- •Введение
- •1 Характеристика горно-геологических условий разрабатываемого участка
- •2 Выбор типа и типоразмера крепи и выемочно-транспортного оборудования
- •3 Расчет скорости подачи комбайна
- •4 Проектирование конструкций сопряжений лавы с выемочными выработками
- •5 Установление нагрузки на очистной забой
- •6 Установление графика организации работ в течение суток
- •7 Разработка мероприятий по разупрочнению пород основной кровли
- •8 Экономика и организация труда в очистном забое
- •Определение объемов работ за цикл
- •9 Мероприятия по технике безопасности и охране труда в очистном забое
- •Перечень ссылок
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра строительства шахт и подземных сооружений
ПОЯСНИТЕЛЬНА ЗАПИСКА
к курсовой работе «Буровзрывные работы» (дисциплины «Процессы проведения горных работ»)
Д90303.45.361 КП
Руководитель ___________________________ Н.Н. Малышева
(подпись) (дата)
Разработал ст. гр. УГП-12 ________________________Н.В. Сулимов
(подпись) (дата)
Донецк 2014
РЕФЕРАТ
Пояснительная записка контрольной работы: 44 стр., 7 источников., 5 таблиц. Цель работы – оценив конкретные горно-геологические условия и горнотехнические условия отработки угольных пластов, с точки зрения процессов выполняемых в очистном забое, выбрать и обосновать наиболее прогрессивные и эффективные технологические решения. Задачи работы – спроектировать организацию работы очистного забоя, изучить все возможные виды и тонкости выемки полезного ископаемого, изучены принципы действия различных выемочных машин и механизированных крепей. Методы исследования – метод инженерного анализа, технико–экономических расчетов.
| ||||||||||||
|
|
|
|
|
Д90303.45.361 КП | |||||||
|
|
|
|
| ||||||||
Сод |
Лист |
№ Документа |
Подпись |
Дата | ||||||||
Выполнил |
Сулимов Н.В. |
|
|
|
Буква |
Лист |
Листов | |||||
Консульт. |
Малышева Н.Н. |
|
|
|
У |
|
2 |
44 | ||||
Руководит |
Малышева Н.Н. |
|
|
ДонНТУ, каф.РПМИ, гр. УГП-12 | ||||||||
Н.контр. |
|
|
| |||||||||
Зав. Каф. |
|
|
|
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 4 1 ХАРАКТЕРИСТИКА ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ РАЗРАБАТЫВАЕМОГО УЧАСТКА 5 2 ВЫБОР ТИПА И ТИПОРАЗМЕРА КРЕПИ И ВЫЕМОЧНО-ТРАНСПОРТНОГО ОБОРУДОВАНИЯ 6 3 РАСЧЕТ СКОРОСТИ ПОДАЧИ КОМБАЙНА 13 4 ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ СОПРЯЖЕНИЙ ЛАВЫ С ВЫЕМОЧНЫМИ ВЫРАБОТКАМИ 18 5 УСТАНОВЛЕНИЕ НАГРУЗКИ НА ОЧИСТНОЙ ЗАБОЙ 20 6 УСТАНОВЛЕНИЕ ГРАФИКА ОРГАНИЗАЦИИ РАБОТ В ТЕЧЕНИЕ СУТОК 33 7 РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО РАЗУПРОЧНЕНИЮ ПОРОД ОСНОВНОЙ КРОВЛИ 35 8 ЭКОНОМИКА И ОРГАНИЗАЦИЯ ТРУДА В ОЧИСТНОМ ЗАБОЕ 39 9 МЕРОПРИЯТИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ И ОХРАНЕ ТРУДА В ОЧИСТНОМ ЗАБОЕ 44 ВЫВОД 47 ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК 48
| ||||||
|
|
|
|
|
Д90303.45.361 КП |
3 |
|
|
|
|
|
44 |
Введение
В настоящее время угольная промышленность находится в состоянии глубокого экономического и социального кризиса, как и всё народное хозяйство страны. Низкая рентабельность и технико-экономические показатели работы горной отрасли привел к снижению финансирования собственных финансовых резервов предприятий. В связи с этим остро встал вопрос степени профессионализма горных инженеров, которые будут заниматься как проектированием всей шахты, так и организацией работ на отдельных её участках.
