Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Техническое перевооружение ш. Распадская

Содержание

Введение

1. Общие сведения о месторождении.

1.1. Горно-геологическая характеристика месторождения.

2. Границы, размеры и запасы шахтного поля.

3. Технический уровень действующего предприятия.

3.1. Технические характеристики забойного оборудования.

3.2 Технические характеристики очистного оборудования.

3.3.Забойный, участковый и магистральный транспорт.

4. Выбор способа развития шахтного фонда.

4.1. Современное состояние шахтного фонда.

4.2. Предполагаемый способ развития шахтного фонда.

5. Основные параметры шахты.

5.1. Мощность, срок службы и режим работы шахты.

5.2.Действующая линия и число действующих забоев.

5.3. Нагрузка на очистной забой.

6.Вскрытие и подготовка шахтного поля.

6.1. Способ вскрытия и схема подготовки шахтного поля.

6.2.Система разработки.

7. Расчет эксплуатационных затрат.

8.Основные проектные решения при техническом перевооружении шахты.

9. Специальная часть.

10. Оценка качества принятых проектных решений.

11. Технико-экономический показатель по проекту.

Общие сведения о месторождении

По административному положению поле шахты «Распадская» находится на территории Томь-Усинского геолого-экономического района Кемеровской области РФ.

Границами шахтного поля по поверхности являются: на северо-востоке VI разведочная линия, на юго-востоке – выход пласта I под рыхлые отложения, на юго-западе – ХVII разведочная линия, на северо-западе – вертикальная плоскость, проходящая через вентиляционные стволы и подсекающая пласт I (по почве) на отметках: в блоках 5, 4, 3 - минус 250м.

Шахтное поле расположено в центральной части Распадского месторождения на правом берегу реки Усы. В орографическом отношение поле шахты приурочено к водоразделу рек Ольжерас – Чебол-Су и их притоков, а также к долинам этих рек. Максимальная отметка поверхности рельефа на поле шахты -532,8м и в районе VI разведочной линии, минимальная – 260,7м в долине реки Ольжерас.

От города Междуреченск шахта удалена на 13км и связана с ним асфальтированной дорогой. Железнодорожной веткой шахта соединена с Западно-Сибирской железнодорожной магистралью.

На поле шахты «Распадская» в технических границах отрабатываются запасы углей по пластам 3-3^а, 4-5, 6-6^а, 7-7^а, 9-10, 11, 12, 15. Угли, добываемые шахтой, относятся к маркам ГЖ, Г, Ж.

1.1.Горно-геологическая характеристика месторождения.

Стратиграфия

Поле шахты сложено породами ильинской и ерунаковской подсерий кольчугинской серии верхнепермского возраста, конгломератовой серии юрского возраста и четвертичными осадками. Отложения ильинской подсерии делятся на казанкова-маркинскую и ускатскую свиты.

Казанково-маркинская свита выделяется из слоя конгломератов, залегающих в 100м ниже пласта I, до почвы пласта 7-7^а и представлена частым переслаиванием пластов I, 2, 3-3^а, 3, 5, 6-6^а и пластов нерабочей мощности I^а, 2^а, 4. Маркирующими признаками свиты являются: в верхней части – пласт 6-6^а, легко опознающейся по большой мощности и наличию в нем выдержанного по простиранию породного прослоя мощностью от 0,1 до 0,6 м; в нижней – наличие у пластов 2,1 тонких спутников, соответственно 2^а, 1^а. Мощность свиты составляет 280м, угольных пластов – 9,28м, рабочая угленосность – 3,5%.

Ускатская свита выделяется в разрезе от почвы пласта 7-7^а до почвы пласта 14. Разрез свиты отличается более крупными циклами осадконакопления с преобладанием песчаников с прослоями гравелитов и конгломератов, являющихся маркирующими горизонтами. Из II свиты 8 пластов (7- 7^а, 7^а, 7 в.п., 7 н.п., 9, 10, 11, 12) по всей площади имеют рабочую мощность и только три- 8, 13, 13^а - преимущественно не рабочую. Мощность свиты 260м, рабочих угольных пластов 11-23м, рабочая угленосность - 4,3%.

