Характеристика отрабатываемых угольных пластов на шахте
Очистные и подготовительные работы на шахте
Подготовка пластов объединенного уклонного поля принята проходкой четырех уклонов (восточного и западного путевых, конвейерного и людского), проходимых по каждому пласту от квершлагов блока № 4 гор.+70 до вентиляционного ствола блока № 4 и делящих уклонное поле надва крыла - восточное и западное.Все уклоны проходятся сечением в свету 18,4 м2 и крепятся арочной металлической крепью из СВП-27 с железобетонной затяжкой.
В дальнейшем, при подготовке гор.-210м, уклоны продляются до квершлагов этого горизонта.На фланге восточного крыла уклонного поля от пластовых околоствольных дворов блока № 5 по каждому отрабатываемому пласту в целике под р.ЮжныйОльжерас проходятся фланговые штреки, на фланге западного крыла - фланговые уклоны.
Фланговые штреки и уклоны проходятся сечением в свету 14,9 м , крепятся арочной металлической крепью из СВП-27 с железобетонной затяжкой.
Подготовка выемочных столбов предусматривается спаренными штреками - конвейерным ивентиляционным,закрепленным анкерной крепью, при отработке столбов конвейерный штрек погашается. Для изолированного отвода метановоздушной смеси из выработанного пространства предусматривается проходка газодренажного штрека, который проходится параллельно погашаемому конвейерному штреку вслед за подвига-нием очистного забоя вышележащего выемочного столба. Целик между газодренажным и погашенным конвейерным штреком составляет 5-7м.Для обеспечения производственной мощности шахты 7.5 млн.тонн в год. проектом принято иметь в одновременной работе три очистных забоя на производительных пластах, принятых к первоочередной отработке - 6-6а, 7-7а,10.
Производственная мощность шахты 7,5 млн.т угля в год, исходя из принятых нагрузок с учетом потерь времени на перемонтаж комплексов, обеспечивается одновременной работой трех очистных забоев, оборудованных механизированными комплексами "Longwall", размещенных на пластах 6-6а, 7-7а, 10.
Средняя нагрузка на очистной забой составит при этом 8333 т/сутки.
Проходку подэтажных штреков намечается осуществить проходческими комбайнами "BolterMiner" с навесным оборудованием для установки анкерной крепи, уклонов - комбайнами АМ-75, квершлагов - АМ-85, газодренажных штреков - ГПКС.Транспорт отбитой горной массы осуществляется двумя электрическими самоходными вагонетками 10SC32Bс выгрузкой их на штрековый ленточный конвейер, по которому горная масса выдается на общешахтную конвейерную линию.
Доставка материалов в подготовительные забои осуществляется дизельной доставочной машиной на пневмоходу фирмы "Eimco".
Проектом приняты следующие скорости проведения выработок:
—подэтажные штреки - 500 м/мес;
—уклоны - 250 м/мес;
—квершлаги - 150 м/мес.
Для восполнения очистного фронта в одновременной работе необходимо иметь 8 подготовительных забоев, из них 3 забоя по проходке подэтажных штреков, 3 забоя по проходке газодренажных штреков, 1 забой для проходки уклонов и 1 забой для проходки квершлагов.
Все подготовительные забои оборудуются системами пылеулавливания.
Проектом предусматривается проходка штреков по всем пластам и уклонов по пластам 6-6а и 7-7а без присечки боковых пород, уклонов по пласту 10 -с присечкой боковых пород до 30-40%. Раздельная выемка угля и породы не предусматривается в связи с малым объемом породы от присечки в общей добыче и незначительным увеличением зольности добываемого угля.
Добыча из подготовительных забоев составит 500 тыс.тонн в год.
Порода от проходки полевых подготовительных выработок в количестве 1000 тонн в сутки транспортируется к вентиляционному стволу, по которому выдается на поверхность.
На шахте с применением отечественным оборудованием для обеспечения мощности 7,5 миллионов тонн угля в год принято пять очистных забоев, оборудованных механизированными комплексами, выпускаемыми заводами ВПК-КМ142, КМ 144, KM 138, и 2 комплекса Английской фирмы «Джой» (JOY) – «Лангвол».
