Специальная часть по шахте Комсамольская

       2 Специальная часть 

       2.1Обоснование необходимости проведения горной выработки, её протяжённость, срок службы 

       Конвейерный штрек предназначен для подготовки и отработки выработки лавы №589.Длина 700м., срок службы 1,5г. 

       2.2Горно-геологические  и горнотехнические условия проведения выработки 

       Вентиляционный  штрек проводиться по простиранию  пласта Ж-1 в западно-восточном направлении.

       Пласт имеет сложное строение. Состоит из 2-4 пачек угля с прослоями аргиллита, мощностью от 0,02м до 0,05м. Пласт выдержанный по мощности, мощность пласта - 2.2м., угол падения – 18˚. Пласт Ж-1 на всём протяжении относится к склонным к самовзрыванию и опасен по взрываемости угольной пыли, метану, зольности угля 38-40%. Крепость пород кровли – 3, почвы – 4, крепость угля – 2. Плотность горных пород – 2,4 т/м³. Породы представлены аргиллитами, тектонических нарушений на площади работ нет. Пластовая вода не дренирована, по этому пласт немного обводнён, приток воды – 0,5 м³/ч. Газообильность – 3,2 м³/мин.

       Проветривание забоя будет осуществляться ВМП  установленным на свежей струе воздуха  в заезде рельсового уклона. Транспортировка  горной массы по конвейерному штреку будет проводится через квершлаг на уклон пласта Ж-2. Доставка крепёжных  материалов и оборудования будет  проводится по рельсовому уклону пласта Ж-2 и по заезду на конвейерный штрек. 

       2.3Обоснование выбора формы поперечного сечения 

       Обоснование формы поперечного сечения выработки  производиться в зависимости  от физико-механических свойств горных пород, назначения и срока службы выработки, материала крепи, размеров её поперечного сечения, величины горного  давления и т.д. Учитывая горное давление со стороны кровли, мощность пласта будет большим, т.к. выбранная выработка производиться под раннее отработанными пластами угля. Выбираем арочную форму сечения выработки, материал крепи – металл, затяжка – дерево пропитанное несгораемым антисептиком, толщина 5 см.

       2.4Определение размеров поперечного сечения выработки.

       

       

       Определение размеров производиться с учётов максимальных размеров транспортных средств, применяемых для транспортировки  горной массы, доставки материалов и оборудования, пропуском необходимого количества воздуха, допустимых зазоров между наружным размером транспортных средств и внутренней стенкой выработки, допустимой ширины прохода для передвижения людей, предусмотренных Правилами безопастности. 

       2.4.1Составление расчётной схемы и определение минимальной ширины выработки. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       Рисунок 1 - Схема для определения минимальной ширины выработки

       Определяем  минимальную ширину В, мм, на высоте 1,8м от почвы выработки.

                                               B=n + l + c + k + m,                                          (1)

       где n – монтажный зазор между крепью выработки и габаритом ленточного конвейера, мм; (принимаем согласно требований Правил безопасности n=400 мм)

              l – габарит ленточного конвейера типа 1Л-80, мм; (принимаем по технической характеристике ленточного конвейера l=1136 мм)

               c – зазор между габаритом ленточного конвейера и габаритом вагонетки, мм; (принимаем согласно требований Правил безопасности и составляет c=400 мм)

               k – габарит вагонетки, мм; (принимаем по технической характеристике k=1240 мм)

                m – минимальная ширина свободного прохода для людей ,мм; (принимаем согласно требований Правил безопасности m=700 мм)

       B=400 + 1136 + 400 + 1240 + 700=3876 мм.

       Так как металлокрепление МН в результате влияния горного давлении имеет  осадку крепи равную 420мм. на высоте 1.8м. то учитывая этот факт, принимается  минимальная ширина выработки

B=3526 + 420=4296 мм. 

       2.4.2 Выбор типового сечения выработки по альбому и проверка его по скорости движения, воздушной струи. 

       По  значению минимальной ширины выработки  B=4296мм. из альбома типовых сечений выбираем типовое сечение металлокрепи со стандартной шириной В=4500мм. что соответствует металлокрепи МН-13,2.

       Выбранное поперечное сечение проверяем по максимально-допустимой скорости движения воздушной струи

                                                                                               (2)

       

       где Vp – расчётная скорость движения воздуха в выработке, м/с; (определяем из расчётов)

               Vдоп – максимально допустимая скорость движения воздуха в выработке, м/с; (принимаем в соответствии с требованиями правил безопастности)   Vp=8м/с

                                                                                                 (3)

       где Q – количество воздуха, проходящего по выработке, м³/мин; (принимаем по заданию Q=1500 )

             Sсв – площадь поперечного сечения горной выработки в «свету» после осадки, м²; (принимаем из альбома типовых сечений Sсв-8,7 м²)

= 2,3 м/с

2,3≤8

       Условия по проветриванию выполняется и  данное типовое сечение принимаем  окончательно. 

