Содержание

Исходные данные

Введение

1.     Основные параметры шахты

1.1   Расчёт  промышленных запасов шахтного поля

1.2   Расчёт годовой мощности шахты

1.3   Расчёт срока службы шахты

2.     Выбор способа и схемы вскрытия шахтного поля

2.1   Выбор способа вскрытия шахтного поля

2.2   Выбор схемы вскрытия шахтного поля

2.3   Безопасность ведения горных работ при вскрытии шахтного поля

3.     Выбор способа и схемы подготовки шахтного поля

3.1   Выбор способа подготовки шахтного поля

3.2   Выбор схемы подготовки шахтного поля

3.3   Безопасность ведения горных работ при подготовки шахтного поля

4.     Система разработки шахтного поля

4.1   Выбор и обоснование системы разработки

4.2   Технические средства очистных работ

4.3   Размеры выемочных полей и очистных забоев

4.4   Нагрузка на очистной забой

4.5   Проверка нагрузки на очистной забой по газовому фактору

4.6   Определение числа действующих забоев

4.7   Технологическая схема шахты

4.8   Горнотехнические показатели работы шахты

4.9   Безопасность ведения горных работ

Заключение

Список использованных литературных источников
1.   
Основные параметры шахты.
1.1 
Расчет промышленных запасов шахтного поля.
  Геологическими запасами называют общее количество запасов полезного ископаемого месторождения или его части.

Zгеол=ZбалZзаб

  Балансовыми запасами называют такие запасы, разработка которых экономически целесообразна; по качеству полезного ископаемого они отвечают требованиям их промышленного использования, а по количеству и условиям залегания пригодны для добывания при современном уровне техники.

Zбал=SHå(mi gi),

  где S-про стирание,

         H-падение,

         mi- мощность i пласта,

         gi-плотность i пласта,

         n- количество пластов.

Zбал=2200*2400*(2,43+3,915+4,05)=54885600т.

  За балансовые запасы не отвечают действующим кондициям по мощности и качеству, однако их следует рассматривать как объект освоения и будущем, по мере развития техники, технологии добычи и переработки полезных ископаемых.

  Промышленными запасами называют часть балансовых запасов, которая может быть выдана на поверхность при разработке месторождения.

Zпр=ZбалС,

  где С-коэффициент извлечения угля.

  Для пологих пластов средней мощности “С” принимать 0,9-0,95.

  Для крутых пластов “С” принимать 0,8-8,85.

Zпр=54885600*0,92=50494752т.
1.2 
Расчет годовой мощности шахты.
  Проектной мощностью шахты называется потенциально возможный объем добычи угля, предусмотренный утвержденным проектом и соответствующий заложенным решениям по технике, технологии и организации работ, измеряется в т/год или т/сут.

  Производственная мощность шахты - это максимально возможная в реальных условиях добыча полезного ископаемого установленного качества в единицу времени (сутки, год), определяемая исходя из условий производства в рассматриваемом периоде на основе наиболее полного использования оборудования, рационального режима работы, эффективной технологии и организации производства при соблюдении требований безопасности и правил технической эксплуатации.

  Фактической мощностью шахты называется максимальная  добыча угля в единицу времени, определяется с учетом фактического состояния горных работ.

  Годовая мощность шахты  определяется по формуле профессора Малкина А.С.

Агод=(К1+К2)ÖZпр(mр/mс) К3,

  где К1-коэффициент учитывающий влияние числа угольных пластов в шахтном поле к числу пластов принятых к одновременной отработке.

K1=(n2+Ön1-n2)/Ön1,

  где n1-число угольных пластов в шахтном поле,

         т1-число угольных пластов принятых к одновременной отработке,

         к2-коэффициент учитывающий влияние нагрузки на очистной забой  на уровень проектной мощности шахты.

К1=(1+Ö3-1)/Ö3=1,4,

К2=ÖYAозм(mср/.mi),

  где Y - коэффициент, показывающий степень нагрузки на очистной забой.

  Для Кузбасса Y=0,0016,

        Аозм-месячная нагрузка на очистной забой,

Аозм=lлvсутgmiNCуч,

  где lл-длина лавы,lл=200м.

        Vсут-суточное подвигание очистного забоя.

Vсут=rnц ,

  где r-глубина вруба (0,5;0,63;0,8),примем r=0,63,

        nц – количество циклов за сутки (от 4 до 15),примем nц=10,

Vсут=0,63*10=6,3м/сут.

        g-плотность угля,

        mi-мощность разрабатываемого пласта,

        N-количество рабочих дней в месяц (25 дней),

Суч-коэффициент извлечения по выемочному участку (0,95-0,97),примем                    Суч=0,96.

Аозм=200*6,3*1,35*3*25*0,96=122472т.

        mср-средняя мощность угольных пластов,

        mi-мощность разрабатываемого пласта.