Главной задачей данного курсового проекта является приобретение и закрепление студентом навыков проектирования технологии работ на добычном участке угольной шахты.
В курсовом проекте на основании анализа горно-геологической и горно-технологической характеристики угольного пласта будут выполнены :
-выбор технологической схемы ведения очистных работ с указанием типа и типоразмера крепи и выемочно-транспортного оборудования;
-расчёт суточной добычи лавы по нормативному, технологическому факторам и по условиям проветривания очистного забоя;
-разработан график организации работ в очистном забое по выполнению основных и вспомогательных рабочих процессов в лаве и на концевых участках;
-расчёт трудоёмкости работ в очистном забое и производительности труда рабочего;
-мероприятия по технике безопасности работ горнорабочих.
Результатом работы является проект технологии очистных работ заданных горно-геологических и горнотехнических условий.
1 Характеристика горно-геологических условий разрабатываемого участка
Курсовой проект выполнен на основе нижеперечисленных горно-геологических условий:
- глубина разработки H= 800 м;
- минимальная мощность пласта равна 1,4 м, максимальная – 1,6м. Средняя мощность составляет 1,5 м;
- минимальный угол падения пласта равен 120 , а максимальный – 140.
- сопротивляемость угля резанию – 195 кН/м;
- плотность угля в массиве – 1,36 т/м3;
- относительное газовыделение пласта , а относительное газовыделение выработанного пространства;
- обводненность лавы W= 6;
- пласт не склонен к самовозгоранию, опасен по внезапным выбросам угля и газа, горным ударам.
Представленный пласт по мощности относится к средним пластам (1,21-3,5м), по углу падения – к пологим (0-180).
Категории пород кровли по устойчивости – устойчивые. Категории пород кровли по обрушаемости– труднообрушаемые,
2 Выбор типа и типоразмера крепи и выемочно-транспортного оборудования
Так как породы кровли весьма труднообрушаемые, относятся к категории А3, нужно провести комплекс специальных мероприятий, направленных на снижение прочности пород кровли, для того, что бы в дальнейшем была возможность применения способа управления кровлей полным обрушением. Добиваюсь снижения прочности с помощью торпедирования.
Торпедирование применяется в пластах, представленных твердыми породами: известняками, доломитами, крепкими песчаниками. Оно осуществляется при помощи взрыва в скважине заряда взрывчатого вещества. При взрыве происходит частичное разрушение призабойной зоны скважины с образованием каверны, а в прилегающей зоне пласта возникают трещины, облегчающие разрушение.
Таким образом понизила категорию обрушаемости до А2 – среднеобрушаемые породы кровли, и применяю способ управления кровлей полным обрушением. В связи с этим и тем, что пласт пологий, применяю механизированный тип крепи.
2.1 Выбор типа и типоразмера механизированного комплекса
В лаве принят механизированный тип креп. Выбираем механизированного комплекса в следующем порядке:
Так как в лаве принят механизированный тип крепи, то провожу выбор механизированного комплекса:
выбираю типы комплексов, соответствующие категориям кровли по обрушаемости и устойчивости ее нижнего слоя.
устанавливаю минимально допустимые величины сопротивлений поддерживающей части Р , МПа, и посадочного ряда Рпос, МН/м, механизированной крепи в зависимости от категории пород кровли по обрушаемости и средней мощности пласта. Выбираю те комплексы, которые удовлетворяют требованиям по нагрузке на поддерживающую крепь и посадочный ряд механизированной крепи, т.е. те, которые удовлетворяют требованиям
Р1≥Р Р1≥0,35
Р1пос≥Рпос Р1пос≥0,6
выбираю те комплексы, которые соответствуют прочности пород на вдавливание, т.е. – для которых соблюдается условие
σ1вд≤σвд σ1вд≤30
выбираю комплексы, которые соответствуют углу падения пласта при заданном направлении выемки, т.е. - для которых выполняется условие
а1 ≥аmax а1 ≥14
комплексы, которые соответствуют сопротивляемости угля резании, т.е. те, для которых соблюдается условие
А' ≥ Ар А' ≥ 195
определяю минимально допустимый шаг установки секции механизированной крепи lс, м, передвигающейся без подпора кровли, при котором не будут происходить расслоение и обрушение нижнего слоя кровли (во время передвижки секций). Для этого необходимо воспользоваться формулой
lс=1,6 В+0,5Г
где В -высота нижнего слоя пород кровли, м; Г -среднее расстояние между трещинами в нижнем слое кровли, м.
lс=1,6 *0.6+0,5*1=1.46 м.