Схема энергоснабжения шахты
В настоящее время внешнее электроснабжение шахты осуществляется напряжением 110 киловольт от ПС 220/110 кВ "Междуреченская" по двух цепной ВЛ-110 кВ на металлических опорах, протяженностью 17 километров, проводом АС-150.
Для распределения электроэнергии по потребителям шахты на главной промплощадке шахты и на площадке угольного техкомплекса сооружены две подстанции 110/6 кВ "Распадская-2" и "Распадская-1", которые оборудованы силовыми трансформаторами мощностью соответственно 2х16 и 2х25 МВА.
Кроме того, от этой же ВЛ-110 кВ подключена еще одна ПС 110/35/6 кВ "Распадская-3" разреза "Ольжерасский" с расчетной нагрузкой 6000 киловатт.
Суммарная существующая нагрузка шахты составляет 25200 киловатт и распределяется по подстанциям следующим образом:
—ПС 110/6 кВ "Распадская-1" — 8350 кВт;
—ПС 110/6 кВ "Распадская-2"— 16850 кВт.
От ПС 110/6 кВ "Распадская-1" напряжением 6 киловольт запитываются все потребители шахты на площадке угольного технологического комплекса, а также ЦОФ "Кузбасская" с расчетной нагрузкой 23200 киловольт.
Все остальные потребители шахты, включая подземные, запитаны напряжением 6 киловольт от ПС 110/6 кВ "Распадская-2":
—потребители блока 4 непосредственно кабелями 6 киловольт;
—ЦРП-6 кВ блока 3 и 5 двумя двухцепными линиями 6 киловольт на каждый блок.
В связи с ростом электрических нагрузок по шахте предусматривается выполнить реконструкцию ПС 110/6 кВ "Распадская-2" с установкой на ней силовых трансформаторов 110/35/6 кВ мощностью 2х25 МВА и пристройкой крыла 35 киловольт на 6 линейных ячеек.
3. В связи с отсутствием прироста нагрузок электроснабжение блока № 3 сохраняется по существующей схеме напряжением 6киловольт от ПС 110/35/6 кВ "Распадская-2".
Питание площадок вентиляционных стволов блока 4 и блока 5 предусматривается напряжением 35 киловольт от ПС 110/35/6 кВ "Распадская-2".
На промплощадке вентиляционного ствола блока 4 сооружается ПС 35/6кВ с силовыми трансформаторами мощностью 2х10 МВА.
На промплощадке блока 5 сооружается ПС 35/6кВ с силовыми трансформаторами мощностью 2х6,3 МВА.
Питание проектируемых ПС 35/6 кВ предусматривается напряжением 35 киловольт от ПС 110/35/6 кВ "Распадская-2" двумя одноцепными ВЛ-35 кВ, проводом АС-120:
—ПС 110/35/6 кВ "Распадская-2" - ПС 35/6 кВ блока 5 (2х2,8 километра);
—ПС 110/35/6 кВ "Распадская-2" - ПС 35/6 кВ вентиляционного ствола блока 4 (2х4,5 километра),
6. Для выполнения требований РТМ 12.25.002-84 по выполнению обособленного питания подземных токоприемников и ограничения мощности короткого замыкания на шинах подземных подстанций проектом предусматривается установка разделительных трансформаторов напряжением 6/6,3 кВ мощностью:
— на ПС 110/35/6 кВ "Распадская-2" - 2х6,3 МВА;
—на ПС 35/6 кВ вентиляционного ствола блока № 4 - 2х6,3 МВА;
—на ПС 35/6 кВ блока № 5 - 2х4,0 МВА (2х1,6МВА).
Расход электроэнергии и годовое потребление шахты определено:
—вариант с применением импортного оборудования - 148610 тысяч киловатт часов; удельный расход электроэнергии на тонну угля - 19,8 киловатт час на тонну.
Годовое электропотребление по шахте определено исходя из следующих условий:
— число рабочих дней в году - 300;
— число рабочих смен в сутки - 3;
— продолжительность рабочей смены на подземных работах - 6 часов; на поверхности - 8 часов;
— производственная мощность шахты - 7,5 милионнов тонн в год.
