Технологии очистных работ

4.1 Выбор технологии проведения выработок

По области применения выбрать технологию проведения выработки. По справочнику [8] выбрать средства механизации (проходческий комбайн, погрузочную машину, оборудование для бурения шпуров). Перечислить технологические процессы и изобразить основные технологические процессы при проведении выработки.

Пример.

Выбрать технологию проведения выработки при следующих горно-геологических и горнотехнических условиях: наименование выработки – штрек; сечение выработки S_выр = 11 м²; коэффициент крепости пород кровли k_кр = 7, коэффициент крепости пород почвы k_п = 8; мощность пласта m = 0,7 м; угол падения пласта α = 25°.

В данных условиях целесообразно проводить выработку буровзрывным способом. Форма сечения выработки – арочная. Для бурения шпуров используем перфоратор ручной пневматический типа ПП. Для уборки горной массы применяем машину погрузочную 1ППН5.

Технологические процессы: бурение шпуров, заряжание, взрывание, установка временной крепи, уборка горной массы, установка постоянной крепи, наращивание вентиляционного трубопровода, наращивание рельсового пути.

Основные технологические процессы изображены на рис. 4.1.

а) бурение шпуров; б) взрывание, проветривание; в) уборка горной массы; г) установка постоянной крепи

Рисунок 4.1 – Технологические процессы при проведении выработки

4.2 Выбор технологии очистных работ

По области применения выбрать технологию выемки угля в лаве. По справочнику [8] выбрать средства механизации (механизированный комплекс, очистной комбайн, струг, индивидуальную крепь). Изобразить план лавы в соответствии с выбранными в п. 3 способом подготовки и системой разработки. Определить нагрузку на лаву и количество лав, необходимых для обеспечения суточной добычи шахты.

Добыча угля с цикла:

А_ц = L · m · r · γ · c, т, (4.1)

где L – длина лавы, м;

m – мощность пласта, м;

r – ширина захвата исполнительного органа выемочной машины, м;

γ – средняя плотность угля, т/м³;

c – коэффициент извлечения, с = 0,97.

Добыча угля в сутки из лавы:

А_сут.л = А_ц · n, т, (4.2)

где n – количество снимаемых полос в сутки (при челноковой схеме выемки n = 6, при односторонней n = 4).

Количество лав, необходимых для обеспечения суточной добычи шахты:

(4.3)

где А_сут – суточная добыча шахты, т.

Пример.

Выбрать технологию выемки угля в лаве при следующих горно-геологических и горнотехнических условиях: подготовка пласта – панельная; система разработки – столбовая; длина лавы L = 200 м; мощность пласта m = 0,8 м; средняя плотность угля γ = 1,5 т/м³; угол падения пласта α = 15°; суточная добыча шахты А_сут = 3000 т.

В данных условиях целесообразно для выемки угля в лаве применить механизированный комплекс 1КМ 103М. В состав комплекса входят: механизированная крепь 1МК 103М, комбайн К 103М, скребковый конвейер СП 202. Ширина захвата исполнительного органа комбайна 0,8 м. Схема выемки угля – челноковая. План лавы с выбранным оборудованием изображен на рис. 4.2.

Добыча угля с цикла:

А_ц = 200 · 0,8 · 0,8 · 1,5 · 0,97 = 190 т.

Добыча угля в сутки из лавы:

А_сут.л = 190 · 6 = 1140 т.

Рисунок 4.2 – План лавы

Количество лав, необходимых для обеспечения суточной добычи шахты:

Принимаем n_л = 3 лавы.

Задание для выполнения контрольной работы по ДИСЦИПЛИНЕ "Основы горного производства"

Исходные данные по вариантам приведены в табл. 1.

1. Рассчитать промышленные запасы и срок службы шахты.

2. Выбрать схему вскрытия, способ подготовки, систему разработки и обосновать принятые решения. На принятых схемах указать наименования выработок.

3. Рассчитать длину выработок для вскрытия угольного пласта и подготовки одной лавы. Определить общее время до начала ее пуска в работу.

4. Изобразить схемы размещения очистного и проходческого оборудования с указанием их местонахождения соответственно в лаве и проводимой выработке.

5. Рассчитать нагрузку на лаву, количество лав и распределить их по этажам, панелям и выемочным столбам при соответствующем способе подготовки.