       2.4.3 Техническая характеристика металлокрепи МН-10,7 

       Sпр – площадь поперечного сечения в проходке, м²                           15,9

       Sсв – площадь в свету до осадки, м²                                                      13,2

       P – периметр в свету после осадки, м²                                                   13,6

       S´св – площадь в свету после осадки, м²                                                10,8

       H – после осадки, мм                                                                                2420

       H´ - высота от почвы в свету до осадки, мм                                           3360

       H´´ - после осадки, мм                                                                              2960

       Rв – радиус верхняка, (арки, полуарки) мм                                           2380

       Вв  – ширина верхняка, (арки, полуарки) по хорде, мм                         4040

       Qв – вес (одной арки, полуарки) , кг                                                      107,6

       Rc – радиус стойки, мм                                                                             3670

       

       Hcт – высота стойки, мм                                                                           2885

       Qc – вес одной стойки, кг                                                                          69

       В – ширина по низу крепёжной рамы в свету до осадки, мм                5360

       Vз – объём деревянной затяжки на 1 метр выработки, м²                      0,49

       Qк – вес комплекта крепи из СВП-22, кг                                                 276,9 

       2.5 Расчёт крепи и определение  площадей поперечного сечения  выработки по углю и по породе. 

       Целью расчёта металлокрепи является выбор  и определение максимального  расстояния между крепёжными рамами.

       Тип и несущую способность крепи  выбираем в зависимосьти от площади  поперечного сечения выработки  «в свету» после осадки по таблице  №1 [4]

       При площади поперечного сечения  горной выработки после осадки в «свету», Sсв=10,8, выбираем типоразмер спецпрофиля СВП-22 с несущей способностью одной арки крепи при работе в податчивом режиме 200-220 кН.

       Максимальное  расстояние Lmax, м, между крепёжными рамами определяем по формуле

                                        ,                                                    (4)

       где Р – несущая способность одной  арки, кН (принимаем по таблице №1 [4] Р=200)

              f – коэффициент крепости пород кровли по шкале проффесора М.М. Протодьяконова (принимаем по заданию, f=4)

              а – половина максимальной  ширины выработки в «проходке», м.

                                       ,                                         (5)

       где В – ширина выработки «в свету» по низу крепёжной рамы, м (принимаем  из альбома типовых значений В=5,36)

       

               tкр – толщина крепи, м (принимаем в зависимости от типа выбранного спецпрофиля по таблице №2 [4] tкр=0,11)

                tз – толщина затяжки, перекрываемой обнажённый пролёт между крепёжными рамами, м (принимаем tз=0,05)

                 tн – номированный зазор между затяжкой и контуром поперечного сечения выработки в «проходке»,м (tн=0,02)

       у – плотность пород кровли, т/м² (принимаем по таблице проффесора М.М.Протодьяконова в зависимости от коэффициента крепости у=2,8)

       м 
 

Принимаем стандартное расстояние крепёжной  рамы L=1 м.

       Площади поперечного сечения по углю и  по породе определяем в контуре поперечного  сечения горной выработки в «проходке».

       Определяем  радиус арки в «проходке», мм.

                                   ,                                    (6) 

       Определяем  высоту горной выработки в «проходке», мм.

                                 ,                                      (7) 

       Определяем  ширину выработки по почве в «проходке», мм.

                                                                 (8)

                    

       Определяем  хорду арки в «проходке», мм.

                                                                  (9)

                        

       Определяем  радиус стенок выработки в «проходке», мм.

                                                                      (10) 

       По  полученным размерам строим контур поперечного  сечения в проходке в масштабе 1:50 и наносим пласт угля. 
 
 
 

       

         
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       Рисунок 2 – Схема для определения площади поперечного сечения по углю

       Определяем  площадь поперечного сечения  по углю; Sy, м².

                                       (11)

       где S△1 – площадь треугольника, м²;

             S△2 – площадь треугольника, м²;

             S△3 – площадь треугольника, м²;

             Sпр1  - площадь прямоугольника, м²;

             Sпр2 – площадь прямоугольника, м².

       Площадь треугольника определяем по формуле                                     

                                                                                            (12)

       где  a – основание треугольника, м; (определяем путём измерения линейкой на чертеже Рис.2 и переводим из масштабного размера в натуральную величину)

                  h – высота треугольника, м; (определяем аналогичным путём как и основание).

                                                        ₀,5 × 2,15 × 2,5 = 2 м²

                                      м²

                                      м²

       Площадь прямоугольника определяем по формуле

                                                =a*b                                                        (13)

       где a,b – стороны прямоугольника

                                  м²                                                                

                                  м² 

                           м²

       

       Определяем  площадь в «проходке», S пр, м² по породе.