Распределительные устройства 6 киловольт и ПС 6/0,4 кВ для питания низковольтных потребителей промплощадок настоящим проектом предусматривается реконструкция и сооружение комплектных РУ-6 кВ и ПС 6/0,4 кВ в количестве 13 (в варианте с применением импортного оборудования).
Трассы проектируемых ВЛ 110, 35 и 6 киловольт проходят по землям города Междуреченска, Междуреченского лесхоза и горному отводу шахты Распадская с использованием целиков под существующие и проектируемые инженерные коммуникации.
Общая протяженность проектируемых линий электропередач:
—ВЛ-110 кВ составляет 17,1 километра (на металлических опорах);
—ВЛ-35 кВ - 14,6 километра (на металлических опорах);
—ВЛ-6 кВ -17,8 километра (на железо-бетонных опорах);
—КЛ-6 кВ - 7,9 километра.
Все воздушные линии электропередачи выполняются в одноцепном исполнении.
Электроснабжение подземных токоприемников осуществляется напряжением 6 киловольт и 660 вольт через участковые передвижные подземные подстанции, которые в свою очередь получают питание от центральной подземной подстанции и центральных распределительных пунктов соответствующего блока и пластов.
Настоящим проектом электроснабжение шахты сохраняется полностью по существующей схеме.
В связи с проходкой новых выработок и нарезкой добычных участков дополнительно предусматривается сооружение центральных распределительных подстанций 6 киловольт (ЦРП), распределительных подземных пунктов 6 киловольт (РПП-6) и передвижных подстанций. Питание вновь сооружаемых ЦРП-6 и РПП-6 предусматривается от поверхностных подстанций по самостоятельным кабельным линиям.
ЦРП-6 и РПП-6 оборудуются ячейками типа КРУВ-6, ЦРП-6 размещаются на путевом и конвейерных квершлагах горизонта плюс 70 метров, а РПП-6 - в сбойках бремсбергов и уклонов, у камер перегрузок, в конвейерных штреках.
Для питания насосов главного водоотлива в блоке с насосной на горизонте минус 210 метров предусматривается РПП- 6 кВ на 12 ячеек типа КРУВ-6.
Объемы добычи угля
В настоящее время на шахте Распадская находится в работе три действующихочистных забоя объем общей ежемесячной добычи которых составляет 610000 т/месс.
На пласту 7-7а находится в работе лава 5а-7-30 с месячным объемом добычи из очистного забоя 220000 тыс. т/мес и суточным объёмом добычи 7500 т/сут.
На пласту 9 находится в работе лава 4-9-20 с суточным объемом добычи 7000 т/сут и месячным объемом добычи из очистного забоя составляет 210 тыс.т/мес.
Напласту 10 находится в работе лава 5а-10-20 с месячный объем добычи составляет 180 тыс. т/мес. а, суточный объем добычи из очистного забоя составляет 6000 т/сут.
Таблица 4 - Численность работников участка и фонд заработной платы
| Группы и категории трудящихся | Среднеспис. численность, чел. | Средний заработок за месяц, руб. | Фонд зарплаты за месяц, руб. |
| 1. Рабочие на очистных работах | |||
| 2. Электрослесаря | |||
| 3. ГРП | |||
| 4. МПУ | |||
| 5. Рабочие шахтной поверхности | |||
| 6. Ученики | |||
| 7. Всего трудящихся |
Фз.р. =2096460 руб.
Себестоимость одной тонны добычи по элементу «Затраты на оплату труда» определяется делением фонда месячной заработной платы по участку на месячную добычу.
руб/т
13.3 Расчет себестоимости 1 тонны угля по элементу «Отчисления на социальные нужды»
ССОЦ.СТР = 0,441*Соплтр, руб./т; (9)
ССОЦ.СТР = 0,441×6,54 = 2,88 руб./т.
13.4 Расчет себестоимости 1 тонны угля по элементу «Вспомогательные материалы»
руб/т, (10)
где Звсп.мат – затраты на вспомогательные материалы, руб.
Расчет затрат на вспомогательные материалы сводиться в
таблице 5
Таблица 5 – Расчет затрат на вспомогательные материалы
| Наименование материала | Ед. изм. | Расход на 1000 т. | Расход на месяц | Цена ед., руб. | Затрат в мес., руб |
| Лесные материалы | м3 | 0,36 | |||
| Присадки | кг | ||||
| Масло | т | 1,8 | |||
| Итого | |||||
| Неучтенные материалы 10% | |||||
| Всего |
руб/т.
