Система разработки шахтного поля

Содержание

 

Исходные данные

 

Мощность пластов, м. 

                                                                                1,8

                                                                                4,5

                                                                                2,9

 

Мощность междупластий, м. 

                                                                        60

                                                                        25

 

Угол падения пластов, град.   15

                                  

Мощность наносов, м.   10

 

Объемная плотность угля, т/м³                                     1,31

 

Коэффициент крепости угля f                                         1,3

 

Размер шахтного поля по простиранию, м.   5150

 

Размер шахтного поля по падению, м.   3350

 

Метанообильность                                                           10

 

 

 

 

 

 

Введение

Горное дело относится к одному из основных видов человеческой деятельности, обеспечивающей существование и уровень развития цивилизации. Горное дело охватывает разведку месторождений полезных ископаемых, их разработку, первичную переработку добываемого сырья, строительство горных предприятий и подземных сооружений различного назначения.

Горнодобывающая промышленность - это  составная часть горного дела, цель которой состоит в добыче и первичном обогащении полезного  ископаемого. Эта промышленность поставляет минеральное топливо (уголь, торф, горючие сланцы, нефть), руды (чёрных, цветных, редких и ценных металлов). Горнодобывающая промышленность имеет важную роль в экономике государства, определяет его самостоятельность.

Проектирование, строительство новых  и реконструкция существующих предприятий по добыче твердых полезных ископаемых требует знаний технологических процессов, понимания и учета горно-геологических условий, специфики ведения горных работ, требования техники безопасности и охраны труда.

Курсовая работа показывает, что только на основе глубокой проработки основных технических решений проектов угольных шахт (схем и способов вскрытия, подготовки шахтного поля, системы разработки угольных пластов и т.п.) можно скомпоновать действительно оптимальную технологическую схему на основе оптимизации качественных характеристик - элементов технологической схемы шахты. Предложенные и описываемые в данной курсовом проекте расчетные методы оценки основных качественных характеристик по многим критериям делают более объективным процесс принятия основных проектных решений.

1 ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ШАХТЫ

1.1 Расчет промышленных запасов шахтного поля

Шахтное поле – это месторождение  или его часть, отводимая для  разработки одной шахтой.

В пределах шахтного поля заключены  определенные запасы полезного ископаемого. Различают геологические, балансовые и забалансовые запасы .

Геологические запасы –  это общие запасы месторождения  или его части, залегающие в недрах земли.

Геологические запасы определяются по формуле:

                     , т                                                       (1)

где: – балансовые запасы (т);

       – забалансовые запасы (т).

Балансовые запасы –  это запасы, использование которых  при существующем уровне развития техники и технологии экономически целесообразно и которые должны удовлетворять требованиям – кондициям, устанавливаемым для подсчета запасов в недрах для каждого месторождения.

Забалансовые запасы –  это запасы, использование которых при существующем уровне развития техники и технологии экономически нецелесообразно вследствие, например, малого количества, малой мощности залежи, низкого содержания ценных компонентов, высокой зольности, особой сложности условий эксплуатации.

Балансовые запасы шахтного поля определяются по формуле Килячкова А.П.:

   , т            (2)

где: S – размер шахтного поля по простиранию, м;

  H – размер шахтного поля по падению, м;

                 – мощность i - того пласта, м;

                 – объемная плотность угля, т/м³

 n – количество пластов в шахтном поле, шт.

Балансовые запасы пласта :

 т

Балансовые запасы пласта :

, т

Балансовые запасы пласта :

, т

Балансовые запасы всех пластов  в шахтном поле:

, т

Не все балансовые запасы шахтного поля будут выданы на поверхность, в  недрах останутся потери.

Потери – это часть балансовых запасов полезного ископаемого, не извлеченная из недр при разработке месторождения.

Потери определяются по формуле:

                  , т                                           (3)

где: –  общешахтные потери, т;

      –  потери около геологических нарушений пластов и потери связанные с гидрогеологическими условиями, т;

      –  эксплуатационные потери, т.

Общешахтные потери – это потери в охранных и барьерных целиках.

Общешахтные потери определяются по формуле:

                    , т                                                    (4)

где: – потери в барьерных целиках, т;

       – потери в предохранительных (охранных) целиках, т.

Барьерные целики изолируют  шахтные поля, предохраняют действующие  горные выработки от прорыва в  них поверхностных или подземных  вод, а также газов или заиловочной пульпы из выработанного пространства или ликвидированных горных выработок. Ширина барьерных целиков условно принимается за 50 метров.

Потери в барьерных  целиках определяются по формуле:

             , т                                          (5)

где: – ширина барьерного целика, =50 м;

      – суммарная мощность пластов в шахтном поле, м.

Суммарная мощность пластов  в шахтном поле определяется по формуле:

, м                                                                               (6)       

, м

Потери в барьерных целиках  пласта :

, т

Потери в барьерных целиках  пласта :

, т

Потери в барьерных целиках  пласта :

, т

Потери в барьерных  целиках всех пластов в шахтном  поле:

, т

Предохранительные целики (охранные) предотвращают вредное влияние горных работ на охраняемые искусственные и природные объекты на поверхности или на горные выработки.