Выбираю крепи, которые передвигаются без подпора кровли, и без ее расслоения и обрушения пород кровли (во время передвижки секций крепи), то есть те, которые удовлетворяют условию
l1с≤lс l1с≤1,46
выбираю те комплексы, которые удовлетворяют условиям
m1max ≥ mmax,
hmin ≤mmin
Таблица 1 — Результаты выбора типов комплексов
Показатель
|
Типы комплексов
| |||||||||||||||
1КМ103М |
МКД90 |
МКД90Т |
КМК98 |
КМ88 |
КМ87УМН |
КМ87УМП |
КМ87УМС |
КМТ |
КДД
|
КДТ |
МДМ |
КМ137 |
КМ138 |
МК75 |
УКП | |
Категория пород кровли по обрушаемости |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
Категория пород кровли по устойчивости нижнего слоя |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
Сопротивление поддерживающей части крепи |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
Сопротивление посадочного ряда крепи |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
Прочность пород почвы на вдавливание |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
Угол падения пласта |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
Сопротивляемость угля резанию |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
Шаг установки секций крепи |
+ |
+ |
+ |
- |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
Максимальная мощность пласта |
- |
+ |
- |
- |
- |
+ |
- |
+ |
- |
+ |
+ |
- |
- |
+ |
+ |
+ |
Минимальная мощность пласта |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
- |
Надежность секции* |
0.9 |
0.9 |
0.9 |
0.82 |
0.87 |
0.88 |
0.86 |
0.88 |
0.92 |
0.95 |
0.95 |
0.95 |
0.9 |
0.92 |
0.9 |
0.92 |
Цена, тыс. грн. |
32 |
70 |
81 |
22 |
20 |
21 |
23 |
23 |
45 |
72 |
88 |
67 |
81 |
88 |
86 |
63 |
* – надежность секции характеризуется коэффициентом готовности крепи. В таблице приведены ориентировочные средние значения по отрасли.
устанавливаю те типы комплексов и типоразмеры, а также типы и типоразмеры механизированных крепей, типы конвейеров и выемочных машин, которые удовлетворяют требованиям
m11max ≥ mmax
h1min ≤mmin
Установленные и записанные в таблице 2 типы и типоразмеры механизированных комплексов с соответствующим составом оборудования будут удовлетворять условиям максимальной мощности пласта, а их механизированные крепи могут быть установлены в частях лавы с минимальной мощностью угольного пласта.
Таблица 2. Параметры механизированных комплексов
Комплекс |
Состав, тип и типоразмер оборудования |
m1min, м |
m2min, м |
m3min, м
|
mнmin, м
|
m11max, м
| |||||||||
Тип
|
Типо размер |
Механизированная крепь |
Конвейер
|
Комбайн
|
|
|
|
|
| ||||||
Тип
|
Типо размер |
|
|
|
|
| |||||||||
КМ87УМН |
II
|
2М87УМН
|
II
|
СП87-35
|
1ГШ-68
|
1,28 |
1,07 |
1,31 |
1,31 |
2,0 | |||||
МКД90 |
III |
КД90 |
III |
СПЦ162-12 |
РКУ13 |
1,34 |
0,9 |
1,30 |
1,34 |
2,0 | |||||
КДД |
I |
КДД
|
I |
СПЦ 163 |
РКУ10 |
1,18 |
- |
0,97 |
1,18 |
1,8 | |||||
КМ138 |
I |
М138 |
I |
СПЦ271.38 |
РКУ10 |
1,15 |
- |
1,24 |
1,24 |
2,35 | |||||
МК75 |
I
|
М75Б |
I
|
СУМК75Б |
2ГШ68Б |
1,05 |
0,95 |
1,73 |
1,73 |
2,2 |
Установленные и записанные в таблицу 2 типы и типоразмеры механизированных комплексов с соответствующим составом оборудования будут удовлетворять условиям максимальной мощности пласта, а их механизированные крепи могут быть установлены в частях лавы с минимальной мощностью угольного пласта.