13.5 Расчет себестоимости 1 тонны угля по электроэнергии
Себестоимость 1 тонны угля по электроэнергии рассчитывается по двуставочному тарифу и определяется:
руб/т, (11)
где Ззаяв – затраты на заявленную мощность двигателей, руб;
; (12)
где 
=2844,6 кВт;
Ц =100 рублей в год/1кВт – цена 1 киловатта электроэнергии за год.
n – количество рабочих дней.
(13)
Зп – затраты на потребление электроэнергии, руб., представлены в таблице 6
Таблица 6 – Расчет затрат на электроэнергию в сутки
| Наименование потребителей | Кол-во | Мощн. эл.дв., кВт | Время работы, час. | Расход электр., кВт-час/сут | Цена 1кВт/час, руб | Затраты, руб/сутки |
| Комбайн 6LS3 | 1,2 | |||||
| Конвейер AFS | 1,2 | |||||
| Перегружатель SBL | 1,2 | |||||
| Дробилка | 1,2 | |||||
| Насос PPS-09 | 1,2 | 7257,6 | ||||
| Итого | 55857,6 | |||||
| Неучтенные расходы 10% | 258,6 | 4654,8 | 5585,76 | |||
| Всего | 2844,6 | 51202,8 | 61443,36 |
Зп =61443,36
руб/т.
13.6 Расчет себестоимости 1 тонны угля по элементу «Амортизация».
руб/т; (14)
Расчет амортизационных отчислений на оборудование приведен в таблице 7.
Таблица 7 – Расчет амортизационных отчислений
| Наименование оборудования | Кол-во | Балансовая стоимость, руб | Общая стоимость, руб | Месячная норма аморт., % | Сумма амортиза-ционныхотчислений,руб |
| Комплекс JOY | 1,85 | ||||
| Комбайн 6LS3 | 1,85 | ||||
| Конвейер AFS | 2,7 | ||||
| Перегружатель SBL | 1,67 | ||||
| Дробилка | 1,67 | ||||
| Насос PPS-09 | 2,78 | ||||
| Итого | |||||
| Неучтенные расходы 10% | |||||
| Всего |
руб/т.
Показатели работы проектируемого участка и себестоимость угля по всем элементам сводится в таблице 8.
Таблица 8 – Показатели работы проектируемого участка и себестоимость одной тонны угля
| Показатели | Единица измерения | По проекту |
| Добыча угля: - суточная - месячная | т т | |
| Производительность труда рабочего на выход | т/вых | 315,7 |
| Месячная производительность труда | т/мес-чел | 2974,8 |
| Затраты на оплату труда | руб/т | 6,54 |
| Отчисления по соц. нужды | руб/т | 2,88 |
| Материальные затраты: | ||
| вспомогательные материалы | руб/т | 6,06 |
| затраты на электроэнергию | руб/т | 5,29 |
| Амортизация основных фондов | руб/т | 44,07 |
| Себестоимость 1 тонны угля | руб/т | 64,84 |
Себестоимость 1 тонны угля по участку составляет 64,84 руб/т.
13.7 Расчет себестоимости 1 тонны угля подготовленных запасов по проектному участку
Себестоимости 1 тонны угля подготовленных запасов по проектному участку рассчитывается:
руб/т, (15)
где Зг.в. - затраты на проведение горноподготовительных выработок, руб;
Апр.у. – объем добычи из проектируемого участка, т.
,т, (16)
где Lст = 2840 м – длина выемочного столба;
Lл = 250 м – длина лавы;
m = 4,46 – вынимаемая мощность пласта;
g = 1,35 т/м3 – плотность угля
т
Расчет затрат на проведение подготовительных выработок, оконтуривающих выемочный участок, сводится в таблицу 9.
Таблица 9 – Расчет затрат на проведение подготовительных выработок
| Наименование выработок | Сечение выработки в свет, м2 | Протяженность,м | Себестоимость 1 п.м. руб/м | Затраты, руб |
| Вентиляционный штрек | ||||
| Конвейерный штрек | ||||
| Разрезная печь | 19,25 | |||
| Монтажная камера | 26,76 | |||
| Всего |
руб/т.