К2=Ö0,0016*122472(2,6/3)=13,3

        mр-мощность одновременно отрабатываемых пластов,

        mc-мощность всех пластов в шахтном поле.

К3=1+(Нв/Нн),

   где Нв-глубина верхней границы шахтного поля (глубина наносов),

         Нн-глубина нижней границы шахтного поля,

         Нн=Н*sina

Нн=2400*0,1=240м.

К3=1+(30/240)=1,125

Агод=(1,4+13,3)Ö50494,752*(3/7,7)*1,125=2186,9148тыс.т.

  Существует типовой ряд годовых мощностей шахт:

1,1;1.5;1.8;2.1;…;7.5. примем 2,1.
1.3 
Срок службы шахты.
  Полный срок службы шахты определяется по формуле:

Тn=t1+Tp+t2,

  где t1-период освоения проектной мощности шахты (2-3 года) примем 2,5 года,

         Тр-расчетный срок службы шахты,

         t2-период затухания горных работ (2-3 года) примем 2,5 года.

Тр=Zпр/Aгод,

Тр=50,494752/2,1=24года,

Тn=2,5+24+25,=29лет.
2.  Выбор способа и схемы вскрытия шахтного поля.
2.1 Выбор способа вскрытия шахтного поля.
  Вскрытие запасов шахтного поля - это проведение выработок с земной поверхности для обеспечения доступа к полезному ископаемому.

  Способ вскрытия это качественная характеристика шахты, отражающая особенности вида и взаимного расположения главных и вспомогательных выработок, проводимых в период строительства и эксплуатации горного предприятия для создания доступа с поверхности земли к шахтному полю или к его части.

  В горном деле существует четыре способа вскрытия шахтного поля:

    1. Вертикальными стволами.

    2. Наклонными стволами.

    3. Штольнями.

    4.Комбинированный способ.

  1.Вскрытие вертикальными стволами.

  Вскрытие шахтных полей вертикальными стволами является наиболее универсальным и распространенным, его применяют независимо от числа рабочих пластов в шахтном поле, мощности и угла падения этих пластов, мощности наносов и глубины разработки, производственной мощности шахты и т. д.

  Достоинства:

    а) широкий диапазон применения.

  Недостатки:

    а) большая продолжительность строительства шахты и высокие капитальные затраты,

    б) низкая пропускная способность подъемов,

    в) многоступенчатый транспорт.

  2. Вскрытие наклонными стволами.

  В соответствующих горно-геологических условиях проходят наклонные стволы, что обеспечивает определенные экономические и технические выгоды по сравнению со вскрытием вертикальными стволами. Обычно наклонные стволы проходятся по нижнему пласту свиты или в породах лежачего бока.

  Достоинства:

    а) малые сроки строительства шахты и низкие капитальные затраты,

    б) высокая производительность средств основного транспорта при угле падения меньше 18° (ленточного конвейера),

    в) возможность организации одноступенчатого транспорта (сплошная конвейеризация).

  Недостатки:

    а) ограниченность условий применения,

    б) сложность поддержания наклонных стволов.

  3. Вскрытие штольнями.

  При сложности рельефа поверхности (гористая или сильно пересеченная местность) часто единственно возможным способом вскрытия месторождения является проведения штолен.

  Достоинство:

    а) простоты транспорта и проветривания,

    б) небольшие капитальные затраты и сроки строительства шахты.

  Недостатки:

    а) ограниченность условий применения.

  4.Комбинированное вскрытие.

  При комбинированных способах вскрытия применяют разнотипные главные вскрывающие выработки, например, вертикальные и наклонные стволы. Наклонный ствол применяют для выдачи угля на поверхность, вертикальный – для спуска и подъема людей, грузов и др.   

  Исходя, из условий залегания примем способ вскрытия вертикальными стволами, так как он является наиболее универсальным и распространенным, его применяют независимо от числа рабочих пластов в шахтном поле, мощности и угла падения этих пластов, мощности наносов и глубины разработки, производительной мощности шахты и т.д.
2.2 Выбор схемы вскрытия шахтного поля.
  Под схемой вскрытия понимается пространственное расположения сети вскрывающих выработок относительно границ шахтного поля.

Существует три признака классификационных схем вскрытия.

  1.По числу транспортных горизонтов.

1.1   Одногоризонтные

1.2   Многогоризонтные

  2. По типу дополнительных вскрывающих выработок.

2.1 С квершлагом

2.2 С гейзенгом

2.3 Со "слепым" стволом

2.4 Без дополнительных вскрывающих выработок

  3. По месту расположения главных вскрывающих выработок относительно границ шахтного поля.

    3.1 С центрально - сдвоенными стволами

    3.2 С центрально - отнесенными стволами

    3.3 С фланговыми стволами

    3.4 Секционная схема

    3.5 Комбинированная схема

  Так как размер по падению составляет 2400 метров, я принял одногоризонтную схему вскрытия с капитальным квершлагом и центрально – сдвоенным расположением стволов.