Таблица 1 – Задания для выполнения контрольной работы

№ Варианта Показатели
Размер шахтного поля, м
по простиранию (S)
по падению (H)
Мощность наносов, м (hн)
Мощность угольных пластов, м
(m1)	0,4	1,17	0,7	1,8	0,93	0,35	0,79
(m2)	1,0	1,2	0,92	0,35	0,54	0,97	0,94
(m3)	0,3	1,45	0,3	1,4	1,02	0,82	0,98
(m4)	0,7	0,87	1,0	1,0	0,87	1,05	1,3
(m5)	1,0	-	0,75	-	-	0,74	0,87
Угол падения пластов, град. (α)
Расстояние между пластами, м
m1-m2 (ℓ1)
m2-m3 (ℓ2)
m3-m4 (ℓ3)
m4-m5 (ℓ4)		-		-	-
Годовая производственная мощность шахты, тыс.т (Агод)
Средняя плотность угля, т/м3 (γ)	1,37	1,3	1,25	1,21	1,78	1,15	1,1
Название выработки	штрек	бремсберг	квершлаг	уклон	ходок	штрек	квершлаг
Сечение выработки, м2 (Sвыр)	11,2	12,4	15,6	11,2	9,8	12,4	12,4
Коэффициент крепости пород
кровли (fкр)
почвы (fпоч)

Примечание. Длину лавы принимать в пределах 150-350м для пологих пластов и 80-130м для крутых пластов

Продолжение таблицы 1

№ Варианта Показатели
Размер шахтного поля, м
по простиранию (S)
по падению (H)
Мощность наносов, м (hн)
Мощность угольных пластов, м
(m1)	0,4	1,7	0,7	1,2	0,7	1,75
(m2)	1,8	1,54	0,89	1,15	0,85	1,3
(m3)	0,55	0,45	0,35	0,85	0,87	0,4
(m4)	1,23	1,5	1,2	0,4	0,83	0,55
(m5)	1,45	-	-	1,03	0,74	1,02
Угол падения пластов, град. (α)
Расстояние между пластами, м
m1-m2 (ℓ1)
m2-m3 (ℓ2)
m3-m4 (ℓ3)
m4-m5 (ℓ4)		-	-
Годовая производственная мощность шахты, тыс.т (Агод)
Средняя плотность угля, т/м3 (γ)	1,08	1,54	1,35	1,3	1,25	1,63
Название выработки	бремсберг	просек	уклон	разр. печь	квершлаг	бремсберг
Сечение выработки, м2 (Sвыр)	11,2	3,4	12,4	6,0	15,6	11,2
Коэффициент крепости пород
кровли (fкр)
почвы (fпоч)

Примечание. Длину лавы принимать в пределах 150-350м для пологих пластов и 80-130м для крутых пластов

Продолжение таблицы 1

№ Варианта Показатели
Размер шахтного поля, м
по простиранию (S)
по падению (H)
Мощность наносов, м (hн)
Мощность угольных пластов, м
(m1)	1,2	0,76	0,85	1,5	1,47	1,75
(m2)	1,07	0,93	0,44	0,4	0,52	0,4
(m3)	0,35	0,84	1,13	1,35	1,1	1,43
(m4)	0,98	0,39	0,5	0,47	1,36	0,39
(m5)	-	-	1,3	1,24	-	1,29
Угол падения пластов, град. (α)
Расстояние между пластами, м
m1-m2 (ℓ1)
m2-m3 (ℓ2)
m3-m4 (ℓ3)
m4-m5 (ℓ4)	-	-			-
Годовая производственная мощность шахты, тыс.т (Агод)
Средняя плотность угля, т/м3 (γ)	1,2	1,13	1,12	1,46	1,32	1,27
Название выработки	ходок	разр. печь	уклон	штрек	разр. печь	просек
Сечение выработки, м2 (Sвыр)	9,8	5,0	12,4	12,4	6,0	2,6
Коэффициент крепости пород
кровли (fкр)
почвы (fпоч)

Примечание. Длину лавы принимать в пределах 150-350м для пологих пластов и 80-130м для крутых пластов

Продолжение таблицы 1

№ Варианта Показатели
Размер шахтного поля, м
по простиранию (S)
по падению (H)
Мощность наносов, м (hн)
Мощность угольных пластов, м
(m1)	0,41	1,1	0,96	1,1	0,4	0,75
(m2)	1,05	1,25	1,35	0,9	1,5	0,3
(m3)	0,89	0,4	0,92	0,44	0,39	0,88
(m4)	1,02	1,32	1,09	1,3	1,63	0,99
(m5)	-	-	0,84	0,96	1,2	1,08
Угол падения пластов, град. (α)
Расстояние между пластами, м
m1-m2 (ℓ1)
m2-m3 (ℓ2)
m3-m4 (ℓ3)
m4-m5 (ℓ4)	-	-
Годовая производственная мощность шахты, тыс.т (Агод)
Средняя плотность угля, т/м3 (γ)	1,22	1,17	1,18	1,1	1,39	1,34
Название выработки	штрек	бремсберг	квершлаг	уклон	ходок	просек
Сечение выработки, м2 (Sвыр)	15,6	12,4	11,2	15,6	9,8	2,2
Коэффициент крепости пород
кровли (fкр)
почвы (fпоч)

Примечание. Длину лавы принимать в пределах 150-350м для пологих пластов и 80-130м для крутых пластов