Тектоника

Поле шахты «Распадская» приурочено к Главному (Западному) моноклиналу и характеризуется преимущественно пологим 5-10⁰ залеганием пород и северо-западным простиранием 330-340⁰. Тектоническое строение, по результатам детальной разведки, представлялось простым. Одиночными скважинами была установлена одна пологая флексурообразная складка с простиранием на северо-восток и одно нарушение. Всего прослежено 206 дизъюнктивных нарушений, за исключением мелких и очень мелких небольшой протяженностью. Наиболее нарушенными оказались пласты казанково-маркинской свиты. Нижняя группа пластов с 6-6^а по I разорвана 75 нарушениями, из них 23 имеют амплитуды смещения от 10 до 30м, достигая максимальных значений по пласту 6-6^а, 4-5, 3-3^а. Вышележащие пласты (с 7-7^а по 19) менее нарушены, из 18 дизъюнктивов, поражающих эту толщу, 6 имеют амплитуды смещения 10-25м, остальные не превышают 3-7м.

При ведении горно-эксплуатационных работ выявляется большое количество как мелко, так и среднеамплитудных нарушений. При отработке пластов 9-10, 7-7^а, 6-6^а, 3-3^а установлено 23 взброса субширотного простирания с амплитудой смещения до 3-6м, которые разведочными работами не зафиксированы. По сложности тектонического строения, поле шахты относится ко II группе месторождений.

Гидрология

Большое количество атмосферных осадков (до 1102мм в год), затаеженность местности, моноклинальное залегание пород создают благоприятные условия для восполнения запасов подземных вод. В то же время довольно значительная расчлененность рельефа, крутизна склонов (45⁰), наличие разветвленной гидросети способствуют быстрому стоку талых и дождевых вод, в связи с чем обводненность пород в пределах водоразделов невысокая, в депрессиях повышена.

Обводнённость пород в разрезе неравномерная и приурочена к отдельным трещиноватым зонам. По данным гидро-геофизических наблюдений, наибольшая водоносность пород установлена в зоне контакта юрских и пермских пород.

Подземные воды месторождения относятся к гидрокарбонатным натриево-кальциево-магниевым. Воды в основном пресные, в редком случае слабо минерализованы. Наблюдается увеличение минерализации с глубиной. При опробовании грунтовых вод минерализация составляла 195-228 мг/л с глубиной, минерализация возрастает до 500 и более мг/л. Окисляемость небольшая до 2 мг/л. Соединения азота, характеризующие загрязненность вод органическими примесями, практически отсутствуют. РН колеблется в пределах от 6,0 до 8,5. Воды не агрессивные.

Газоносность

Газоносность угольных пластов изменяется в довольно широких пределах от 3,8 м³/т до 24 м³/т, что обусловлено рядом геологических факторов: глубиной залегания пластов, метаморфизмов углей, литологическим составом вмещающих пород, гидрогеологической обстановкой. С глубиной залегания пластов газоносность изменяется следующим образом, на горизонтах:

- +100 – +0 от 12 м³/т до 15,6 м³/т;

- +0 – -100 от 15,6 м³/т до 19,0 м³/т;

- -100 – -200 от 19,0 м³/т до 21,0 м³/т.

В результате проведенных работ установлено изменение природной метаноносности от поверхности метановой зоны с глубиной. Наиболее значительное увеличение метаноносности наблюдается до глубины 400-500м, затем интенсивность нарастания заметно снижается. При обработке результатов газового опробования установлено, что изменение метаноносности угольных пластов носит криволинейный характер.