  Достоинство центрального расположения стволов: компактность размещение технологического комплекса поверхности; наличие общего предохранительного целика для охраны стволов и комплекса от вредного влияния очистных работ; возможность быстрого соединения (сбойки) стволов выработкой на горизонте околоствольного двора, что обеспечивает нормальное условие для проветривания забоев проводимых выработок и позволяет расширить фронт в период дальнейшего строительства шахты; возможность использования одного из стволов для их углубки.
2.3 Безопасность ведения горных работ при вскрытии шахтного поля.
1. При проведении, углубке или ремонте наклонной выработки работающие в ней люди должны быть защищены от опасности падения сверху вагонеток (скипов) и других предметов не менее чем двумя прочными заграждениями, конструкции и места расположения которых утверждаются техническим руководителем организации.

2. Обмен горнопроходческого оборудования в забое проводимой выработки допускается с соблюдением следующих зазоров:

а) при размещении пульта управления машиниста в кабине или в торце горнопроходческого оборудования зазор между перемещаемым и неподвижным оборудованием должен быть не менее 0,2 м, а между оборудованием и крепью - не менее 0,25 м с обеих сторон выработки;

б) при размещении пульта управления машиниста сбоку горнопроходческого оборудования зазор между перемещаемым и неподвижным оборудованием должен быть не менее 0,2 м, а между оборудованием и крепью - не менее 0,7 м со стороны перемещаемого и 0,25 м - со стороны неподвижного оборудования;

в) во время разминовки один из механизмов должен находиться в неподвижном состоянии;

г) при проведении наклонных выработок нахождение людей ниже места разминовки горнопроходческого оборудования запрещается;

д) при использовании самоходных вагонов зазоры до крепи выработок должны быть по 0,7 м с обеих сторон на высоте 1,8 м от почвы.

3. Смонтированное проходческое оборудование, включая комплекс передвижного проходческого оборудования, перед началом работ по проходке или углубке ствола должно приниматься в эксплуатацию комиссией, назначаемой генеральным подрядчиком. Состав комиссии определяется по согласованию с заинтересованными организациями.

4. Запрещается продолжение проходки вертикальной выработки после сооружения ее устья без предварительного перекрытия на нулевой отметке, а также проходка и углубка ствола (шурфа) без защиты полком рабочих, находящихся в забое, от возможного падения предметов сверху.

Кроме того, забой углубляемого ствола должен быть изолирован от действующих подъемов рабочего горизонта предохранительным устройством (полком или целиком).

Полки в стволе (шурфе) должны сооружаться по проектам, утвержденным техническим руководителем организации, выполняющей работу.

Запрещается выемка предохранительного целика или разборка полка в углубляемом стволе без проекта, согласованного с техническим руководителем эксплуатирующей организации и утвержденного техническим руководителем организации, выполняющей работу.

5. При выдаче породы бадьями ствол должен открываться только в части, необходимой для пропуска бадей, при этом ляды должны открываться только в момент прохода последних. Конструкция ляд должна исключать падение в ствол породы или иных предметов при разгрузке бадей. Проем для пропуска бадей должен иметь по периметру сплошное ограждение.

Для обеспечения безопасного пропуска бадей и грузов через проемы полков, подачи сигналов и наблюдения за приемом, разгрузкой и отправкой бадей в забое и на полке должны назначаться ответственные лица.

У рукоятчика-сигналиста рядом с кнопками управления проходческими лебедками должно быть устройство аварийного отключения проходческих лебедок.

6. Запрещается нахождение людей в забое ствола (шурфа) и производство других работ при замене или перепанцировке каната, замене подъемного сосуда, а также навеске и снятии гибких бетонопроводов.

Бетонопроводы должны быть застрахованы цельным канатом по всей длине. Работы по ликвидации "затора" бетона в трубопроводе должны выполняться под руководством инженерно-технического работника и при отсутствии людей ниже "затора".

7. Проемы площадок размещения технологического оборудования в копрах должны иметь ляды или ограждение высотой не менее 1600 мм, которое в нижней части должно быть сплошным на высоту не менее 300 мм.

Нулевая, разгрузочная и подшкивная площадки должны быть освещены в соответствии с установленными нормами освещенности.

8. Призабойная часть проходимого или углубляемого ствола оборудуется подвесными или шагающим полком. Одноэтажные подвесные полки должны быть подвешены к канату не менее чем в четырех местах; двух- или многоэтажные полки должны крепиться к канату так, чтобы при их перемещении не нарушалась горизонтальная устойчивость и исключалась возможность заклинивания.

9. При перемещении шагающего полка по стволу люди в забое ствола и на полке, за исключением машиниста и двух его помощников, участвующих в перемещении полка, должны отсутствовать. При этом машинист должен находиться у пульта управления, а его помощники - на этажах с опорными ригелями для визуального контроля положения ригелей и состояния лунок в бетонной крепи ствола.

