Система разработки шахтного поля

                                      ,                                                  (14)

где: – коэффициент, показывающий степень нагрузки на очистной забой, на     годовую мощность шахты. Для Кузбасса =0,0016 т/год;

  – месячная нагрузка на очистной забой, т/мес;

  – средняя мощность угольных пластов в шахтном поле, м;

  – мощность пласта принятого к отработке, м.

Средняя мощность угольных пластов в шахтном поле определяется по формуле:

                                , м                                      (15)

                                , м

Месячная нагрузка на очистной забой определяется по формуле:

                       , т/мес                        (16)

где: – длина лавы, = 200 м;

       – мощность пласта принятого к отработке, м;

       – количество циклов в сутки, =10;

       – глубина вруба или ширина захвата исполнительного органа, =0,63;

       – объемная плотность угля (т/м³), =1,31 т/м³;

       – коэффициент извлечения угля по выемочному участку (0,95 – 0,97);

      – число рабочих дней в месяце, =30.

, т/мес

Тогда,    

 – коэффициент, учитывающий влияние глубины разработки и угла падения угольных пластов.

                                           ,                                                             (17)

где: – верхняя граница шахтного поля, = ;

        Н_н –нижняя граница шахтного поля.

Нижняя граница шахтного поля определяется по формуле:

                                                                         (18)               

                          , м

                          Тогда,

Тогда проектная мощность шахты:

, тыс.т/год

Согласно типового ряда, годовая мощность шахты принимается 3,0 млн. т.

1.3 Расчет срока службы шахты

Полный срок службы шахты определяется по формуле:

                                   , лет                                        (19)

где: – период освоения проектной мощности шахты, =2,5 года;

      – расчетный срок службы шахты;

       – период затухания горных работ, =2,5 года.

Расчетный срок службы шахты  определяется по формуле:

                               , лет                                                  (20)

                         лет

             Тогда, года

2 ВЫБОР СХЕМЫ И СПОСОБА ВСКРЫТИЯ ШАХТНОГО ПОЛЯ

2.1 Выбор способа вскрытия  шахтного поля

Вскрытие - это проведение вскрывающих  горных выработок с земной поверхности  для обеспечения доступа к  полезному ископаемому.

Способ вскрытия - это качественная характеристика шахты, отражающая вид  горной выработки, проведенной с  поверхности. Существуют 4 способа вскрытия:

1. Вертикальными стволами.
2. Наклонными стволами.
3. Штольнями.
4. Комбинированный.

В данной курсовой работе вскрытие шахтного поля будет осуществляться 3 наклонными стволами (главный, вспомогательный, вентиляционный), которые будут проходить по породам лежачего бока.

Сущность: Наклонные стволы проводят с поверхности по породам лежачего бока. Скорость проведения наклонного ствола в среднем в 2-4 раза выше скорости проведения вертикального ствола той же площади поперечного сечения, что позволяет сократить общий срок строительства шахты на 20- 30%; стоимость проведения 1м наклонного ствола примерно в 1,2-1,5 раза меньше, чем вертикального; возможна полная конвейеризация угля от очистного забоя до поверхности. Наклонный ствол состоит изустья и собственно ствола.

Данный способ вскрытия имеет как  достоинства, так и недостатки. Достоинства:

• малые сроки строительства шахты и низкие капитальные затраты;
• высокая производительность мощного ленточного конвейера;
• возможность организации сплошной конвейеризации; Недостатки:
• ограниченность условий применения;
• сложность поддержания наклонных стволов;

 

Рисунок - Вскрытие наклонными стволами с капитальным квершлагом: 1 — главный ствол; 2 — вспомогательный ствол (пройден параллельно главному); 3 — шурф; 4— капитальный квершлаг; 5—главные штреки транспортного горизонта.

2.2   Выбор схемы  вскрытия шахтного поля

Схема вскрытия - это пространственное расположение сети вскрывающих выработок относительно границы шахтного поля.

