Техническое перевооружение шахты «Талдинская-Южная»

Министерство образования  и науки РФ

 

Государственное бюджетное  образовательное учреждение

Высшего профессионального  образования

 

«СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

 

Кафедра разработки пластовых  месторождений

 

 

 

Курсовой проект

 

По дисциплине: «Проектирование шахт»

 

Тема: «Техническое перевооружение шахты «Талдинская-Южная»

 

 

 

 

 

 

Выполнил:

ст. гр. ГПК-07

Куракулов А. А.

 

                          Проверил: 

к.т.н., доц. Любогощев В.И.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Новокузнецк

2011

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ 3

1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МЕСТОРОЖДЕНИИ И ПРОЕКТИРУЕМОЙ ШАХТЫ 4

1.1 Горно-геологическая характеристика месторождения и шахтного поля..4

1.1.1 Стратиграфия 4

1.1.2 Тектоника 6

1.1.3 Газоносность 8

1.1.4 Качество углей 8

1.2 Границы, размеры и запасы шахтного поля 9

1.2.1 Границы шахтного поля 9

1.2.2 Размеры и запасы шахтного поля 9

1.3 Технический уровень действующего предприятия 10

1.3.1  Технические характеристики забойного оборудования 10

1.3.2 Подготовительные работы. Характеристики проходческого оборудования 12

1.3.3 Показатели технического уровня и основные технико-экономические показатели 13

2 ВЫБОР СПОСОБА РАЗВИТИЯ ШАХТНОГО ФОНДА 16

3 ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ШАХТЫ 18

4 ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ШАХТЫ 20

4.1 Нагрузка на очистной забой и выемочный участок 20

4.2 Проектная мощность шахты 21

4.3 Срок службы шахты 23

4.4 Режим работы шахты 23

5 ВСКРЫТИЕ И ПОДГОТОВКА 24

5.1 Вскрытие шахтного поля 25

5.2 Подготовка шахтного поля 25

5.3 Система разработки 26

6 РАСЧЕТ ЗАТРАТ ПО ВАРИАНТАМ 27

6.1 Расчет капитальных затрат 28

6.2 Расчет эксплуатационных затрат 28

7 ОСНОВНЫЕ ПРОЕКТНЫЕ РЕШЕНИЯ ПО ПРИНЯТОМУ ВАРИАНТУ  ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ШАХТЫ 50

8 АНАЛИЗ ПОДСИСТЕМЫ «ОЧИСТНЫЕ РАБОТЫ» ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ШАХТЫ 52

9 ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПРИНЯТЫХ ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ 67

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 68

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 70

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Переход российской экономики  на рельсы рыночных отношений выдвинул новые показатели эффективности  работы горно-добывающих предприятий. К таким показателям относят  повышение рентабельности шахты  и снижение производственных издержек, а также материальных затрат (в  основном за счет увеличения нагрузки на очистной забой до 9000 – 10000 тонн), что является реальным не только на зарубежных предприятиях, но и на шахтах России (в том числе и Южного Кузбасса).

ЗАО «Шахтоуправление «Талдинское-Южное» в настоящее время является одним  из ведущих предприятий по добычи угля Кемеровской области и на неё возлагают большие надежды  в бедующем. Поэтому основным направлением в развитии шахтного фонда является обеспечение прироста добычи угля за счёт повышения производительности труда рабочего на основе технического перевооружения, при применении высокопроизводительного  оборудования, средств автоматизации, эффективной организации труда, концентрации и стабильной работы предприятия.

Целью данного курсового  проекта является анализ настоящего положения работы предприятия ЗАО  «Шахтоуправление «Талдинское-Южное» и дальнейших перспектив её развития.

Для реализации цели курсовым проектом предполагается рассмотреть  принципиальные для имеющихся горно-геологических  условий альтернативные варианты технологической  схемы шахты и, посредством метода экспертной оценки, расчета основных технико-экономических показателей, а также расчета затрат по имеющимся  альтернативным вариантам, выбрать наиболее эффективный, оптимальный и более безопасный вариант технологической схемы шахты.

Результатом курсового проекта  является вывод о целесообразности внедрения мероприятий с учетом показателей увеличения объема добычи и снижения уровня себестоимости  угля.

1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ  О МЕСТОРОЖДЕНИИ И ПРОЕКТИРУЕМОЙ  ШАХТЕ

1.1 Горно-геологическая  характеристика месторождения и  шахтного поля

1.1.1 Стратиграфия

Угленосные отложения  шахтного поля относятся к кольчугинской  серии верхней перми - ленинской  свите ерунаковской подсерии (пласты 48 - 39) и ускатской свите ильинской  подсерии (пласт 38).