10. При креплении ствола тюбинговыми кольцами:

а) установка тюбингов должна производиться с рабочего подвесного полка или непосредственно из забоя;

б) при установке основных венцов должен составляться акт осмотра и надежности пикетажа;

в) при укладке тюбинга на место разрешается освобождать его от захвата только после его закрепления не менее чем двумя болтами;

г) установка сегмента при одном подъеме должна осуществляться с помощью вспомогательных лебедок или полиспастов и блоков, укрепленных в стволе. Вспомогательные лебедки должны быть установлены на поверхности или на полке, устраиваемом на участке ствола, закрепленном постоянной крепью;

д) при подаче цементного раствора в затюбинговое пространство допустимое давление его нагнетания должно быть установлено проектом производства работ.

Величина незацементированного закрепного пространства не должна превышать одной заходки.

11. При параллельном ведении работ по проходке ствола и возведению постоянной крепи с подвесного полка последний должен иметь верхний этаж для защиты работающих на полке от возможного падения предметов сверху. Зазор между полком и возводимой крепью ствола, опалубкой или щитом-оболочкой, считая от выступающих ребер кружал, должен быть не более 120 мм и во время работы должен плотно перекрываться, для чего в конструкции полка или щита-оболочки должны быть предусмотрены специальные устройства.

При совмещенной схеме проходки зазор между полком и крепью ствола должен быть не более 400 мм. При этом на всех этажах полка по его периметру должно быть решетчатое ограждение высотой не менее 1400 мм. Нижняя часть ограждения должна иметь сплошную металлическую обшивку высотой не менее 300 мм.

Проемы для раструбов между этажами полка должны быть отшиты металлической сеткой с ячейкой не более 40 x 40 мм. В нижней части раструба, в местах примыкания сетки к полку, отшивка выполняется сплошным ограждением высотой не менее 300 мм. Высота раструба над верхним этажом полка должна быть не менее 1600 мм.

Для подачи сигналов при пропуске бадьи на забой проходчика-полкового должен быть установлен звуковой сигнал.

Проходческие полки должны быть оборудованы смотровыми щелями, позволяющими проходчику, ответственному за пропуск бадей и грузов через раструбы, видеть положение в забое и оборудование, размещенное ниже полка.

12. Работы по перемещению полков, щита-оболочки, металлической опалубки, трубопроводов и кабелей должны производиться под руководством инженерно-технического работника и по мероприятиям, утвержденным техническим руководителем организации.

Перемещение полков, щита-оболочки, металлической опалубки, трубопроводов и кабелей должно производиться по сигналам, подаваемым по схеме: полок - нулевая площадка - центральный пульт управления лебедками (лебедкой).

При перемещении полков, щита-оболочки, металлической опалубки трубопроводов и кабелей запрещается:

а) одновременно подавать сигналы на подъемную машину и на лебедки;

б) вести другие работы в забое ствола и на полках;

в) находиться в стволе лицам, не занятым на работах по перемещению указанного оборудования;

г) перемещать подвесное проходческое оборудование в случае его перекоса до восстановления нормального положения;

д) находиться людям на опалубке при ее перемещении и при напущенных канатах.

Возобновление работ по проходке или углубке ствола после перемещения полков, щита-оболочки, металлической опалубки, трубопроводов и кабелей допускается при следующих условиях:

а) полки должны быть отцентрированы по бадьям и расклинены;

б) на указателе глубины и на реборде барабана подъемной машины нанесены отметки о новом положении полков;

в) проверена надежность закрепления ставов труб и кабелей в стволе, а также соблюдение зазоров, установленных настоящими Правилами;

г) все лебедки заторможены, их предохранительные храповые остановы поставлены в рабочее положение, напряжение с лебедок снято и сжатый воздух отключен, а здания лебедок закрыты на замок.

Запрещается эксплуатация полков без распора.

13. При производстве работ по проходке и углубке ствола должны применяться грузозахватные приспособления (стропы, траверсы, серьги и др.), изготовленные на специализированных предприятиях в соответствии с техническими условиями, испытанные и промаркированные.

При спуске и подъеме длинномерных или негабаритных грузов (трубопроводов, сегментов, оборудования и т.п.), подвешенных к канату, запрещается работа других подъемных машин и проходческих лебедок.

При открытых лядах запрещается погрузка в копре материалов в бадью, подвешенную на канате, и подвеска предметов к канату.

Запрещается поручать одному лицу выполнение операций по пропуску бадей и грузов через раструбы полка и по приему бадей с грузом на полке.

14. Величина отставания крепи или нижней кромки опалубки от забоя и взорванной горной массы устанавливается проектом производства работ на проходку или углубку ствола.

В слабых и неустойчивых породах это расстояние не должно превышать 1,0 - 1,5 м, а в проектах производства работ должны предусматриваться дополнительные меры безопасности, направленные на предотвращение обрушения пород.

15. Запрещается производить работы по армированию стволов и перемещению подвесных полков без предохранительных поясов.