Газовыделения связаны с угольными пластами 7-7^а, 6-6^а и с вмещающими породами, в основном с песчаником. Газ выделяется из песчаников различной мощности, часто обводненных. Так как воды напорные, выделение газа сопровождается их самоизливом. В выбросе принимает участие газ, находящийся во вмещающих породах и имеющий связь по природным и эксплуатационным трещинам с угольным пластом. Из результатов исследования проб на определение склонности углей к самовозгоранию следует, что угли пластов 12, 10, 9, 6-6^а, отнесены к опасным по самовозгоранию (1 группа), пласты 7-7^а, 3-3^а, 9, 10, 11 к малоопасным (II группа).

Качество углей разрабатываемых пластов.

Угли шахты "Распадская" по марочному составу относятся к маркам Г(Г17), ГЖ и Ж. Выход летучих веществ измеряется от 32,1 до 38,4 %, толщина пластического слоя от 10 до 38 мм, зольность угля от 6,7 до 9,2 %, а с учетом засорения породными прослоями от 13,1 до 23,2 %.

Содержание серы в углях не превышает 0,9 %. Теплотворная способность углей высока и изменяется от 8200 до 8500 ккал/кг.

Угли большинства пластов по направлению использования относятся к коксующимся углям, а пласты с 13 по 19 к энергетическим.

Качественная характеристика углей приведена в табл. 1.1

Таблица 1.1

Качество угля

Наименование пласта		Технологическая группа		A^d(A^c)				W^a		V_daf(V^r)			V (y)			Q_daf(Q_в^г)
				%				%		мм			мм			ккал/кг
13		энергетический		12,1				1,8		33,7			12			8350
12			кокс		31,3				1,6		35,7			13			8400
11		кокс		11,4				1,7		36			16			8420
10		кокс		11,4				1,7		36,8			16			8480
9		кокс		12,9				1,6		38,7			20			8460
7-7а		кокс		17,5				1,5		38,1			19			8390
6-6а		кокс		14,8				1,2		35,8			19			8540
5		кокс		12,5				1,1		36,6			22			8590
3-3а	кокс					14,5	1,1					36,8			27			8590
2а,2		кокс		15,7				1,1		37,5			32			8620
1а,1		кокс		12,6				1,1		36,6			28			8566

горнотехнические условия эксплуатации

При проведении горно-эксплуатационных работ следует ожидать осложнение тектонических строений в крайних юго-западных и северо-восточных частях шахтного поля.

В центральной части поля в пределах блоков № 3, 4, 5, кроме района между V, VI разведочными линиями, не следует ожидать более сложного тектонического строения. В крайних частях шахтного поля, юго-западе и севере, пермские угленосные отложения перекрываются осадками конгломератовой свиты Юрского возраста. Залегают несогласно на размытой поверхности палеозоя. Угловые несогласия небольшие, Юрские падают 4-7°, пермские осадки вблизи контакта с конгломератовой свитой имеют углы 9-10°.

Физико-механические и физико-химические свойства углей:

- плотность углей 1350-1500 кг/м³;

- объемная масса 1300-1390 кг/м³;

-общая пористость 3,5-9,6 %;

- полная влагоемкость 3,7-6,7 %;

- пределы прочности при сжатии 12-17 МПа;

- пределы прочности при растяжении 0,9-2,1 МПа;

- сцепление 2,1-4,0 МПа;

- угол внутреннего трения 35-40 градусов;

- коэффициент крепости 1,2-1,8;

-модуль упругости 0,3-0,9*10^-4 МПа;

- коэффициент Пуассона 0,2;

- модуль сдвига 0,1-0,4*10^-6 кг/(м²*с).

Породы кровли сложены в основном алевролитами, но встречаются и мощные отложения песчаников, при этом кровли относят к труднообрушаемым. Породы почвы сложены в основном алевролитами различной крупности.

В настоящее время шахта "Распадская" отнесена к сверхкатегорной по газу и угольной пыли. Угольные пласты относятся к опасным по взрываемости угольной пыли и являются опасным по самовозгоранию. Пласты угля угрожаемые по горным ударам с глубины 150 м.. Пласты,

начиная с 1 по 9 опасны по внезапным выбросам. Вмещающие породы являются силикозоопасными.

