Системы разработки и технология очистных работ. 3

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования 

"Кузбасский  государственный технический университет" 
 

Кафедра РМПИ 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По дисциплине:

«Подземная  разработка пластовых месторождений».

На тему:

«Системы разработки и технология очистных работ».  
 
 
 
 
 

Выполнил:

Проверил:  
 
 
 
 
 

Кемерово 2011г.

     СОДЕРЖАНИЕ 

     1. Система разработки и её параметры ………………………..……..3

     2. Технология и механизация  очистных работ  ………………………4

     3. Нагрузка на очистной забой …………………………………………7

     4. Организация работ  в очистном забое  ……………………………..12

     5. Определение численности  очистной бригады  и комплексной  нормы выработки  ……………………………………………………………..15

     6. График выходов  рабочих ………………………………………..….18

     7. Построение графика организации работ в очистном забое …….19

     8. Определение себестоимости  добычи угля по  очистному 

забою ………………………………………………………………………….…21

     9. Технико-экономические  показатели ………………………………27

     10. Монтаж и демонтаж  комплекса ………………………….…….….28

     12. Список литературы …………………………………………………31 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     1 СИСТЕМА РАЗРАБОТКИ И ЕЁ ПАРАМЕТРЫ. 

     В соответствии с данными горно-геологической  характеристики и условия высокой  газоносности пласта принимаем систему  разработки длинными столбами по простиранию при панельной подготовке пласта с оставлением межлавных целиков.

     Оставляемый целик также является «средством»  для поддержания выемочных штреков. Такую систему целесообразно  применять в случае неустойчивости пород кровли, а также при наличии  тяжелой, труднообрушаемой кровли. В этом случае оставленный целик воспринимает на себя давление обрушающихся больших блоков кровли, что способствует лучшему сохранению выемочных штреков. 

1 – пластовый транспортный  штрек; 2 – пластовый воздухоподающий штрек (просек);  
3 – людской ходок; 4 – бремсберг; 5 – грузовой ходок; 6 – ярусный конвейерный штрек;  
7 – ярусный вентиляционный штрек; 8 – обводная выработка 9 – аккумулирующий бункер;  
10 – шурфы; 11 – сбойка; 12 – очистной забой; 13 – подготовительный забой;  
14 – перемычка с регулятором; 15 – глухая перемычка.

 

      2 ТЕХНОЛОГИЯ И  МЕХАНИЗАЦИЯ ОЧИСТНЫХ  РАБОТ. 

     1.Основные  параметры механической  крепи в соответствии  с требованиями  эксплуатации по  типу кровли ГОСТ-р52152-2003 

Таблица 1

 

     2.Выбор  механической крепи  для очистных работ.

     Руководствуясь  условием для поддержания кровли Ркр. р(сопротивление крепи),вынимаемой мощностью пласта, наличием ложной кровли и почвы, из таблицы технических параметров выбираем наиболее подходящие данным геолого-экономическим условиям ряд механических крепей.

Р_{кр. р} (828)≤  Р_кр.(1000)

     3.Проверка типоразмера механической крепи 

 

- для однорядной крепи 

- для 2-х рядной крепи 

Где и -максимальная и минимальная высота раздвижки секции крепи

 и  - максимальная и минимальная мощность угольного пласта, м

- значение подштыбовки основания секции крепи, м (табл.2)

- значение штыбовой подушки на перекрытии секции, м(табл.2)

- запас гидравлического хода стойки на разгрузку, м (табл.2)

- значение сближения кровли и почвы, м

- расстояние  от забоя до ряда стоек в  однорядной крепи, м

 - расстояние от забоя до первого ряда стоек в двухрядной крепи, м

- коэфициэнт  сближения боковых пород(табл.3) 

Таблица 2

 

     Сближение кровли и почвы  ,мм вычисляется по формуле: 

Для однорядной крепи, м 

 

Для двухрядной крепи, м 

 

где - расстояние от забоя до ряда стоек в однорядной крепи, м

 - расстояние от забоя до заднего ряда стоек в двухрядной крепи, м 

 

 

 

Где -длина секции крепи(табл 2, 1МУ или др. источники), м

- расстояние от козырька крепи до очистного забоя(0,15-0,3) 

Таблица 3

 

Из  задания на курсовой проект известно:

– m_max = 1,8м;

– m_ср = 1,7 м;

– m_min = 1,6м;

– α = 17^o

– природная газоносность пласта x_с.б.м= 6,2 м³/т с. б. м.;

– тип кровли: тяжелая

Решение: 

        кН/м³ 

    Выбираем  мех. крепь: М138/4 второй типоразмер, двухрядная (количество стоек – 4 шт) 

Рис. 2 Механизированная крепь М-138/4. 
 