Классификация: 

I. По количеству транспортных  горизонтов:

1).  Одногоризонтная.

2). Многогоризонтная.

3). Безгоризонтная.

II. По типу дополнительной вскрывающей выработки:

1). С квершлагом.

2). С гезенком.

3). Со слепым стволом.

4). Без дополнительных вскрывающих  выработок.

III. По расположению главных вскрывающих  выработок относительно границ  шахтного поля.

1). Центрально - сдвоенная.

2). Центрально - отнесённая.

3). Фланговая.

4). Секционная.

5). Комбинированная.

В курсовой работе принимается одногоризонтная  схема вскрытия(так как размер по падению равен 3350 метров) с капитальным квершлагом, срок службы которого, равен сроку службы шахты. Горизонт делит шахтное поле на бремсберговую( 1800м.) и уклонную( 1550м.) части. Достоинства:

• большой срок службы горизонта, который равен сроку службы шахты;
• простота сооружений и эксплуатации;
• отсутствие необходимости строительства нового горизонта. Недостатки:
• сложные схемы проветривания.

2.3 Правила безопасности при вскрытии шахтного поля

1. Вскрытие и подготовка шахтных  полей с опасными и угрожаемыми  по внезапным выбросам пластами должны обеспечивать максимальное использование опережающей отработки защитных пластов, заложение подготовительных выработок в неопасных пластах и защищенных зонах и в невыбросоопасных породах, наименьшее число пересечений выбросоопасных пластов, применение столбовых систем разработки, рассредоточение вентиляционных потоков в шахтном поле, возможность секционного проветривания и подсвежения исходящих струй выемочных участков, обособленное проветривание подготовительных забоев, отработку пластов без оставления целиков. Порядок отработки пластов согласовывается Госгортехнадзором России.

2. На вскрытие, проведение подготовительных выработок на опасных и угрожаемых по внезапным выбросам пластах разрабатывается и пересматривается не реже одного раза в год комплекс мер по борьбе с внезапными выбросами угля (породы) и газа, который должен пройти экспертизу промышленной безопасности. Комплекс мер по борьбе с внезапными выбросами угля (породы) и газа утверждается руководителем организации.

На основании комплекса мер  разрабатываются паспорта вскрытия пласта, а также мероприятия по борьбе с выбросами для включения в паспорт выемочного участка и паспорт проведения и крепления выработок.

Паспорта на вскрытие выбросоопасных пластов, а также на отработку  особо выбросоопасных пластов или участков, изменения и дополнения к ним согласовываются и утверждаются техническим руководителем организации. Паспорта на отработку выбросоопасных пластов и вскрытие угрожаемых пластов проходят экспертизу и утверждаются техническим руководителем организации.

3. Технология вскрытия и подготовительных  работ, способы предотвращения  внезапных выбросов и горных ударов, оборудование, необходимое для этих целей, выбираются с учетом требований по безопасному ведению горных работ на пластах, опасных по внезапным выбросам угля (породы) и газа и склонных к горным ударам, установленных Госгортехнадзором России.

Вскрытие пластов, ведение очистных и подготовительных работ на опасных  и угрожаемых по внезапным выбросам и горным ударам пластах допускается в случае, когда забой находится или приведен в невыбросоопасное и неудароопасное состояние. Выполнение прогноза выбросоопасности перед вскрытием пласта, включая измерение необходимых параметров, должно осуществляться под методическим контролем представителя экспертной организации.

3. Выбор способа  и схемы подготовки шахтного  поля

3.1 Выбор схемы подготовки шахтного поля

Схема подготовки- характерное расположение объединенных с учетом функционального  назначения в единый комплекс подготавливающих выработок, обеспечивающих деление шахтного поля на готовые к выемке части.

Существует 4 вида схем подготовки:

1. Панельная схема подготовки шахтного поля.