                                                                                           (14)

       где Sпр – площадь поперечного сечения всей горной выработки в «проходке», м² (принимаем из альбома типовых сечений для металлокрепи МН-13,2   Sпр=15,9)

                                           

       2.6 Обоснование способа проведения выработки, выбор средств механизации, номера технологической схемы и её описание 

       Выбираем  обычный способ проведения горной выработки, т.к. вмещающие горные породы позволяют  обнажать забой (fy=2, fn=3) и приток воды незначительный, 1,5 м³/ч. [4] <20.

       Для проведения конвейерного штрека принимаем классическую технологическую схему, 6Б, с.139. По той же схеме выемка горной массы будет производиться комбайном ГПКС причём в первую очередь будет приниматься уголь, а затем порода.

       Погрузка  горной массы из забоя будет производиться  скребковым конвейером СР-70, двумя ленточными конвейерами типа 1ЛТ-80.

       Крепление забоя производиться металлической  арочной крепью МН-13,2 со сплошной затяжкой кровли и боков выработки.

       Плотность крепи, р/пм:

                                                                                                   (15)

       где с – расстояние между крепёжными рамами.

       Доставка  крепёжных материалов и оборудования в забой будет производиться  лебёдкой ЛВ-25 по рельсовым путям Р-24 в вагонетках, козах, платформах до погрузочной площадки которая должна находиться не более 50 метров от груди забоя. Доставку крепёжных материалов производят проходчики путём реверсирования скребкового конвейера. 

       2.7 Техническая характеристика принятого  оборудования 

     Параметры ГПКС.

Площадь сечения выработки в проходке, м³                                                      4,7-15

Размеры выработки, м: высота                                                                            1,8-3,6

                                        ширина                                                                           2,6-4,7

Угол  наклона выработки, градус                                                                          ±10

Тип исполнительного органа                                                     стрела с резцовым                                                                               барабаном или коронкой.

Коэффициент крепости породы, не более                                                              4

Техническая производительность, т/мин: по углю                                              1,8

                                                                       по породе                                           0,5

Погрузочный орган                                                                           нагребающие лапы

Мощность  исполнительного органа, кВт                                                               55

Установочная  мощность, кВт                                                                                  55

Удельное  давление на почву, мПа                                                                         0,06

Скорость  передвижения, м/с                                                                                   0,11

Габаритные  размеры, м: длина без перегружателя                                                 10

                                          ширина по ходовой части                                                1,6

                                           высота                                                                               1,5

Масса комбайна, т                                                                                                       19 

       Конвейер  СР-70

Производительность  при скорости движения цепи, м/мин, т/ч:

                        0,80                                                                                  180

                        1,07                                                                                   450

                        1,37                                                                                   500

Длина в поставке, м                                                                                              150-220

Рабочий орган:                 тип                                                         цепь круглозвенная

                                             размер                                                                        18×64

Разрывное усилие цепи, кН                                                                                410-480

Скорость  движения рабочего органа, м/с: основная                                            1,37

       Конвейер  1ЛТ-80

Ширина  несущего полотна, мм                                                                               800

Скорость  движения полотна, м/с                                                                           1,6-2

Пропускная  способность, м³/ч                                                                                 340

Габаритные  размеры, мм: ширина                                                                          1136

                                             высота                                                                           1205

       Лебёдка ЛВ-25

Тяговое усилие, кН                                                                                                  25

Средняя скорость навивки каната, м/с                                                                  1

Диаметр каната, мм                                                                                                 17

Канатоёмкость барабана, м                                                                                    1000

Эл. двигатель:

     тип                                                                                                            ВРП180

     мощность, кВт                                                                                                22

     частота вращения, об/мин                                                                             150

Рдуктор:

     тип                                                                трехступенчатый цилиндрический

     передаточное  число                                                                                       

Основные  размеры, мм:

                         длина                                                                             1070

                         ширина                                                                          2250

                         высота                                                                           1100

Масса, кг                                                                                                                    2400 

       2.8 Электроснабжение забоя

 ГПКС  – 130

 Исполнительный  орган – 55

 СР-70 – 55

 ЛТ-80 – 55

 Телескоп  – 5,5

1Л-80 –  55

 ЛВ-25 – 22

 АПШ  – 4

                      381,5

       Коэффициент спроса определяем по формуле:

                                                           (16)

       Рассчитываем мощность трансформатора, кВт:

                                         кВт                            (17)     

                                          кВт                              (18)

       где Рм – номинальная часовая мощность на и более крупного токоприёмника, кВт;

             cos φ ср – средневзвешенный коэффициент мощности потребителей участка;

             Руст – суммарная  установленная мощность, кВт;