Технические параметры крепи М138/4

Таблица 4

 

     Р_{кр. р} ≤  Р_кр;  828 кН/м³ <  840 кН/м³  

      м.

м.

м.

м.

 м. 

    Вывод: выбранная крепь М 134/2 второй типоразмер, удовлетворяет данным условиям. 

3 НАГРУЗКА НА ОЧИСТНОЙ ЗАБОЙ. 

     3.1 Нагрузка на очистной  забой по газовому  фактору

     Нагрузка  на очистной забой является главным фактором оказывающим влияние на технико-экономические показатели она рассчитывается в зависимости от принятой технологии и механизации работы при комплексно механизированной выемке нагрузку на забой определяют по нормативной нагрузке и газовому фактору.

     Нагрузку  на забой по газовому фактору можно  определить по формуле:

      

, т/сут,

      

 т/сут.

      S_л – линейная площадь поперечного сечения призабойного пространства свободная для прохождения воздуха в лаве.

      

, м²

      

 м².

      В – длина секции крепи, м;

      m_пл – мощность вынимаемой пачки пласта, м;

      V_в – допустимая по ПБ скорость движения воздуха в лаве 4 м/с;

      d – допустимая по ПБ концентрация метана в исходящей струе в лаве, %;

      К_в – коэффициент учитывающий движение воздуха по выработанному пространству за крепью (при полном обрушении 1,2 или 1,4);

      q_л – метанообильность м³/т;

      

,м³/т;

      

м³/т.

        – коэффициент учитывающий предварительную дегазацию пласта (без дегазации=1, с дегазацией 1- С_q, С_q = 0,25);

      С_q – коэффициент предварительной дегазации пласта;

      К_е – коэффициент естественной дегазации при столбовой системе разработки =0,7.

      Определяем  суточную нагрузку на очистные забои  по основным технологическим параметрам его работы (целого числа циклов и длины очистного забоя) по формуле:

      

      

      где m_ср – средняя мощность пласта, м; l_л – длина лавы, м; r – ширина захвата комбайна (0,8 м), м; n_ц – количество циклов в сутки; γ – плотность угля, т/м³; с – коэффициент извлечения угля в очистном забое (0,9÷0,98).

      Она должна удовлетворять условию:

      

     

     Принимаем  2 лавы с А_с=5397. 

     3.2 Нагрузка на очистной забой по технической характеристике очистного комбайна

     Исходя  из задания и мощности пласта, выбираем узкозахватный очистной комбайн T Machinery MB 570E, технические характеристики комбайна представлены в таблице 5. 

     Технические характеристики комбайна T Machinery MB 570E

     Таблица 5

 

     Нагрузку на очистной забой по технической характеристике очистного комбайна рассчитывается по формуле:

     

     

     где n_см – количество добычных смен в сутки, шт;

     Q_к – производительность комбайна, т/мин;

     t_см – продолжительность добычной смены, мин;

     t_п.з. – продолжительность подготовительно- заключительных операций (20 ÷ 30), мин;

     t_т.н. – продолжительность остановок комбайна для технологических нужд в смену (в курсовом проекте равен t_{т.н .}= 0), мин;

     n_ц.см. – количество циклов в смену, шт;

     t_к.о. – продолжительность концевых операций (15 ÷ 20), мин;

     t_з – время на зачистку (при челноковой выемке t_з = 0, при односторонней выемке по формуле t_з =l/V_к.max), мин.

     Количество  циклов в смену определяется по формуле:

     

     

     где t_в.ц. – время выемки угля за цикл, мин.

     Время выемки угля за цикл определяется по формуле:

     

     

     где Q_ц – добыча с цикла , т/цикл.

     

     

     где m – вынимаемая мощность пласта , м;

     l – длина очистного забоя, м;

     r – ширина захвата комбайна, м;

     γ  – плотность угля, т/м³;

     c  – коэффициент извлечения угля в очистном забое (0,95÷0,98).