9. Для записанных в таблицу 2 типов и типоразмеров механизированных комплексов и входящего в их состав оборудования определить минимально необходимую мощность пласта m1min, м, при которой обеспечивается нормальное функционирование выемочной машины в зоне ее прохода под крепью по формуле
m1min = , (2.9)
где Нк - высота корпуса выемочной машины от почвы пласта, мм;
B1 - толщина перекрытия секции крепи в зоне прохода выемочной машины под крепью, мм;
tk - величина подштыбовки завальной боковины конвейера, мм;
t1 -высота породной подушки на перекрытии секции крепи в зоне прохода выемочной машины под крепью, мм;
hу - величина свободного пространства для управления комбайном, мм;
hr - величина свободного пространства для прохода выемочной машины под крепью при изменении гипсометрии пласта, мм;
h3 = 50 - запас свободного пространства для прохода выемочной машины под крепью, мм;
R1 - расстояние от забоя до наиболее удаленной от него части корпуса комбайна или борта струговой установки, м.
Для 3МКД90 с РКУ13
10. Для записанных в табл. 2.5 типов и типоразмеров механизированных комплексов и входящего в их состав оборудования определить минимально необходимую мощность пласта m2min, м, при которой обеспечивается допустимая высота для прохода людей под механизированной крепью из выражения
m2min = (2.10)
где: Во, В2 - соответственно толщина основания и верхнего перекрытия секции крепи, мм;
Нл=500-минимальная высота прохода для людей под крепью, мм,
t0, t2 - соответственно высота "штыбовой подушки" под основанием и "породной подушки" на верхнем перекрытии секции крепи, мм;
R2 - расстояние от забоя до середины прохода для людей, м.
Для 3МКД90 с РКУ13
Результаты расчетов записываются в таблицу 2.
10. Для записанных в табл. 2.5 типов и типоразмеров механизированных комплексов и входящего в их состав оборудования определить минимально необходимую мощность пласта m3min, м, при которой обеспечивается работа механизированной крепи без исчерпания ее податливости в условиях максимального опускания пород кровли по формуле
m3min = , (2.11)
где Hmin - минимальная высота крепи в сдвинутом положении, мм;
hp - запас гидравлической раздвижности для разгрузки крепи, мм; для пластов мощностью менее I м принимается 30 мм, для пластов большей мощности - 50 мм;
Rз - расстояние от забоя до заднего ряда стоек крепи, м.
Для 3МКД90 с РКУ13
Результаты расчетов записываются в таблицу 2.
12. Полученные величины m1min, m2min и m3min для записанных в табл. 2.5 типов и типоразмеров механизированных комплексов и входящего в их состав оборудования необходимо сравнить между собой и большую из них принять за нижний предел вынимаемой комплексом мощности пласта mнmin, м. Величины mнmin записываются в таблицу 2.
13. Из табл. 2.4 в табл. 2.5 переписать значения максимально возможной вынимаемой мощности пласта m11max м, для всех записанных там типов и типоразмеров механизированных комплексов и входящего в их состав оборудования.
14. На базе данных заполненной таблицу 2 установить типы и типоразмеры механизированных комплексов и входящего в их состав оборудования, которые можно использовать в заданных конкретных горно-геологических условиях. Этими комплексами будут те, которые удовлетворяют условиям
mmах ≤ m″mах,
mmin ≥ mнmin (2.12)
Исходя из этих условий, комплекс КМ75Б не удовлетворяет требованиям.
По горно-геологическим и горно-техническим условиям возможно применение нескольких типов и типоразмеров комплексов, но из них выбираю 3МКД90, так как для кровель легко- и среднеобрушаемых А1, А2 средней устойчивости и устойчивых Б4, Б5 целесообразно применять комплексы, механизированные крепи которых имеют сопротивление поддерживающих частей до 500 кН/м2, а посадочного ряда — до 950 кН/м ; отдается предпочтение легким и новым комплексам, что отражает коэффициент готовности крепи (0,9); более дешевым комплексам (70 тыс. грн стоимость выбранного); учитывается среднеотраслевой коэффициент готовности комбайна (РКУ13 - 0,84).