Определение наклонной высоты этажа (яруса) и длины действующих очистных забоев

Цель и задачи занятия. Познакомить с одним из способов расчета определения линии очистных забоев, высоты этажа (яруса).

Теоретические основы выполнения работы. Для выполне­ния запланированного уровня добычи угля и обеспечения устойчивой и ритмичной работы шахты необходимо иметь определенную линию очистных забоев, которая, согласно су­ществующим положениям, должна состоять из действующих, резервно-действующих и резервных забоев.

Под действующими забоями понимают такие, которые ра­ботают полное число рабочих смен в сутки (обычно три сме­ны по 6 ч и реже —две смены).

Резервно-действующими забоями называют такие, кото­рые работают неполное число рабочих смен в сутки и пред­назначены для компенсации потерь добычи угля при выходе из строя или вынужденных простоях части действующих лав. Согласно Правилам технической эксплуатации (ПТЭ) необ­ходимо планировать работу в одну смену одного забоя из 5—6 действующих в благоприятных горно-геологических ус­ловиях и из 3—4—при разработке пластов в сложных и из­меняющихся горно-геологических условиях.

Резервными называют оборудованные и подготовленные к работе, но неработающие или периодически вводимые в ра­боту очистные забои. Резервные лавы необходимо прини­мать на пластах с низким уровнем механизации, например, при выемке угля отбойными молотками, буровзрывным спо­собом, с креплением забоев индивидуальными стойками. Для ввода таких лав в работу не требуется больших затрат вре­мени.

Действующую линию очистных забоев по каждому из принятых к одновременной разработке пластов в шахтном поле определяют по формуле

где —годовая производственная мощность шахты, т;

—коэффициент, учитывающий добычу угля из очистных забоев; для тонких и средней мощности пластов, разрабаты­ваемых длинными очистными забоями с проведением подго­товительных выработок узким забоем, =.1, широким забо­ем— =0,9; при разработке короткими лавами необходи­мо производить расчет по формуле

где —длина лавы, м; —суммарная ширина штреков, примыкающих к лаве, в плоскости пласта, м; —коэффи­циент добычи угля из действующих очистных забоев в обще­шахтной добыче, определяемый по формуле:

где и —число смен работы в сутки по добыче угля соответственно действующих и резервно-действующих лав; и —соответственно общее число лав по шахте и число резервно-действующих лав. Согласно регла-ментациям ПТЭ о резервных забоях будем иметь:

при благоприятных горно-геологических условиях разра­ботки пластов и трех сменах по добыче угля в сутки

при неблагоприятных горно-геологических условиях

—годовое подвигание действующей линии очистных забоев по шахте, м; оно определяется по формуле

где N— число рабочих дней в году (N==300 дней); r—шири­на вынимаемой полосы угля в забое за один цикл, м; — количество циклов в забое за сутки; k — коэффициент, учиты­вающий влияние горно-геологических условий на ритмичность работы лавы, (k==0,85 0,95).

Если шахта разрабатывает одновременно несколько пла­стов с различными скоростями подвигания забоев по пластам, то необходимо принимать средневзвешенное подвигание за­боев по шахте, которое определяют по формуле

где —годовое подвигание линии действую­щих очистных забоев по одновременно разрабатываемым пла­стам мощностью соответственно , м; — суммарная производительность одновременно разрабатывае­мых пластов, т/м2,

где —-суммарная мощность одновременно разрабатывае­мых пластов (средняя), м; —средняя плотность угля, т/м3;

С — коэффициент извлечения угля в очистных забоях (C=0,95 0,97).

Действующая линия очистных забоев по шахте

где —число одновременно разрабатываемых пластов.

Общее число действующих лав по шахте при средней длине лавы :

Согласно ПТЭ принимают число резервно-действующих забоев по шахте .

Суммарная длина резервно-действующей линии очистных забоев

Общее число лав по шахте

Длина общей линии очистных забоев по шахте

Средняя производительность пласта в группе одновремен­но разрабатываемых пластов

Суточная нагрузка на действующий очистной забой при выполнении принятого графика работы по пластам

На такую нагрузку на лаву по каждому пласту необхо­димо вести расчет технических средств, обслуживающих лаву.

Максимально возможная суточная добыча шахты при ус­ловии одновременной работы всех действующих и резервно-действующих лав

Коэффициент резерва производственной мощности шахты по очистным работам

Среднегодовое подвигание общей линии очистных забоев по шахте

Такое подвигание надо принимать при построении кален­дарных планов разработки пластов.

Определив общее число лав по шахте, производят раз­мещение их в пределах этажа, яруса или горизонта (при выемке лавами по восстанию или падению), учитывая в каж­дом конкретном случае особенности вскрытия, подготовки и системы разработки пластов.

Высоту этажа или яруса определяют по формуле

где —число лав в этаже или ярусе, расположенных друг под другом по линии падения; —суммарная высота це­ликов по линии падения, оставляемых в этаже или ярусе над откаточными или под вентиляционными штреками, а так­же между этажами и подэтажами или ярусами и подъярусами, м; —суммарная ширина штреков и просеков в эта­же или ярусе в плоскости пласта, м.

Пример. Определить необходимую линию очистных забоев и произвести ее размещение в шахтном поле, выбрав способ подготовки пластов и рассчитав наклонную высоту этажа (яруса) для следующих условий.