Панельная схема подготовки шахтного поля - это совокупность выработок, разделяющих шахтное поле на панели. Область применения а<25°. Размер по падению 1200-1500м, по простиранию 3500-4000м.

2. Этажная схема подготовки шахтного поля.

Этажная схема подготовки шахтного поля - это совокупность выработок, разделяющих шахтное поле на этажи. Область применения а>25°.Но если размер по простиранию до 4000м. и отрабатываются газоносные пласты, что требует проведения минимального количества горных выработок, то этажная схема может применяться и при а<25°. Высота этажа а<55° 800-400м. а>55° 120-150м.

3. Погоризонтная схема подготовки шахтного поля. Погоризонтная схема подготовки - это пространственное расположение горных выработок, делящее шахтное поля транспортными горизонтами на выемочные ступени, отрабатываемые затем по падению и восстанию. Область применения - пласт с а<10°. Размер выемочной ступени по простиранию равен размеру шахтного поля, размер по падению 400 - 2600м.
4. Комбинированная схема подготовки шахтного поля. Комбинированные схемы подготовки шахтного поля - это схемы, при которых одновременно или последовательно шахтное поле делится на этажи и панели, панели и горизонты, этажи, панели и горизонты.

Примем схему подготовки - панельная, так как удовлетворяет требованиям по размерам и углу падения( размер по простиранию равен 5150 м. и угол падения 15 град.)

Сущность: Шахтное поле делится  на 4 панели со следующими размерами:

S,м H,м

1панель 2850 1300

2панель 2850 1300

3панель 2850 1200

4панель 2850 1200

Каждая панель обслуживается самостоятельными транспортными и вспомогательными наклонными выработками. Эти выработки  называют панельными. Один транспортный горизонт обслуживает 4 панели. Если уголь  в пределах панели транспортируют сверху вниз, то такая панель называется бремсберговой, если снизу вверх— уклонной. Бремсберги и уклоны соответственно называют панельными. Каждая панель представляет собой выемочное поле. По аналогии с выемочным полем панель может быть двукрылой (двусторонней) и однокрылой (односторонней). В данной курсовой работе используется двусторонняя панель. Панели делят по падению на более мелкие части— ярусы. Ярус— одновременно разрабатываемая часть панели. Он ограничен по простиранию границами панели, а по падению ярусными конвейерным и вентиляционным штреками. В курсовой работе панель двукрылая, которая делится на 4 яруса.

Деление на панели применяют при  больших размерах шахтного поля по простиранию и большой производственной мощности шахты.

Схема подготовки бремсберговой панели

(проекция на плоскость пласта):

1). Откаточный штрек;

2). Параллельный штрек;

3). Нижняя приемно-отправительная  площадка;

4). Посадочная площадка;

5). Бремсберг;

6). Канатно-кресельная дорога;

7). Путевой уклон;

8). Вентиляционный штрек;

9). Конвеерный штрек;

10). Монтажная камера;

11). ВГП.

12) Заезд на в/ш.

3.2 Выбор способа подготовки  шахтного поля

Подготовкой шахтного поля называют определённый порядок проведения выработок, осуществляемый после вскрытия шахтного поля и обеспечивающий возможность подготовки выемочных полей.

На основании исходных данных и  норм технологического проектирования выбрана панельная схема подготовки шахтного поля, так как размеры  шахтного поля по простиранию велики (S = 7000 м); размер по падению Н = 2000 м (одногоризонтная безуглубочная схема).

По простиранию шахтное поле делится на 2 панели с размерами Sn ´Hn=3500м´1000м каждая. Каждая панель делится  в

нисходящем порядке подготовительными  штреками на ярусы с размерами Sя  ´Ня=3500м´200м, где Ня – длина лавы, лестницы,

забоя при панельной подготовке; Sя=Sn.

Все подготовительные выработки проводятся по пласту, то есть применяется пластовый  способ. Из свиты пластов в задании  берётся один пласт. Остальные пласты свиты принимают участие при  расчёте запасов.