16. Армирование ствола должно производиться со специальных полков или других устройств, конструкция которых обеспечивает безопасность людей, работающих в стволе. Проект производства работ по одновременному армированию ствола и монтажу копра или оборудования в нем должен предусматривать специальное перекрытие ствола.

При армировании ствола запрещается использовать подвесные люльки в качестве подъемного сосуда, а также спускать материалы и элементы армировки под бадьями, не имеющими специальных подвесных устройств заводского изготовления, испытанных в установленном порядке, с указанием в паспорте на бадью максимально допустимой нагрузки на эти устройства.

4.1 Выбор и обоснование системы разработки.
  Так как схема подготовки погоризонтная, я выбрал систему разработки длинными столбами по падению. Она имеет ряд преимуществ, основными из которых являются:

- возможность обеспечения в пределах выемочного участка постоянной длины лавы при проведении наклонных выработок строго по заданному направлению, что особенно важно при работе механизированных очистных комплексов, сокращение или увеличение длины которых в период эксплуатации связано с определенными трудностями;

- простая, следовательно, более надежная схема подземного транспорта;

- прямоточная схема проветривания лавы в пределах выемочного участка с обособленной подачей свежего воздуха к местам выделения метана, полезные утечки воздуха из лавы через выработанное пространство в одну из выемочных выработок, что особенно важно при разработке весьма газоносных пластов.
4.2 Технические средства очистных работ.
  Под технологией очистной выемки следует понимать совокупность производственных процессов, выполняемых в определенной последовательности в пространстве и времени и направленных на получение годовой продукции.   

  В очистную выемку входят следующие процессы:

1.     Очистная выемка

2.     Крепление забоя

3.     Управление кровлей

  Очистная выемка – это совокупность процессов отбойки, (отделение угля от массива) погрузки отбитой горной массы на забойное транспортное средство, доставка полезного ископаемого по забою до транспортной выемки.

  В лавах очистную выемку угля ведут по фланговой и фронтальной схемах.

  При фланговой схеме отделение угля от массива производится на узком участке (в одной точке очистного забоя), выемочная машина вынимает полосу угля определенной ширины (ширина захвата исполнительного органа выемочной машины).

  По ширине захвата исполнительного органа выемочные машины различают:

    1. Узкозахватная выемка

r=0,5;0,63;0,8 м.

    2. Широкозахватная выемка

r=1 м. и более

4.     струговая выемка

r=0,03 – 0,15 м.

  При узкозахватной и широкозахватной выемках уголь отделяется резанием, а при струговой выемки уголь отделяется сколом.

  Фронтальная схема – это отделение угля от массива производится по всей длине лавы.

  Управление кровлей – это совокупность мероприятий по регулированию нагрузки на крепь очистного забоя проводимых для эффективной и безопасной выемки полезного ископаемого.

  Различают следующие способы управления кровлей:

    1. Полное обрушение

    2. Частичное обрушение

    3. Частичная закладка

    4. Полная закладка

    5. Плавное опускание (прогибание)

  Основным процессом в технологии добывания твердых полезных ископаемых является разрушение, т.е. отделение их от массива и дробление до кусков кондиционной крупности для удобства погрузки и транспортирования.

  При подземной добычи разрушение угля может осуществляться механическими средствами, взрывчатыми веществами, гидравлическим способом. Основной является технология с механическим разрушением угля, которая может осуществляться с постоянным присутствием рабочих в очистном забое и без постоянного их присутствия.

  В зависимости от применяемых средств механизации очистных работ и поддержания обнаженных пород в при забойном пространстве можно выделить следующие способы выемки угля: комплексом оборудования, очистным комплексом и очистным агрегатом, а также с применением отбойных молотков и взрывчатых веществ (ВВ).

  Механизированным очистным (добычным) комплексом называют совокупность взаимно увязанных по своим параметрам и кинематическим связям машин и оборудования, обеспечивающих комплексную механизацию процессов выемки угля при местном управлении ими. В комплексах допускается замена одного типа оборудования другим (например, комбайнов, крепи).

   В механизированный комплекс входят: выемочная машина – узкозахватный комбайн (или струговая установка); забойный цельнопередвижной или изгибающийся конвейер; гидрофицированная крепь; крепь сопряжения лавы со штреками; перегружатель; гидро- и электрооборудование; различное вспомогательное оборудование (кабелеукладчик, предохранительные лебедки, системы орошения и пылеотсоса и др.)

  Для отработки пластов с углом падения до 35º применяют механизированные очистные комплексы: КМ – 138, КМ – 142, КМ – 144, Джой и другие.

  Так как угол падения пластов составляет 6º, мощность пластов 1,8; 2,9 и 3 метра я принял механизированный комплекс КМ – 138 с механизированной крепью М 138/4 и забойным скребковым конвейером Анжера. Очистной комбайн 2КШЭУ, а проходческий комбайн 1ГПКС.