13.8 Расчет себестоимости 1 тонны угля на монтаж и демонтаж оборудования проектируемого участка
Расчет себестоимости 1 тонны угля на монтаж и демонтаж оборудования проектируемого участка рассчитывается по формуле:
руб/т (17)
где Зм.д. =108374826 рублей – затраты на монтажные работы всего оборудования по участку составляют 15 процентов от стоимости оборудования.
руб/т.
13.9 Показатели использования основных фондов
Фондоотдача основных фондов:
т/тыс.руб, (18)
где Фосн =2330927 т.р.– среднегодовая стоимость основных производственных фондов.
т/тыс.руб.
Фондоемкость определяется по формуле:
тыс.руб/т, (19)
тыс.руб/т.
Фондовооруженность труда рабочих:
тыс.руб/чел.год, (20)
тыс.руб/чел.год.
13.10 Полная себестоимость 1 тонны угля по участку в целом
Полная себестоимость 1 тонны угля по участку в целом рассчитывается по формуле:
(21)
Общая себестоимость 1 тонны угля по участку в целом равняется 95,23 рублей за 1 тонну угля.
Список литературы
1. Подземная разработка месторождений полезных ископаемых: Часть 1. Вскрытие и подготовка шахтных полей угольных месторождений: Учебник для вузов / Л.А.Пучков, Ю.А.Жежелевский , О.В. Михеев , В.Г. Лаврик , В.Н. Фрянов. – М.: Из-во ОО «Международная академия связи», 2005. – 271с.
2. Нормы технологического проектирования угольных и сланцевых шахт. ВНТП I-86. - М.: Минуглепром СССР, 1986 - 62 с.
3. Правила безопасности в угольных шахтах (ПБ 05-618-03). Серия 05. Выпуск 11 / Колл.авт. – М.: Государственное унитарное предприятие «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», 2003. – 296с.
4. Домрачев А.Н. Освоение угленосных складчатых структур в сложных горно-геологических условиях: Монография / А.Н. Домрачев. – Кемерово: Кузбассвузиздат, 2002. – 162с.
5. Ногих С.Р. Воспроизводство шахтного фонда действующих, строящихся и восстанавливаемых шахт: Монография / С.Р. Ногих; Под редакцией В.Н. Фрянова. – Томск: Издательство Томского университета, 2002. – 240с.
6. Отраслевая методика определения плановых и фактических показателей экономической эффективности внедрения научно-технических мероприятий в угольной промышленности. М., 1983 г.
7. Организация, планирование и управление производством в горной промышленности. Под ред. Н.Я. Лобанова. М., Недра, 1989.
Характеристика отрабатываемых угольных пластов на шахте
1.1 Типография и геология
Шахта «Распадская» расположена в юго-западной части Томь-Усинского геолого-экономического района Кузбасса. С запада, востока и севера шахтное поле ограничено детально разведанными участками: Распадским, Береговым, Распадским XII и Распадским VI-VII-VIII; с юга примыкают безугольные отложения нижних горизонтов ильинскойподсерии.
Рельеф шахтного поля характеризуется большой расчлененностью глубокими логами и долинами рек Ольжерас, Чебол-Су, Еловая, Крутая, Глухая. Рыхлые четвертичные отложения развиты по всей площади шахтного поля и представлены главным образом делювиальными суглинками и глинами с включениями слабообкатанной гальки и щебня коренных пород. Юрские отложения на площади шахтного поля залегают в границах блока 2, в западной части блока 3 и отдельными пятнами на уклонных полях блоков 4 и 5. Мощность юрских отложений колеблется от 0 до 280 м. По сложности геологического строения участок относится ко второй группе, юго-западная часть – к третьей. Угленосные отложения шахтного поля относятся к кольчугинской серии верхнепермского возраста. Подразделяются они на две подсерии– ильинскую и ерунаковскую.
Основной угленосной толщей шахтного поля является ильинскаяподсерия, которая подразделяется (снизу вверх) на казанково – маркинскую и ускатскую свиты. Отложения ерунаковскойподсерии встречаются на небольшой площади в северо-восточной части поля и представлены нижними горизонтами ленинской свиты.
