с одним (а,б) и двумя (в,г,д) самоходными вагонами: 1 – комбайн, 2 – бункер-перегружатель, 3 – самоходный вагон, 4 – пункт разгрузки вагонов, 5 – эстакада перегрузки, 6- заезды для разминовки вагонов.

По схеме (рис. 2.1. а,б) доставка руды осуществляется одним самоходным вагоном от бункера-перегружателя до скребкового конвейера блока (панели) и, далее по ленточным конвейерам до стволов N1,2.

При этой системе между очистными  ходами (камерами) оставляют целики одинаковой ширины 1,2 – 1,6 метра. Такие целики разрушаются быстрее чем жесткие, скорость вертикального оседания целика составляет от 8 до 20 мм в сутки. Это обеспечивает плавную посадку кровли. При нормальной работе 4 – 5 камер включая рабочую находятся в нормальном состоянии, а остальные (более удаленные от рабочей) камеры – разрушаются и их кровля оседает.

Ширина хода при проходке комбайном  Урал-10КСА составляет 4,0 – 4,4 метра. Комбайн имеет регулируемый по высоте рабочий орган, что позволяет беспрепятственно отогнать его из отработанной камеры. Оптимальная мощность пласта составит 2,2 – 2,6 метров. За счет уменьшения ширины целиков, по сравнения с системой с жёсткими целиками, потери руды снижаются до 25 процентов, что значительно ниже, чем при варианте с жесткими целиками.

Панели отрабатываются преимущественно односторонними блоками шириной 150-200 м с расположением камер параллельно панельным штрекам. Не исключается в зависимости от условий применение других апробированных схем ведения работ на панели. Расстояние между фронтами очистных работ в смежных блоках панели должно составлять не менее 50м.

Отработка камеры предусматривает  разделку камеры разворота на блоковых или панельных выработках. На одну очистную камеру разделывается одна камера разворота. Камеры разворота разделываются теми же комбайнами, которыми ведется очистная выемка.

Из камеры отрабатывается два хода комбайном. Первым отрабатывается к  отработанной камере, второй – ход  около массива. Цикл отработки хода состоит из трех основных операций: зарубка хода из камеры разворота  на длину 15 – 20 метров, отработка хода и отгон комбайна.

При зарубке бункер перегружатель  не может быть размещен в камере разворота, поэтому отбитая руда отгружается непосредственно в вагон. После зарубки к комбайну прицепляется бункер и продолжается проходка хода. Отбитая руда накапливается в бункере. Перегрузка её в самоходный вагон продолжается примерно 1минуту. Затем руда доставляется на конвейерный штрек. Разгрузка самоходного вагона производится путем включения данного конвейера и продолжается около 1 минуты. Разгрузка ведется на скребковый конвейер, с которого руда перегружается на панельный ленточный конвейер.

Во время работы комплекса забой  непрерывно проветривается вентилятором местного проветривания.

В случае работы комбайна по схемам (рис. 2.1, в,г,д) с двумя вагонами можно увеличить предельное расстояние доставки, при котором исключены простои комбайна в ожидании вагона. При недостаточной высоте перегрузки на 25-35% уменьшается степень заполнения вагона, в результате чего снижается производительность комплекса. Чтобы избежать этого, необходимо повышать высоту перегрузки путём применения передвижных эстокад (рис. 2.1,в)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Расчёт производительности принятого комплекса оборудования

 

Показатели работы комплекса определяются технологическим циклом отработки камер или камерного хода (если камера включает несколько камерных ходов). Технологический цикл состоит из трех этапов: зарубки, проходки, отгона.

Зарубка —  проходка выработки на необходимую  для размещения оборудования длину и осуществление всех вспомогательных операций, обеспечивающих последующую работу комплекса в полном составе. На этапе зарубки комплекс работает без   бункера-перегружателя.

Проходка  — этап, на котором осуществляется проходка выработки на заданную длину комплексом в полном составе с выполнением всех вспомогательных операций,

Отгон —  перемещение комплекса в забой  новой выработки и подготовка к последующей зарубке.

Производительность  комплекса при проходке определяется параметрами входящих в него машин  и расстоянием доставки руды. Максимальная производительность достигается при малом расстоянии доставки, когда вагон успевает вернуться до окончания очередной загрузки бункера-перегружателя. В этом случае производительность комплекса не зависит от расстояния доставки и определяется работой комбайна, простаивающего (полностью или частично) лишь во время перегрузки руды из бункера-перегружателя в вагон. При большом расстоянии доставки комбайн заполняет бункер-перегружатель еще до возвращения вагона. К простоям комбайна при перегрузке руды добавляются простои в ожидании вагона, которые по мере увеличения расстояния доставки возрастают. На этой стадии производительность комплекса зависит также от работы самоходного вагона и с увеличением расстояния доставки уменьшается.

Расстояние доставки, при превышении которого вагон не успевает вернуться к комбайну до окончания очередной загрузки бункера-перегружателя, называется критическим. Критическое расстояние доставки зависит от параметров оборудования. Критическим расстоянием доставки определяется зона максимальной технической производительности комплекса, а также положение пунктов перегрузки или разминовки и момент введения в работу второго вагона (при использовании двух вагонов).