Годовая производственная мощность шахты =2000000 т. Шахта разрабатывает два пласта мощностью =0,8 м и ==1,2 м со средней плотностью угля = ==1,32 т/м3. Угол падения пластов ==15°; ширина захвата комбайна r==0,63 м; количество циклов в сутки ==6 при трехсменном режиме по добыче угля; длина лавы ==180 м. Штреки проводят узким забоем; над откаточным и вентиля­ционным штреками целиков не оставляют; размер целика между этажами (ярусами) ==15 м. Горно-геологические условия разработки пластов благоприятные.

Решение. Коэффициент добычи угля из действующих очи­стных забоев, определенный по формуле (2.3), =0,93 (среднее значение).

Суточное подвигание действующей лавы

Годовое подвигание действующей линии очистных забоев определим по формуле (14.4):

Суммарная производительность одновременно разрабаты­ваемых пластов

Коэффициент извлечения угля в очистных забоях С==0,96. Действующая линия очистных забоев:

по каждому пласту

по шахте

Общее число действующих лав по шахте

Суммарная длина действующей линии очистных забоев по шахте (принимаемая) =8 180=1440 м.

Принимаем две резервно-действующие лавы по шахте, т.е.

Суммарная длина резервно-действующей линии очистных забоев =2 180=360 м.

Общее число лав:

по шахте

по каждому пласту

Длина общей линии очистных забоев по шахте =1440+360=1800 м.

Средняя производительность пласта в группе одновремен­но разрабатываемых пластов

Суточная нагрузка на очистной забой при выполнении принятого графика работы по пластам:

Максимально возможная суточная добыча шахты при условии одновременной работы всех действующих и резервно-действующих лав и полного числа рабочих смен

Коэффициент резерва производственной мощности, шахты по очистным работам

Среднегодовое подвигание общей линии забоев по шахте

Исходя из общего количества лав по пластам ( =5), принимаем панельную подготовку. На каждом пласте одновременно в работе будут находиться две панели. В одной панели размещаются две, а во второй—три лавы (одна из них резервно-действующая). Для более или менее равно­мерной отработки панели резервно-действующую лаву мож­но располагать поочередно в каждой из панелей. Наклонная высота яруса при =7 м составит

Случай с расположением действующей и резервно-дейст­вующей лав в панели одна под другой следует рассматривать как одновременную разработку двух ярусов (а не с разделе­нием яруса на подъярусы) с той же высотой =202 м.

Графическое изображение данного примера при панель­ной подготовке шахтного поля и отработке угольного пласта длинными столбами по простиранию представлено на рис. 14.1.

Содержание и порядок выполнения работы

По данным горно-геологическим условиям (табл. 14.1) студенты осуществляют теоретический расчет, обосновывают способ подготовки шахтного поля и размещение лав согласно ПТЭ.

Приводится графическая интерпретация технологической схемы шахтного поля по одному из пластов согласно расчету и дается краткий анализ по работе.

Контрольные вопросы

1. Какие забои называются резервно-действующими?

2. Что понимают под действующими забоями?

3. Назовите технологические параметры, которые влияют на высоту этажа (яруса).

4. Почему согласно ПТЭ в одной панели одновременно могут вестись работы не более чем в четырех лавах?

5. На какое количество пологих пластов необходимо ори­ентироваться при одновременной их разработке?

Таблица 14.1

Варианты исходных данных

	Годовая производ­ственная мощность шахты, т	Мощность разрабатывае­мых пластов (начиная с пласта ), м	Средняя плотность угля, т/м3	Угол падения пласта, грд.	Максимально возможная по условиям вентиляции су­точная нагрузка на лаву (начиная с пласта ), т	Длина лавы по пластам (начиная с пласта ), м	Размер шахтного поля по прости­ранию, м	Горно-геологичес-кие условия разработки
1 | 1200000	1,0; 0,7; 1,4	1,3		800; 500; 1000	180;150; 200		Благоприятные
		1,25	1,28		Не ограничена			То же
	1 500000	1,7; 1,9	1,35		То же	170; 170
		1,3; 0,8; 0,9	1,32		700; 450; 500	Все 180		Неблагоприятн.
		2,2	1,2	0-2	Не ограничена			То же
		1,5;2,4;0,9; 1,2	1,4		1000;400;700;8000	200;180;140;180		Благоприятные
		0,8; 0,9	1,3		Не ограничена	Все 160		То же
		1,1; 1,0	1,36		850; 700	Все 190		Неблагоприятн.
		1,25; 1,7; 0,9	1,4		Не ограничена	Все 180		Благоприятные
		2,0	1,35		То же			То же
		0,8; 1,8	1,3		500; 1000	150; 170
	12)0000	1,4	1,5
		1.9	1,25		Не ограничена			Неблаг. ^'благоприятные
		0,65;1,0;1,0;0,9 0,9	1,5		300; 500; 600; 400	140; 170; 170;		То же
								Благоприятные
		2,6; 1,0; 1,4	1,34		Не ограничена	190; 170; 190
		0,8; 1,15	1,6		600; 900	150; 180		То же
		0,85; 0,9; 1,1	1,3		650; 700; 850	Все 180		Неблагоприятные
		0,65; 1,3	1,3		Не ограничена	120; 200		Благоприятные
		1,35; 0,8; 1,0	1,38		1000; 500; 750	Все 160		То же
		1,8; 1,15	1,32		Не ограничена	Все 170