Угленосные отложения включают 37 пластов угля, 34 из них имеют промышленное значение. Мощные пласты (9-10, 7-7а, 6-6а) и пласты средней мощности (12, 11, 10, 9, 3-3а) отрабатываются шахтой.
Пласты угля подвержены значительным изменениям, выражающимся в уменьшении их мощности до нерабочей (16а, 14, 13а, 3а, 3), а участками до полного выклинивания. Наблюдается расщепление пластов 15 и 7-7а по простиранию с северо-востока на юго-запад, а пласта 3-3а по падению. Некоторые из них –15 и 7, в свою очередь, расщепляются на отдельные слои (соответственно на верхнюю почку 15, и 7 на верхнюю и нижнюю пачку).
Поле шахты «Распадская» расположено в пределах крупной складчатой структуры – зоны Западного моноклинала и характеризуется преимущественно пологим (5-10 градусов) залеганием пород и северо-западным простиранием по азимуту 330-340 градусов.
Тектоническое строение сложное. Всего прослежено 206 дизъюнктивных нарушений, из них 81 нарушение имеют амплитуду смещения от 1 до 9,9 метра, редко 30 метров. Значительное развитие имеют малоамплитудные разрывы. На пластах проявляется пологая пликативная складчатость.
По сложности геологического строения поле шахты относится к месторождениям сложного строения.
Вмещающие породы представлены преимущественно песчаниками и алевролиты, в меньшей степени аргиллитами и углистыми аргиллитами.
Согласно прогнозу потенциальной выбросоопасности угольных пластов шахты «Распадская», выполненному институтом ВостНИИ, критическая глубина возможного проявления внезапных выбросов составляет 200-260 метров от дневной поверхности, а пласты 6-6а, 7-7а, 9, 10 отнесены к угрожаемым по внезапным выбросам с глубины 260 метров. Все пласты угля относятся к опасным по проявлению горных ударов с глубины 150 метров.
Угли всех пластов относятся к опасным по самовозгоранию, а также по взрывчатости угольной пыли.
Содержание свободной двуокиси кремния в углях составляет от 4,2 до 6,4 процента, в породных прослоях пластов и вмещающих пород от 39,6 до 51,4 процента, в связи с чем породы являются силикозоопасными.
Естественная радиоактивность угля и пород по данным гамма каротажа низкая и не превышает естественного фона.
Таблица 1 – Характеристики рабочих пластов
| № | Мощ-ность, м. | Угол паден., град. | Наличие породных прослоев | Мощность породных прослоев | Баланс.запасы, Тысяч т. | Марка |
| 3-3а | 1,8¸2,6 | 6¸8 | Отсутствуют | - | Ж | |
| 6-6а | 3,5¸5,5 | 6¸8 | Присутствуют | 0,1¸0,87 | ГЖ | |
| 7-7а | 2,36¸4 | 6¸8 | Отсутствуют | - | ГЖ | |
| 1,8¸5 | 6¸8 | Присутствуют | 0,1¸0,3 | ГЖ |
1.2 Категория шахты по газу и пыли
Природная газоносность угольных пластов изменяется от 3,8 до 24 метров кубических на тонну. Абсолютноегазовыделение шахты составляет 140,9 метров кубических в минуту. Шахта относится к сверхкатегорной по естественному выделению газа метана.
Вмещающие породы также газо-насыщенные. Углистые аргиллиты и алевролиты имеют газоносность от 3,3 до 6,7 метров кубических на тонну, песчаник – от 0,5 до 1,1 метров кубических на тонну.
Согласно прогнозу потенциальной выбросоопасности угольных пластов шахты "Распадская", критическая глубина возможного проявления внезапных выбросов – от 200 до 260 метров от дневной поверхности, а пласты 6-6а, 7-7а, 9, 10 отнесены к угрожаемым по внезапным выбросам с глубины 260 метров. Все пласты угля относятся к опасным по проявлению горных ударов с глубины 150 метров.
Угли всех пластов относятся к опасным по самовозгоранию, а также по взрывчатости угольной пыли.