Механизация системы разработки

СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Тема дипломного проекта определена как – «Проект рудника исходя из запасов Третьего калийного пласта шахтного поля 2РУ ОАО "Беларуськалий" с обоснованием выбора варианта бесцеликовой выемки IV сильвинитового слоя».

В качестве системы разработки для бесцеликовой выемки IV сильвинитового слоя на проектируемом руднике предлагаю применить столбовую систему разработки с валовой выемкой потехнологической схеме слоевой выемки лавами переменной вынимаемой мощности.приведенной на рисунке 2.1.

Отличительной особенностью данной технологической схемы является формирование в центральной части выемочного столба наклонного (под углом 6-7°) участка лавы длиной 30 м при выходе ее с нижних (II, II-III, III) слоев суммарной мощностью 1,8-2,2 м на верхний (IV) сильвинитовый слой мощностью 1,2-1,4 м. Это предопределяет параметры и саму конструкцию лавы переменной вынимаемой мощности с расположением части лавы по выемке нижних слоев под выработанным пространством лавы по IV сильвинитовому слою. Подготовка первого выемочного столба в массиве для его отработки лавой переменной вынимаемой мощности осуществляется панельным транспортным 1', конвейерным 2' и вентиляционным 4' штреками лавы с использованием вспомогательных выработок 5', проводимых под углом 60-80° к продольной оси выемочных штреков лавы. По мере отработки выемочного столба в кровле вентиляционного 4' штрека лавы оформляется сплошная полость, обеспечивающая проветривание забоя и запасной выход. Полость шириной 0,8-1,0 м выполняется комбайном КСП-22С или щеленарезной машиной. В процессе очистной выемки штрек 4 заполняется рудой из концевой части лавы по IV сильвинитовому слою для обеспечения его безопасного перехода смежной отстающей лавой.

Лава оснащается механизированным комплексом с крепью двух типоразмеров с забойным конвейером и двухшнековым комбайном со шнеками диаметром не более 1,4 м.

Подготовка следующего выемочного столба с проведением панельных (транспортного 1, вентиляционного 3) штреков и конвейерного штрека 2 лавы под выработанным пространством по IV слою может осуществляться как и в первом столбе с проведением вентиляционного штрека 4 лавы от выработок главного направления или с поэтапным его проведением от монтажных штреков лавы к выработкам главного направления с использованием вспомогательных выработок 5 и панельного вентиляционного штрека 3 для проветривания подготовительных и очистных забоев. Поэтапная подготовка вентиляционного штрека 4 лавы дает возможность проведения вспомогательных выработок 5 в зоне с пониженным остаточным опорным давлением от смежной лавы и за счет этого повысить их устойчивость. Выбывающие из технологии подготовки вспомогательные выработки заполняют рудой от проходки вентиляционного штрека 4 лавы для обеспечения безопасного перехода их очистным забоем. При введении в эксплуатацию очередной вспомогательной выработки 5 для выдачи из лавы исходящей струи воздуха в панельном вентиляционном штреке 3 со стороны лавы возводится вентиляционная перемычка. Таким образом, панельный вентиляционный штрек служит для проветривания лавы до окончания проведения вентиляционного штрека 4 лавы. Все подготовительные выработки проводятся с оставлением в кровле сильвинита III слоя мощностью не менее 0,3 м.

1, 3 - панельные транспортный и вентиляционный штреки; 2, 4 - конвейерный и вентиляционный штреки лавы; 5 - технологические сбойки; 6 - штреки заполненные отбитой рудой.

Рисунок 2.1 – Технологическая схема отработки пласта лавой переменной вынимаемой мощности.

Механизация системы разработки

Состав очистного комплекса:

– комбайн SL300/400 – 1 шт.;

– забойная механическая крепь «Fazos-09/15.5» – 65 комплектов;

– забойная механическая крепь «Fazos-12/28» – 39 комплектов;

– крепь сопряжения «Фазос-15/31» - 3 комплекта;

– забойный скребковый конвейер СПЗ-1-228 – 1 шт.;

– штрековый конвейер СПШ-1-228 – 2 шт.;

– система охлаждения;

– насосная станция (гидрооборудование);

– система сигнализации и связи;

– система электрооборудования.