Приток воды по пластам 14-19 не превышает 4-15 м³/час, по пластам 8-14 до 10 м³/час, пласты 9-10 до 5 м³/час, пласт 7-7а до 23 м³/час, 6-6а от 3,5 м³/час до максимального значения 18 м³/час, пласты 4,5 12 м³/час, 3-3а до 20 м³/час.

2. Границы, размеры и запасы шахтного поля.

Границы

Действующие технические границы шахты:

— на северо-востоке - VI р.л. (в 50-ЮОм вдоль линии);

— на юго-востоке - выход под наносы почвы пласта 1;

— на юго-западе - XVII р.л. (в 50-ЮОм вдоль линии);

— на северо-западе - проекция на дневную поверхность линии вертикальной плоскости через вентиляционные стволы блоков 5, 4, 3 и 2, подсекающих почву пласта 1 в блоках 5, 4,3 на отметке -250м и в блоке 2-ЮОм (по проекту вскрытия и подготовки уклонных полей блоков 3 и 4, утвержденному МУП СССР Постановлением №106/1 -65 от 29.12.80г.). Фактически в блоке 5 технической границей шахты служит изогипса -225м (по почве пласта 1). а не -250м.

Границы горного отвода утверждены Управлением Кузнецкого округа Госгортехнадзора СССР актами от 25.06.73 и 29.12.82r. Участок недр имеет статус горного отвода.

На гор.-210 м для пластов с 12 по 3-За (в т.ч. по первоочередным пластам 9-10,10, 9, 7-7а, и б-ба) границами приняты:

— на северо-востоке - продолжение VI р.л.;

— на юго-западе - продолжение XV р.л.;

— на северо-западе - линия границы зоны опасного влияния на земной поверхности от подземных горных работ по пласту 12. Нижняя граница - гор.-210 м (абс.).

Размеры

Размеры шахтного поля с учетом прирезки гор.-210м - по простиранию 12,0км, вкрест простирания - 6,6км, площадь - 79,2 кв. км.

Запасы

Балансовые запасы шахты в границах с учетом прирезки запасов от учтенных "вне технических границ" в блоке 5 и на гор.-210м составляют 877416тыс.т (А+В+С1+С2), из них - в бремсберговом и уклонном поле -759476-гыс.т (А+В+С1), на гор.-210м - 117940тыс.т (С1+С2, по 4-м пластам первоочередной отработки).

Из 877416тыс.т шахтой учтены в технических границах736833тыс.т (А+В+С1).

Промышленные запасы добываемого угля - 599140тыс. т, в т.ч. в бремсберговом и уклонном поле - 494б40тыс. т, на гор.-210м -104500тыс.т.

Из 599140тыс. т - по пластам первоочередной отработки мощностью более 2 м запасы составляют 399140тыс.т (из них, к первоочередной отработке -199930тыс. т, резервные - 199210тыс.т); по резервным пластам мощностью менее 2,0 м - 200000 тыс. т.

Таким образом, резервные промзапасы суммарно составляют 399210тыс.т (199210+200000).

Из 399140тыс. т (по пластам первоочередной отработки) запасы в бремсберговом и уклонном поле составляют 294640тыс. т (из них, к первоочередной отработке - 122830тыс.т, резервные - 171810тыс.т), на гор. -210м - 104500тыс.т. (из них к первоочередной отработке - 77100 тыс.т., резервные - 27400 тыс.т.).

Промышленные запасы только по пластам первоочередной отработки средней мощностью 2,2-4,5м (пл. 11.9-10. К). 7-7а. 6-6а. 4-5, 3-За). а по пласту 9 средней мощностью 1,7м. где можно осуществлять высокопроизводительную комплексно механизированную выемку угля.