  Характеристика комплекса:

Длина комплекса в подставке 200 м.

Тип крепи поддерживающая – оградительная.

Сопротивление секции 4200 Н

Сопротивление крепи 900 – 1000 Н

Шаг установки крепи 1,5 м.

Шаг передвижки крепи 0,8 м.

Конструктивная высота крепи min 950

                                                     max 1995

Тип основной кровли по нагрузочным свойствам – тяжелая

Класс непосредственной кровли – средняя устойчивая

Площадь проходного сечения для струи воздуха, м. кв. 2,88m+0,3.

  Характеристика механизированной крепи:

Габариты секции крепи

высота min 1,53

             max 3,54

длина 6,170

ширина 1,4

Масса секции крепи 13,3/14,3.
4.3 Размеры выемочных полей и очистных забоев.
  Выемочным полем называют часть пласта в пределах этажа, разработку которого осуществляют с применением участковых (промежуточных) бремсбергов, скатов или квершлагов. Размер выемочного поля по простиранию на пологих пластах находится в пределах 750 – 1500 м., на крутых – 350 – 500 м.

  Очистной забой – это горная выработка, предназначенная для выемки полезного ископаемого.

  Различают длинный очистной забой (лава) и короткий очистной забой (заходка, камера).

  Длинный очистной забой – это протяженная очистная выработка один бок, которой ограничен угольным массивом, а другой – крепью, кровля и почва являются вмещающими породами.

  Короткий очистной забой – это выработка небольшой протяженности, ограниченная по бокам угольным массивом или целиками угля.

  По расположению очистных забоев относительно элементов залегания пласта различают следующее подвигание очистных забоев:

    1. По падению

    2. По простиранию

    3. По восстанию

    4. Диагональное

    5. В крест простиранию

  Длина лавы на моей шахте составляет 200 метров, а выемочного столба – 1200 метров.
4.4 Нагрузка на очистной забой.

  Нагрузка на очистной забой – это способность механизированного комплекса добывать уголь в определенное количество времени. Нагрузка  зависит от элементов залегания пласта.

  Исходя, из расчетов на шахте будет добывать уголь один очистной забой.
4.5 Проверка нагрузки на очистной забой по газовому фактору.
А сут. пров.=(864*Vg*Fл*d*k)/(Kл*g)

  где Vg – допустимая скорость движения воздуха в очистном забое по правилам безопасности (6 м/с)

         Fл – поперечное проходное сечение для струи воздуха (2,88m-0,55)

Fл=2,88*3-0,55=8,09

         d – допустимая концентрация метана по правилам безопасности (перед забоем 0,5 после – 1), d=1%

         k – коэффициент учитывающий движение частиц воздуха по выработанному пространству, k=1,2 – 1,4, примем k=1,3

         Кл – коэффициент выделения газа в лаву, Кл=1,43 – 1,46, примем Кл=1,45

         g – относительная метанообильность участка, g=5м³/т.

А сут .пров.=(864*6*8,09*1*1,3)/(1,45*5)=7520 т/сут.

А сут. < А сут. пров.; 4898,88<7520,

  Проверка по газовому фактору дает положительный результат.
4.6 Определение числа действующих забоев.
  Количество очистных забоев определяется по формуле:

n оч. з.=(Коч.*Аш. сут.)/Асут.,

  где А ш. сут. – добыча шахты в сутки,

         К оч. – коэффициент учитывающий добычу угля из подготовительных забоев, К оч.=0,89 – 0,92,

         А сут. – нагрузка на очистной забой в сутки.

А сут.=А озм./25

А сут.=122472/25=4898,88 т/сут.

Аш. сут.=2100/(25*12)=7000 т/сут.

n оч. з.=(0,91*7000)/4898,88=1,3

  Примем количество очистных забоев один.
4.7 Технологическая схема шахты.
  Под технологической схемой шахты следует понимать совокупность очистных, транспортных, вентиляционных и вскрывающих горных выработок, а также комплекс поверхностных сооружений, позволяющих осуществлять основные и вспомогательные производственные процессы на базе определенных средств механизации и организации работ, направленных на экономическое и безопасное извлечение угля.

  Главным звеном всего производственного процесса добычи угля на шахте является очистная выемка, поэтому наряду со своевременным воссозданием необходимого фронта очистных забоев всеми технологическими звеньями шахты должна быть обеспечена непрерывная и ритмичная работа забоев на основе научной организации производства и труда и поточности очистной выемки, которая характерна для механизированных комплексов.

  В основу поточного метода положены три основных принципа: непрерывность выемки угля, одновременность выполнения процессов, их единый ритм. Главным из них является первый, а второй и третий способствуют достижению непрерывности угледобычи. Непрерывность выемки должна обеспечиваться в течении времени, предусмотренного экономическим обоснованным режимом работы забоя. Принцип одновременности выражается в полном совмещении во времени выемки угля со всеми остальными процессами. При этом перерывов, связанных с подготовкой лавы к ведению очистных работ, нет. Единый ритм заключается в определенном соответствии темпа выполнения отдельных процессов и скорости движения выемочной машины.