Расчет производительности очистного комплекса

Исходные данные для расчета производительности верхней лавы:

- длина лавы по слоям II, II-III и III,м L_н = 92,0

- длина лавы по слою IV,м L_в = 100,0

- длина наклонной части,м L = 30,0

- вынимаемая мощность

по слоям II, II-III и III,м m_н = 2,1

по слою IV,м m_в = 1,4

- объемный вес пород, т/м3 у = 2,11

- ширина захвата, м h = 0,8

- скорость подачи комбайна, м/мин v = 2,5

- продолжительность работы за сутки, час t = 18,0

- коэф. использования машинного времени k = 0,4

Время по добыче в сутки составляет 6 ∙ 3 ∙ 60 = 1080 мин.

Время по добыче в сутки с выполнением вспомогательных операций и предусмотренным коэффициентом на отдых составляет 16.25 часа, или

(1080 - (25 × 3) + (10 × 3)) = 975 мин,

где25 мин. - время на подготовительно-заключительные операции в
смену;

10 мин. - время на личные надобности в смену.

При выемке слоев II, II-III и III продолжительность составляет:

При выемке слоя IV продолжительность составляет:

Общее время на один цикл выемки при схеме с отгоном комбайна выемки составляет:

Σ_о = t₁+t₂+t₃+t₄+ t₅,

где: t₃ – время разделки наклонной части лавы, t₃=32 мин;

t₄ – время на зарубку «косым заездом», t₄= 21 мин;

t₅ – отгон комбайна; t₆ – время на замену зубков, t₆= 25мин.

Σ_о =37+40+32+21+20+ 25=175 мин.

Время на цикл с учетом коэффицента 10% от оперативного времени и предусмотренного на отдых, составляет:

175 × 1,1 = 192,5 мин.

Количество циклов в сутки: 975:192,5 = 5 циклов в сутки.

Выход руды с одной очистной полосы:

Q_оп = (L_н·m_н + (L+L_в)·m_в)·y·h,

Q_оп = (92·2,1+ (30+100)×1,4)×2,11×0,8 = 633 т.

Суточная производительность лавы:

Среднемесячная производительность

Q_мес = 25·Q_сут.

Q_мес = 24,5·3800 = 79125 т/мес.

Годовая производительность

Q_год = Q_мес∙12,

Q_год = 79125∙12 = 949500 т/год.

Вывод по целесообразности применения предлагаемой технологической схемы можно сделать сравнив технико-экономические показатели (годовой экономический эффект) применяемого (базового) варианта (см. п.1.8) и предложенного (проетного).

2.2 Технико-экономическое сравнение вариантов систем разработки

Расчет годового экономического эффекта от применения новых технологических процессов производится по формуле:

Э=(З₁-З₂)А₂, руб.,

где З₁ и З₂ - суммарные удельные приведенные затраты на единицу продукции или работы (суммарные удельные приведенные затраты), производимые с помощью базовой и новой техники, определяемой по формуле:

З=С+Е_нК, руб/т,

С - себестоимость единицы продукции, руб/т;

Е_н - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений (Е_н=0,15);

К - удельные капитальные вложения в производственные фонды, руб/т.

где К_m-капитальные вложения в основные фонды;

А - годовой объем производства, т.

Забойную себестоимость 1т руды рассчитываем по следующим статьям и элементам затрат:

- амортизация оборудования;

- материалы;

- электроэнергия;

- заработная плата рабочих;

-отчисления в фонд социальной защиты.

Исходные данные для расчета

Годовая производительность:

- базовый вариант:

верхняя лава - 1 062 000 т/год;

нижняя лава - 752 400 т/год;

- проектный вариант:

2 лавы - 1 899 000 т/год.