По остальным пластам средней мощностью менее 2.0м или с большей мощностью, но с ограниченными запасами, промзапасы (200000тыс.т) определены как резервные. К резервным отнесены низко-производительные на сегодняшний день пласты, на которых невозможно достижение высоких нагрузок на очистной забой (письмо Росугля от 14.02.94 №1-22-21/206 "О состоянии и мерах по обеспечению роста количества высоко-производительных забоев с нагрузками более 1000 т в сутки, 500 тыс. т и более в год". Отработка этихлпастов в перспективе возможна и будет решаться отдельными проектами.

Кроме того, резервные промзапасы выделены по пластам первоочередной отработки. Составляют они 199210 тыс.т.

3.Технический уровень действующей шахты

Отработка выемочных столбов производится механизированными комплексами 2КМ-130, 4КМ-130, КМ-142, КМ-138, УКП-5, КМ-145, JOY.

Проходка подготовительных выработок:

- по углю - проходческими комбайнами типа ГПКС, АМ-75, Е-120 (Германия), П-110 и П-110-01 (Украина), 12СМ-15, 18 фирмы "JOY" (95% общего объема проходки);

- по породе - буровзрывным способом с погрузкой отбитой горной массы породо-погрузочными машинами 1ПНБ-2, 2ПНБ-2, МПК-3, ППН-5.

Крепление: анкерное (95%), рамное металлическое и смешанное, бетонное (5%)

3.1. Технические характеристики очистного оборудования.

Очистной механизированный комплекс фирмы "JOY"

Комплекс предназначен для крепления и управления кровлей способом полного обрушения, ограждения рабочего пространства при интенсивном отжиме угля из забоя, передвижения конвейера лавы, а также скалывания подкровельной пачки угля на пластах с вынимаемой мощностью 3,2-5,0 м, углом падения до 35⁰, со средне- и трудно управляемыми кровлями.

Техническая характеристика

Комплекс JOY

Вынимаемая мощность пласта, м 2,2-5,0

Длина лавы, м 250

Напряжение, В 3300

Производительность паспортная, т/ч 3000

Суммарная установленная мощность, кВт 3100

Количество секций 143

Коэффициент затяжки кровли 0,93

Масса комплекта секции, т 28

Крепь JOY-2

Удельное сопротивление, кН/м²1200

Среднее сопротивление секции, кН 8700

Среднее давление на почву, МПа 2,1

Высота секции крепи по заднему ряду гидростоек, м:

минимальная 2,2

максимальная 4,7

Минимальная скорость крепления, м²/мин 6

Шаг установки секций, м 1,75

Шаг передвижки секций, м 0,78

Усилие при передвижке, не более:

секции, кН 577

конвейера, кН/м 208

Максимальное давление в напорной магистрали, МПа 32

Давление срабатывания предохранительного клапана, МПа 43,7

Тип системы управления электрогидравлическая

Коэффициент затяжки кровли 0,9

Масса секции, кг 28300

Маслостанция JOY-2

Количество/одновременно в работе 3/2

Производительность станции, л/мин 309

Рабочее давление, МПа, не более 35

Мощность электродвигателя, кВт 200

Уровень очистки, мкм 12

Вместимость резервуара для эмульсии, л 5000

Комбайн очистной 6LS3

Предназначен для механизации выемки угля на пластах мощностью
2-4,6 м с углом падения до 35⁰ по простиранию и до 10⁰ по падению и восстанию при сопротивляемости угля резанью 360 кН/м.

Применяется в составе очистных механизированных комплексов JOY-1 и JOY-2.

Техническая характеристика

Производительность, т/час 3000

Номинальная ширина захвата исполнительного органа, мм 800

Диапазон скоростей подачи, м/мин 0-15

Максимальное рабочее тяговое усилие привода 420

Мощность привода, затрачиваемая на резание, кВт 2*410

Габаритные размеры, мм:

длина 13310

ширина 2065

высота 1600

Масса, кг 76507

Способ управления комбайном радио

Комбайн работает по челноковой и односторонней схемам с рамы забойного конвейера с самозарубкой в пласт без предварительной подготовки ниш, как в правом, так и в левом забое.

3.2 Технические характеристики забойного оборудования.