Вскрытая мощность ленинской  свиты в пределах шахтного поля - 190-205 м, от кровли пласта 48 до кровли пласта 38. Стратиграфический разрез сложен перемежающимися слоями песчано-глинистых  пород и пластов угля различной  мощности. В литологическом отношении  разрез свиты не выдерживается ни по падению, ни по простиранию - наблюдается  замещение песчаников алевролитами и наоборот.

Вскрытая часть ускатской  свиты содержит один пласт - 38.

Угленосная толща пород  сложена алевролитами мелкозернистыми (39,6%), песчаниками (31,6%), алевролитами крупнозернистыми (15,7%), переслаиванием пород (8,8%) и углями (4,3%).

Угленосные отложения  повсеместно перекрыты четвертичными  буровато-желтыми суглинками, редко  глинами мощностью 2 - 44 м, а на большей  части площади - 5 - 10 м. Участками  суглинки синие, иловатые, текуче-пластичные.

По физико-механическим свойствам  и инженерно-геологическим особенностям в пределах участка выделяются три  группы пород:

- неоген-четвертичные рыхлые  отложения;

- пермские угленосные  отложения, затронутые выветриванием;

- пермские угленосные  отложения, не затронутые выветриванием.

Рыхлые отложения в  пределах выходов подсчетных пластов  на поверхность развиты на всей площади. Минимальная их мощность (2 м) приурочена к логам и долинам рек. Максимальная (20-40 м) - к водоразделам. Наибольшую мощность (до 40 м) наносы имеют на водоразделах в восточной части шахтного поля. На остальной площади мощность наносов на водоразделах не превышает 10-18 м. Отложения представлены суглинками, глинами.

Породы пермских отложений  в верхней части разреза затронуты  выветриванием. Мощность зоны выветривания колеблется от 30 м в долинах рек  и логов до 40 м на водоразделах от нижней границы рыхлых отложений.

Ложная кровля пласта 48 представлена мелкозернистым интенсивно трещиноватым алевролитом мощностью 0,1-0,3 м, иногда до 0,8 м. Распространена на значительной площади, легкообрушающаяся.

Непосредственная кровля сложена мелко- и крупнозернистыми алевролитами. Контакт с основной кровлей, как правило, постепенный. Максимальная мощность непосредственной кровли достигает 11,7 м. Предел прочности  на одноосное сжатие колеблется от 22 до 40 МПа. Кровля прогнозируется среднеустойчивой.

Основная кровля почти  на всей площади сложена песчаниками  и на значительной площади прогнозируется труднообрушаемой. Во многих случаях  в начале слоя песчаника содержатся тонкие прослои алевролитов, что  в значительной степени ослабит  кровлю при отработке, поэтому она  прогнозируется среднеобрушаемой. Предел прочности на одноосное сжатие - 40 - 70 МПа.

Ложная почва представлена мелкозернистыми алевролитами, иногда с включениями линз угля, мощностью  до 0,4 м. Имеет широкое распространение, склонна к пучению.

Непосредственно в почве  пласта залегают алевролиты близкие  по составу к аргиллитам, мощностью  от 0,4 до 4,1 м, прогнозируются склонными  к пучению. Породные прослои в  пласте представлены мелкозернистыми  алевролитами мощностью 0,05-0,15 м. Предел прочности на сжатие 28,9 МПа (средний).

 

1.1.2 Тектоника

В геолого-структурном отношении  продуктивные отложения шахтного поля приурочены к южному крылу крупной  Талдинской брахисинклинали, где они  залегают в виде моноклинальной складки  с общим наклоном на север под  углами 18°-20° на западе поля и 13°-15° - на востоке.

По некоторым разрезам просматривается слабовыраженная  волнистость угольных пластов, подтверждающаяся небольшими колебаниями межпластовых расстояний. Дизъюнктивная тектоника  по данным геологоразведочных работ  в западной половине поля отсутствует (геологоразведочными работами не выявлена), а восточная половина наоборот характеризуется  наличием целой серии разломов взбросового  характера с небольшими амплитудами  смещения.

По пласту 48 в восточной  половине поля выявлены геологоразведкой три разрывных нарушения.