Потери в предохранительных (охранных) целиках определяются по формуле:

  , т                                                                   (7)

Потери в предохранительных (охранных) целиках пласта :

, т

Потери в предохранительных (охранных) целиках пласта :

 

, т

Потери в предохранительных (охранных) целиках пласта :

, т

Потери в предохранительных (охранных) целиках всех пластов  в шахтном поле:

, т

Общешахтные потери пласта :

, т

Общешахтные потери пласта :

, т

Общешахтные потери пласта :

, т

Общешахтные потери всех пластов в шахтном поле:

, т

Потери около геологических  нарушений – это потери, связанные с геологическими нарушениями пластов и окружающих пород и гидрогеологическими условиями, не позволяющими вести нормальную отработку участков.

Потери около геологических  нарушений определяются по формуле:

  , т                                                                    (8)

Потери около геологических  нарушений пласта :

, т

Потери около геологических  нарушений пласта :

, т

Потери около геологических  нарушений пласта :

, т

 

Потери около геологических  нарушений всех пластов в шахтном  поле:

, т

Эксплуатационные потери – это потери, которые включают: потери по площади (не вынимаемые части  целиков у подготовительных выработок, в очистном пространстве и на границах выемочных участков) и по мощности пласта (пачки угля, оставленные в кровле, почве и между слоями пласта в очистных и подготовительных выработках); потери от неправильного ведения горных работ (целики, оставляемые вследствие завалов и затопления выработок; противопожарные целики, изолирующие отдельные части шахтного поля друг от друга; опорные целики, временно удерживающие породы кровли пласта от обрушения в выработанное пространство); потери отбитого угля в результате неполной выдачи его из очистного забоя, при взрывных работах, при транспортировки по выработкам.

Эксплуатационные потери определяются по формуле:

      , т                                                   (9)

где: – коэффициент эксплуатационных потерь, = 0,1.

Эксплуатационные потери пласта :

, т

Эксплуатационные потери пласта :

, т

Эксплуатационные потери пласта :

, т

Эксплуатационные потери всех пластов в шахтном поле:

, т

Потери пласта :

, т

Потери пласта :

 

, т

Потери пласта :

, т

Потери всех пластов в шахтном  поле:

, т

Определив балансовые запасы и потери в шахтном поле, можно определить промышленные запасы шахтного поля.

Промышленные запасы – это часть  балансовых запасов, которая может  быть выдана на поверхность при разработке месторождения.

Промышленные запасы определяются по формуле:

    , т                                                                     (10)

Промышленные запасы пласта :

, т

Промышленные запасы пласта :

, т

Промышленные запасы пласта :

, т

Промышленные запасы всех пластов  в шахтном поле:

, т

Количество полезного ископаемого, добываемого из месторождения, оценивается коэффициентом извлечения , который показывает, какую часть балансовых запасов выдают на поверхность.

Коэффициент извлечения определяется по формул

                          , т                                                (1)

                        

 

 

Промышленные и балансовые запасы                                                   Таблица 1

Индекс пласта	S, м	H, м	m, м	, т/м3	, т	, т	, т
m1   m2   m3	5150   5150   5150	3350   3350   3350	1,8   4,5   2,9	1,31   1,31   1,31	40681395   101703487,5   65542247,5	6583053   16457632   10606031	34098342   85245855,5   54936216,5
Итого:	15450	10050	9,2	3,93	207927130	33646716	174280414

 

Потери полезного ископаемого                                                              Таблица 2

Индекс пласта	Потери по видам				Суммарные потери, т
	, т	, т	, т	, т
m1   m2   m3	1980720   4951800   3191160	406814   1017035   655423	406814   1017035   655423	3788705   9471762   6104025	6583053   16457632   10606031
Итого:	10123680	2079272	2079272	19364492	33646716

 

1.2 Расчет годовой мощности шахты

 Проектная мощность шахты  – это потенциально возможный  объем добычи угля, предусмотренный  утвержденным проектом и соответствующий  заложенным решениям по технике,  технологии и организации работ,  измеряется в т/год или т/сут.

Существует параметрический  типовой ряд годовых мощностей шахт:

1,2; 1,5; 1,8; 2,1; 2,4; 2,7; 3,0; 3,3; 3,6; 3,9; 4,2; 4,5; 4,8; 5,1; 5,4; 5,7; 6,0; 6,3; 6,6; 6,9; 7,2; 7,5.

При проектировании, когда  известны горно-геологические и  горнотехнические условия шахты-новостройки проектную мощность рекомендуется, определяется по формуле профессора Малкина А.С.:

               ,  т                                 (12)

где: – коэффициент надежности технологической схемы шахты. Так как шахтное поле вскрывается наклонными стволами, то в курсовой работе принимается равным 0,8;

 

 – коэффициент учитывающий влияние количества угольных пластов в шахтном поле, к количеству пластов принятых к одновременной отработке

                                            ,                                                   (13)         

                                           

где: – количество угольных пластов в шахтном поле;

  – количество угольных пластов принятых к отработке.

 – коэффициент учитывающий влияние нагрузки на очистной забой на уровень проектной мощности шахты;