Комбайн проходческий 12СМ18 фирмы JOY

Техническая характеристика

Общая масса, т 54

Длина, м 10,8

Ширина в работе, м 3,3

Высота в работе, м 3,6

Вынимаемая мощность, м 4,5

Исполнительный орган барабанный

Диаметр режущего барабана, м 1,05

Скорость вращения барабана, м/сек 1,5

Скорость погрузки, т/мин 25

Скорость хода, м/мин 4,6-19,8

Вагон шахтный самоходный 10SC32 фирмы JOY

Техническая характеристика

Габариты, мм:

длина 8990

ширина 2680

высота 1870

Грузоподъемность, т 13,6

Масса, т 19,5

Скорость движения, км/час

без груза 8

с грузом 7,2

Допустимый угол наклона пути, град 12

Время разгрузки, сек 30/45

Емкость кузова, м³ 12,6

3.3.Забойный, участковый и магистральный транспорт.

В настоящее время на шахте осуществлена полная конвейеризация транспорта угля от забоя до погрузки в железнодорожный транспорт.

Для целей вспомогательного транспорта на шахте используются:

—электровозная откатка по гор.+70 м;

—концевая откатка материалов и оборудования по путевым бремсбергам и уклонам;

—пассажирские канатные дороги по людским бремсбергам и уклонам;

—напочвенные дороги по подэтажным штрекам.

Транспорт породы, материалов и оборудования осуществляется в вагонетках УВГ-3,3 и специализированных вагонетках и на платформах.

Транспорт угля при годовой мощности шахты 7,5 млн.тонн в год намечается осуществляют следующими конвейерами:

—На подэтажных штреках пл.б-ба и 7-7а телескопическими конвейерамкГс производительностью Q=1000 т/ч, шириной ленты 1200 мм и мощностью привода 1500 кВт, для подэтажного штрека пл.10 шахтой приобретен телескопический конвейер английской фирмы "FSW LTD" с производительностью Q=1300 т/ч, шириной ленты 1200 мм, скоростью ленты 2,67 м/с, мощностью привода N=500 кВт.

—На конвейерном уклоне пл.б-ба - конвейером типа ЗЛ120Б с производительностью Q=1200 т/ч, мощностью привода N=2000 кВт, конвейерном уклоне пл. 7-7а - конвейером ЗЛ120Б с производительностью Q=1200 т/ч, мощностью привода N=15 00 кВт, конвейерном уклоне пл.10 - конвейером 1 Л 120-01 с производительностью 880 т/ч, мощностью привода 750 кВт.

—На главном квершлаге - конвейер типа ЗЛ120Б с производительностью Q=1500 т/ч, шириной ленты 1200 мм и мощностью привода N==1500 кВт, для путевого квершлага приобретен конвейер фирмы "FSW LTD" со следующими параметрами: производительность Q=2200 г/ч, ширина ленты 1400 мм, скорость ленты 3,5 м/с, мощность привода N=600 кВт. —На западном наклонном конвейерном стволе - конвейером фирмы "•FSW LTD" с производительностью Q=2200 т/ч. шириной ленты 1400 мм, скоростью ленты 3,5 м/с, мощностью привода N=2400 кВт.

Описание схемы транспорта угля до поверхности

Транспортировка угля на шахте полностью конвейеризована. Добытый в очистных забоях уголь транспортируется ленточными конвейерами по штрекам лав до бремсберговых (уклонных) конвейеров. Далее уголь транспортируется:

- в блоке 3:

- с уклонов пластов 9 и 10 по наклонному конвейерному квершлагу на уклоны пласта 7-7а;

- с уклонов пластов 7-7а и 3-3 а по углеспуску в вертикальном стволе 3 (производительность 600 т/мин.) на западный полевой штрек;

- в блоке 4:

- с уклонов пластов 6-6а и 7-7а по углеспуску в вертикальном стволе 4 (производительность 600 т/мин.) в сборный бункер гор. +70 м;