Строительство шахты «Байкаимская»

Общую и действующую линию очистных забоев можно определить по следующим  формулам[33]:

                                    h_д= А_ш.г^.К_оч/L^.∑Р_о^.С,                                  (3.13)

где:

 h_д – действующая линия очистных забоев, м;

А_г – производственная мощность шахты в год, т/год;

К_оч – коэффициент, учитывающий долю добычи угля из очистных забоев,

К_оч = 0,9;L – скорость подвигания очистных работ, м/год;

∑Р_о –суммарная производительность одновременно разрабатываемых пластов, т/м²;

С – коэффициент  извлечения в забое, (принимаем С=0,95).

Разработка ведется по пласту Красногорский, следовательно производительность пласта определяем по формуле [33]:

                                               ∑Р_о=m^.γ,                         (3.14)

где:

 γ  – объемный вес угля, т/м³;

m – вынимаемая  мощность пласта, м.

∑Р_о= 5,41^.1,38=7,5 т/м².

Скорость подвигания очистного  забоя определяем по формуле [33]:

                                                 L = 300^.r^.n_с^.К_г,                (3.15)

где:

 К_г – коэффициент,учитывающий горно-геологические условия залегания пласта К_г = 0,9;

r – ширина захвата комбайна,м;n_с – количество вынимаемых стружек.

Действующая линия очистных забоев по каждому  пласту составит:

L = 300^.0,8^.7^.0,9 =1512м.

h_д= 3000000^.0,9/1512^.5,41^.0,95=348м.

Расчетная действующая линия очистных забоев составит [33]

                                                 h _д.ш.=h_д^.n_о,                     (3.16)

где:

h_д.ш – расчетная действующая линия очистных забоев, м;

h_д – действующая линия очистных забоев для каждого разрабатываемого пласта, м;

n_о – количество одновременно разрабатываемых пластов.

h _д.ш.=348^.1=348м.

Общее количество очистных забоев по данной шахте определяется по формуле [33]:

                                                  h_з=h_д.ш ⁄ ℓ_з ,                 (3.17)

 

где:

h_з – общее количество очистных забоев по шахте, шт.;

 ℓ_з – длина очистного забоя, м;

h_з=348/200,0=1,74.

Исходя  из выше приведенных расчетов к одновременной  работе принимаем два очистных забоя.

  3.3 Расчет необходимого количества воздуха

Исходные  данные для расчета:

• мощность пласта – 5,41 м;
• угол падения пласта – 6-8˚;
• длина выемочных столбов – 2500м;
• система разработки – длинными столбами по простиранию;
• длина очистного забоя 200 м;
• относительная газообильность –3,0 м³/т;
• среднесуточная добычаиз одного выемочного участка – 5800 т;
• способ выемки угля – комбайновый;
• опасность по самовозгоранию – опасен;
• опасность по горным ударам – угрожаем с глубины 250 м;
• опасность по внезапным выбросам – не опасен;
• 2 выемочных участка в одновременной работе;
• категория шахты по газу – I категории.

Расход воздуха  для шахты в целом определяем по формуле [22]:

 

Q_ш=1,1(ΣQ_оч + ΣQ_вс +ΣQ_пог.в.+ΣQ_под.в.+ΣQ_к+ΣQ_диз+_.ΣQ_ут),                     (3.3.1)

 

где:

  1,1 - коэффициент, учитывающий неравномерность  распределения воздуха по   сети горных выработок;

ΣQ_оч - расход воздуха для проветривания выемочных участков, м /мин;

ΣQ_вс - расход воздуха, подаваемый к всасам ВМП для обособленного проветривания тупиковых выработок, м /мин;

ΣQ_пог.в - расход воздуха для обособленного проветривания погашаемых выработок, м /мин;

ΣQ_под.в - расход воздуха для обособленного проветривания поддерживаемых выработок, м /мин;

ΣQ_к - расход воздуха для обособленного проветривании камер, м /мин;

ΣQ_диз. - расход воздуха на проветривание выработок, по фактору разжижения выхлопных газов;

ΣQ_ут - утечки воздуха через вентиляционные сооружения, расположенные за пределами выемочных участков, м /мин.

Проведем  расчет необходимого количества воздуха  для очистной выработки по выделению  метана:

                                _(3.3.2)                       

 

где:

 Q_оч - количество воздуха, необходимое для проветривания очистной выработки, м /мин;

I_оч - ожидаемое среднее газовыделение в очистной выработке, м /мин;

k_н -  коэффициент неравномерности газовыделения;

с - допустимая концентрация газа в исходящей из очистной выработки

вентиляционной  струе, %;

с_о - концентрация газа в поступающей на выемочный участок вентиляционной струе, %;

k_о.з. -  коэффициент, учитывающий движение воздуха по части выработанного пространства, непосредственно прилегающей к призабойному.

 м /мин.

Расчет по числу людей:

 

Q_оч=6n_ч,                                                        (3.3.3)

 

где:

  n_ч – наибольшее число людей, одновременно работающих в очистной   выработке.

 м /мин.