     После определения времени выемки угля за цикл производится проверка скорости подачи очистного комбайна V_к и сравнение его с паспортной технической характеристикой V_к.max ( из табл. 5 V_к.max= 9,5 м/мин):

     

     

     Так как V_к.max>_.V_к, то скорость подачи очистного комбайна V_к остаётся без изменений.

     Суточная  нагрузка на очистной забой А_сут определяется по формуле:

     

     

     где n_ц – количество циклов в сутки, шт;

       Количество циклов в сутки определяется из отношения нагрузка на очистной забой по технической характеристике очистного комбайна (А_р) и добычи с одного цикла (Q_ц ):

     где n_ц.р. – расчетное число циклов в сутки. Фактическое значение (n_ц) – округляем расчетное до целого.  

     3.3 Выбор нагрузки на очистной забой.

     Выбираем  нагрузку на очистной забой Q_ф (наименьшую из нагрузок по газовому фактору и технической характеристике очистного забоя).

     Скорректированная нагрузка на очистной забой по газовому фактору с учетом целого числа циклов в сутки равна A_c=5397 т/сут.

     Скорректированная суточная нагрузка на очистной забой по технической характеристике очистного комбайна с учетом целого числа циклов в сутки равна A_cут=5694 т/сут.

     Так как A_c <A_cут , то окончательно принимаем значение  
Q_ф =A_c=5397 т/сут, n_ц=13 шт, l=255 м. 

     3.4 Выбор скребкового конвейера.

     Скребковый  конвейер, входящий в состав комплексного механизированного забоя должен по своей производительности (Q_к, т/час) превосходить максимальную производительность очистного комбайна (A_к т/час).

     Условие выбора конвейера:

     Q_к≥ A_к

     Часовую производительность комбайна можно определить по формуле:

     Исходя  из условия выбора конвейера и технической характеристики конвейеров (табл. 6) выбираем скребковый конвейер КСЮ391 «Юрга-950» 

     Техническая характеристика скребковых конвейеров

     Таблица 6

 
 
 

     4 ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ  В ОЧИСТНОМ ЗАБОЕ. 

      Лаву  обслуживает суточная комплексная  бригада, которая делится на звенья по числу смен в сутки. Звено в добычную смену состоит из 8 человек. 

      Выемка  угля комбайном: машинист комбайна и его помощник в начале каждой смены принимают комбайн. Проверяют исправность рукояток управления и кнопочных постов комбайна, состояние электрического кабеля и его крепление на комбайне, уровень масла в редукторах, состояние резцов и зубков, натяжение тяговой цепи, положение рабочего органа относительно почвы и кровли, исправность системы орошения, правильность расположения гибкого кабеля и шланга орошения вдоль конвейера, исправность предохранительной лебедки.

      В это время остальные рабочие  звена осматривают призабойное  пространство по всей длине лавы.

      По  окончании этих работ начинается выемка угля. Все работающие в лаве предупреждаются о моменте включения механизмов. Машинист комбайна производит моментные включения комбайна и конвейера.

      Во  время выемки машинист управляет  комбайном и следит за полнотой выемки угля, показаниями манометра и  регулирует положение исполнительного  органа. А его помощник следит за режущими шнеками, состоянием каната предохранительной лебедки, системы орошения, подтягивает кабель и шланг орошения, укладывает их вдоль конвейера, убирает с комбайна упавшие куски угля и следит затем, чтобы погрузочный щиток находился в положении, обеспечивающем наилучшую зачистку лавы. 

      Передвижка  секций крепи: после прохода комбайна ГРОЗы по передвижке секций крепи производят выдвижку секций гидрофицированной крепи. Управление выдвижкой секции крепи осуществляется с соседней, еще не выдвинутой крепи, в последовательности: производят разгрузку крепи, затем

 включают  домкрат, после выдвижения секции  на шаг выемки домкрат выключают  и секцию распирают гидростойкой  между почвой и кровлей.

      Выдвижку  секций осуществляют последовательно  одну за другой. В процессе выдвижки эти же рабочие по мере необходимости выравнивают наклонившиеся перекрытия и линейные секции конвейера. 

      Передвижка  изгибающегося конвейера: процесс передвижки изгибающегося конвейера состоит из передвижки приводной головки, линейных секций конвейера и натяжной головки при помощи переносных гидродомкратов.