  При составлении графика организации работ необходимо предварительно установить режим рабочих суток и форму организации труда в лаве.

  На практике применяют в основном четырехсменный режим работы, из них три смены по 6 ч – добычные и последняя смена – ремонтно-подготовительная. В середине каждой смены рекомендуется одновременный для всех рабочих 15-минутный обеденный перерыв.

  Основной формой организации труда является суточная комплексная бригада. Для угольных шахт, разрабатываемые пласты которых подвержены внезапным выбросам угля и газа, предусматриваются четыре шестичасовые смены с двумя сменами по добычи угля, одной подготовительной (ремонтной) и одной для осуществления мероприятий по борьбе с внезапными выбросами угля и газа, которая не должна совмещаться с другими сменами.

  В  лаве работу ведут комплексные бригады, выполняющие все производственные процессы цикла. В связи с сокращением числа работающих значимость каждого члена бригады неизменимо возросла. Поэтому для успешной работы комплексной бригады очень важно, чтобы  любой ее член не только обладал достаточным диапазоном

профессиональных знаний и навыков, но и мог вовремя применить их на практике, имел высокий общеобразовательный уровень.

  График составляет начальник участка для каждого конкретного забоя, затем его прорабатывают с горными мастерами, бригадирами и рабочими участка.

  Режим работы бригады – шестидневная рабочая неделя с общим выходным днем в воскресенье. Второй выходной день рабочие получают в течение недели по скользящему графику. Добыча угля производится в три смены. В бригаде 78  чел.

  Бригада разделена на пять звеньев (добычные), которые состоят из 14 чел. В ремонтную смену дополнительно выходят 8 электрослесарей и 12 рабочих очистного забоя. Планограмма работ и график выходов по сменам показаны в графике выходов рабочих. Сменное звено возглавляет звеньевой. Бригадир, как правило, выходит в первую смену. В ремонтные часы машинист комбайна с помощником и двумя электрослесарями производит профилактический осмотр, ремонт и смазку комбайна. Семь электрослесарей регулируют общеучастковые механизмы и электроаппаратуру. Семь горнорабочих заняты ремонтом гидрокрепи и маслостанции, два – проверкой цепей конвейеров. Два человека переносят камерные рамы и крепят сопряжение лавы с вентиляционным штреком. Трое рабочих погашают вентиляционный штрек, извлекают металлическую арочную крепь, сокращают газоотсасывающий трубопровод и возводят чураковую перемычку. За 1 ч до конца смены  все механизмы опробуются под нагрузкой.

  В воскресные дни рабочие одной смены постоянно производят планово-предупредительный осмотр и ремонт оборудования, сокращают длину ленточного конвейера, заменяют отдельные узлы, производят ревизию электрооборудования и электроаппаратуры.

  В добычную смену в лаве работает звено из 14 чел., обязанности между которыми распределяются следующим образом. Машинист комбайна и его помощник осматривают комбайн и меняют зубки, заливают масло в редуктор и выполняют другие работы по подготовке комбайна к выемки угля. После этого машинист управляет комбайном, помощник машиниста следит за силовым кабелем комбайна и шлангом орошения. Трое рабочих располагаются за комбайном и передвигают секции крепи. В нижней части лавы один рабочий зачищает от штыба нижнюю ветвь цепи конвейера. В обязанности четырех рабочих входит зачистка «карманов» - пустот между конвейером и основанием секции.

  Транспортирование угля из лавы производится конвейерами по выемочным бремсбергам на основной горизонт и далее так же конвейерами по главному штреку к квершлагу и стволу на поверхность.
4.8 Горнотехнические показатели работы шахты.

№	Наименование показателя	Единицы измерения	Значение показателей
1	Количество угольных пластов в шахтном поле	шт.	3
2	Мощность угольных пластов m1 m2 m3	м.	1,8 2,9 3
3	Размеры шахтного поля: по простиранию по падению	м. м.	2200 2400
4	Угол падения α	º	6
5	Промышленные запасы шахтного поля	млн.т.	5,0494752
6	Проектная мощность шахты	млн.т./год	2,1
7	Нагрузка на очистной забой	т/сут	4898,88
8	Число очистных забоев	шт.	1
9	Способ вскрытия шахтного поля		Вертикальными стволами
10	Схема вскрытия шахтного поля		Одногоризонтнная с капитальным квершлагом
11	Способ подготовки шахтного поля		Пластовый, индивидуальный
12	Схема подготовки шахтного поля		Погоризонтная
13	Технические средства очистных работ		Механизированный комплекс КМ – 138 с механизированной крепью М 138/4, забойный скребковый конвейер Анжера. Очистной комбайн 2КШЭУ, проходческий комбайн 1ГПКС
14	Способ транспортирования угля до поверхности		Конвейером по выемочным бремсбергам на основной горизонт и далее в вагонетках электровозами по главному штреку к квершлагу и стволу на поверхность
15	Система разработки		Длинными столбами по падению

4.9 Безопасность ведения горных работ.
1. На каждой действующей шахте должно быть не менее двух отдельных выходов на поверхность, приспособленных для передвижения (перевозки) людей. Каждый горизонт шахты должен также иметь не менее двух отдельных выходов на вышележащий (нижележащий) горизонт или поверхность, приспособленных для передвижения (перевозки людей).