По данным шахты, при проходке стволов и штреков по пласту 48 встречены и зафиксированы геологические  нарушения с амплитудой от 1 до 14,0 м, не выявленные геологоразведкой, а  также размывы пласта глубиной проникновения  в пласт до 2 метров, зоны трещиноватости без смещения пород, мелкоамплитудные складки. Вентиляционными штреками 48-2 и 48-2 бис подсечено тектоническое  нарушение взбросового характера, не выявленное здесь разведкой, с  амплитудой смещения 9-14 м. Нарушение  на этом участке имеет субмеридиональное  направление и на глубине затухает, так как вентиляционным штреком 48-3 зона с такой амплитудой взброса  не встречена. Вентиляционным штреком 48-3 подтверждено нарушение, выявленное скважиной 16266 с амплитудой смещения 3 м. При проходке флангового конвейерного ствола встречено несколько разрывных  нарушений взбросового и сбросового характера с амплитудой до 4 м. Азимут простирания плоскостей сместителя северо-западный. Углы падения от 30°  до 50°. Оба вентиляционных штрека находятся  в висячем крыле сброса. За несколько  десятков метров до пересечения с  нарушением пласт выполаживается, мощность резко меняется от раздувов до утонения, внутри пласта появляются породные прослои невыдержанные ни по простиранию, ни по мощности, угол падения пласта резко меняется на коротком расстоянии.

В соответствии с классификацией запасов месторождений и прогнозных ресурсов угля и горючих сланцев, ГКЗ, 2007 г. по сложности геологического строения поле шахты относится к месторождениям простого строения - 1 группе, хотя восточная половина поля, характеризующаяся наличием мелкоамплитудных разрывов, частично тяготеет ко 2-ой группе сложности.

К 1-й группе относятся месторождения (участки) с мощными и сверхмощными  пластами с пологим ненарушенным или слабонарушенным залеганием, а также месторождения (участки), приуроченные к простым складчатым или крупноблоковым структурам с выдержанными элементами залегания продуктивных отложений и преобладанием в их разрезе выдержанных и относительно выдержанных угольных пластов с простыми  горно-геологическими условиями разработки;

Ко 2-й группе относятся  месторождения (участки) с относительно простыми  горно-геологическими условиями разработки:

а) с мощными и средней мощности относительно выдержанными и невыдержанными пластами с пологим ненарушенным или слабонарушенным залеганием;

б) с преобладанием в разрезе выдержанных рабочих пластов, приуроченных к простым складчатым или крупноблоковым структурам;

в) с преобладанием мощных и средней мощности выдержанных  и относительно выдержанных пластов  в разрезе продуктивных толщ, слагающих  сложноскладчатые и осложненные  разрывными нарушениями структуры.

 

 

 

1.1.4  Газоносность

Большая часть пласта 48 расположена в зоне деметанизации (газового выветривания), а в восточной меньшей её части природная метаноносность достигает 7-9 м³/ т.

Уголь пласта 48 согласно заключению НЦ ВостНИИ №44 от 23.11.07 г. весьма склонен  к самовозгоранию, инкубационный  период составляет 57 суток. Шахта «Талдинская-Южная» была отнесена к I (самой низкой) категории по экзогенной пожароопасности.

Угольная пыль взрывоопасная, так как выход летучих веществ  более 30 %.

Содержание свободной  двуокиси кремния в породах - от 10 до 70%, поэтому породы силикозоопасные.

 

1.1.5 Качество углей

В границах шахтного поля залегает 8 пластов и пачек угля (сверху вниз - 48, 45 в.п., 45, 44, 43-42, 40, 39 и 38) мощностью  от 0,34 до 3,7 м (по средним значениям).

Пласт 48 имеет мощность от 3,2 до 4,3 м и простое строение, редко сложное.

Угол падения пласта - 17°.

В 38-40 м. выше пласта 48 залегает пласт 49 (нижний пласт шахты «Тагарышская»), в 20 м. ниже пласта 48 - пласт 45 в.п.

Пласт 48 - относительно выдержанный  по мощности, мощный.

Уголь пласта 48 относится  к газовым марка «Г» группа «2Г» (второй газовый).

Основные показатели качества угля: зольность угля 5,1 % (средняя); толщина  пластического слоя от 7 до 15 мм, выход  летучих веществ - 39,5 %, теплота сгорания угля высшая - 34,4 Мдж, низшая - 31,4 Мдж, содержание серы - 0,28 %, фосфора - 0,03 %; обогатимость угля - легкая и средняя.

В соответствии с рекомендациями ГОСТ 25543-88 уголь пласта 48 может широко использоваться для слоевого коксования, производства генераторного газа, сжигания в топках судов, а также, по согласованию с потребителем, в небольших количествах  может использоваться в шихте  при производстве металлургического  кокса.

 

1.2 Границы, размеры  и запасы шахтного поля

1.2.1 Границы шахтного  поля