Проверяем по минимально допустимой скорости движения воздуха в очистной выработке:

Q_оч≥60Sv_min,                                                      (3.3.4)

     

где:

S – площадь  поперечного сечения призабойного  пространства очистной выработки  в свету, м S=34 м ;

v_min – минимально допустимая скорость движения воздуха в очистной выработке, м /с.

, удовлетворяет условию. 

Проверяем по максимально допустимой скорости движения воздуха в очистной выработке:

Q_оч ≤60Sv_mах,                                                     (3.3.5)

 

где:

v_mах – максимально допустимая скорость движения воздуха в очистной выработке, м /с.

, удовлетворяет условию.

Рассчитаем  расход воздуха, подаваемый к всасам ВМП для обособленного проветривания  тупиковых выработок:

Расчет расхода  воздуха по выделению метана (углекислого  газа):

(3.3.6)

             

где:

Q_зп - расход воздуха, который необходимо подавать в призабойное пространство тупиковой выработки, ствола, м /мин;

I_зп - метановыделение на призабойном участке, м /мин;

С - допустимая согласно ПБ концентрация метана в  исходящей из выработки вентиляционной струе, % (по объему);

С_о - концентрация метана в струе воздуха, поступающего в тупиковую выработку, %.

 

Расчет по числу людей:

 

Q_з.п.=6n_ч,                                                         (3.3.7)

 

где:

 n_ч — наибольшее число людей, одновременно работающих в подготовительной выработке.

 м /мин.

Проверяем по скорости воздуха по следующим  факторам:

1) по  скорости движения воздуха в  призабойном пространстве подготовительной  выработки:

Q_з.п ≥20Sv_з.min,                                                       (3.3.8)

 

где:

  v_з.мин — минимально допустимая спорость движения воздуха в призабойном пространстве подготовительной выработки, м/с.

 м /мин.

40 м /мин ≤81 м /мин, не удовлетворяет условию, тогда принимаем количество воздуха по скорости движения воздуха в призабойном пространстве подготовительной выработки

2) по минимальной  скорости движения воздуха в  выработке:

 

Q_з.п ≥60Sv_п.min,                                                      (3.3.9)

 

где:

 v_п.min – принимается согласно ПБ [12].

 м /мин.

81≥242 не удовлетворяет условию, тогда принимаем количество воздуха по минимальной скорости движения воздуха в выработке.

Расчет производительности ВМП:

 

Q_в= k_ут. Q_зп,,                                                       (3.3.10)

 

 м /мин.

где:

 k_ут – коэффициент утечек в вентиляционных трубах соответственно от устья выработки до забоя.

Количество  воздуха, поступающее к всасу  ВМП Q_вс (м /мин):

 

Q_вс ≥1,43 Q_в,                                                     (3.3.11)

 м³/ мин.

Расчёт  количества воздуха для участка, определяется  по формуле:

Q_уч. = Q_о.ч.К_ут. ,                                                   (3.3.12)

где: 

Q_уч. – количества воздуха для участка, м³/ мин.

 К_ут. – коэффициент учитывающий утечки воздуха через выработанное пространство,  К_ут. =  1,5

                           Q_уч. = 1123^.1,5  =  1685 м³/ мин.

Расчет  расхода воздуха для погашаемых выработок:

Q_пог = 0,5 × Q_уч ,                                                    (3.3.13)

Q_пог = 0,5 × 1685= 842 м³/мин.

Расчет  количества воздуха для камер:

Курсовым проектом принимается восемь насосов ЦНС 300-480. Мощность электродвигателя - 1260 кВт. (см. Раздел 5)

  Для электромашинных камер:

                                    

                 (3.3.14)

 

где:

 N - мощность электроустановки, кВт;

η_i— к. п. д. электроустановки;

k_зг— коэффициент загрузки в течение суток;

t_о— температура воздуха, поступающего в камеру в наиболее теплый месяц года, °С.

м /мин.

Расчет расхода воздуха для  поддерживаемых выработок:

,                                                   (3.3.15)

где:

J_п – полное метановыделение на всем протяжении выработки, м³/мин;

K _н. – коэффициент метановыделения;

С – допустимое содержание метана в исходящей струе;

Со –  допустимое содержание метана в поступающей  струе.

_{Расход  воздуха на проветривание  выработок, по фактору  разжижения выхлопных  газов дизелевоза:}

                                                                                                                            (3.3.16)

 

где:

С_NO2 - максимальная концентрация оксидов азота, в пересчете на NO2, в неразбавленных выхлопных газах двигателей, С_NO2=0,025%;

 а_NO2 - предельно допустимая концентрация оксидов азота, приведенных к NO2 в атмосфере выработок,а_NO2=0,00025%;

 q - удельный выход выхлопных газов при нормальных атмосферных условиях, q=0,065 м3/мин.^. л. с.;

 k - Коэффициент одновременности работы и степени загрузки двигателей, зависящий от числа машин (n), эксплуатируемых в системе последовательно проветриваемых выработок, k=1;

- наибольшая суммарная мощность  одновременно работающих в горной  выработке (или в системе последовательно  проветриваемых выработок) дизельных  двигателей), ;

k₁ - коэффициент, учитывающий снижение объема выхлопных газов у дизельных двигателей с отключением цилиндров (при малой загрузке), k₁=1;