Две и более выработки с одним направлением вентиляционной струи, приспособленные для передвижения людей, считаются одним запасным выходом.

Во всех выработках, ведущих к запасным выходам из шахты, через каждые 200 м, а также на разветвлениях этих выработок должны быть установлены выполненные светоотражающей краской указательные знаки с обозначением выработок и направлений к выходам на поверхность.

2. При сближенном расположении стволов (на одной промплощадке) после их проходки (углубки) до проектного горизонта в первую очередь должны проводиться работы по сбойке стволов между собой и затем - по оборудованию постоянного клетевого подъема.

В случае вскрытия нового горизонта одним стволом или подготовки его уклонами в первую очередь проводятся выработки для обеспечения горизонта двумя выходами и проветривания за счет общешахтной депрессии.

При отдаленном (фланговом) расположении ствола в первую очередь, до проведения выработок, обеспечивающих второй выход, должны проводиться работы по его оборудованию постоянным или временным клетевым подъемом (в соответствии с проектом) и оборудованию водоотлива.

3. Вертикальные стволы, служащие в качестве выходов на поверхность, должны быть оборудованы подъемными установками, одна из которых должна быть клетевой, и лестничными отделениями. Лестничное отделение может отсутствовать в одном из стволов, если в нем имеются две подъемные установки с независимым подводом энергии. Оба ствола должны быть оборудованы так, чтобы по каждому из них все люди могли выехать (выйти) на поверхность.

В стволах глубиной более 500 м лестничное отделение может отсутствовать, если в обоих стволах имеется по две подъемные установки с независимым подводом энергии или каждый ствол оборудован, кроме основного подъема, аварийно-ремонтным.

При наличии лестниц в обоих вертикальных стволах глубиной до 70 м подъемная установка в одном из них может отсутствовать.

4. Все необслуживаемые выработки, выходящие на поверхность, должны оборудоваться охранной сигнализацией, выведенной к диспетчеру, или должны быть закрыты на запоры, которые изнутри открываются свободно, а снаружи - только специальным ключом.

5. В наклонных выработках, предназначенных для передвижения людей, должен быть свободный проход шириной не менее 0,7 м и высотой 1,8 м, оборудованный при углах наклона:

от 7 до 10 град. - перилами, прикрепленными к крепи;

от 11 до 25 град. - трапами с перилами;

от 26 до 30 град. - сходнями со ступеньками и перилами;

от 31 до 45 град. - лестницами с горизонтальными ступеньками и перилами.

В лестничных отделениях стволов и других выработок с углом наклона от 45 до 90 град. лестницы должны устанавливаться с уклоном не более 80 град. и выступать на 1 м над горизонтальными полками, прочно заделываемыми в крепь с интервалом не более 8 м. Лазы в полках должны иметь размеры:

ширина - не менее 0,6 м;

высота - не менее 0,7 м (по нормали к лестнице).

Лазы над первой верхней лестницей должны закрываться лядами. Лазы в стволах и других выработках между соседними полками должны быть смещены на ширину лаза.

Расстояние между крепью и лестницей у ее основания должно быть не менее 0,6 м. Ширина лестниц должна быть не менее 0,4 м, а расстояние между ступенями - не более 0,4 м.

Если двумя выходами из подземных выработок служат наклонные стволы, то в одном из них должна быть оборудована механизированная перевозка людей и предусмотрена возможность выхода людей по свободному проходу шириной не менее 0,7 м и высотой - 1,8 м.

Требования данного параграфа распространяются также и на другие наклонные выработки, оборудованные механизированной перевозкой людей в пассажирских вагонетках.

6. На действующих шахтах при вскрытии нового горизонта вертикальным стволом и наклонной выработкой или двумя наклонными выработками второй запасной выход оборудуется в соответствии с требованиями п. 80 по одной из этих выработок.

Для вновь строящихся (реконструируемых) шахт и горизонтов третьей категории и выше по газу допускается иметь в работе не более одной ступени уклонов.

Выемочные участки, отрабатываемые уклонными полями, должны иметь не менее двух выходов на действующий горизонт или поверхность, один из которых должен располагаться в центре участка, а второй - на его границе.

7. На нижних и промежуточных приемных площадках наклонных стволов, уклонов и бремсбергов (кроме оборудованных конвейерами) должны устраиваться обходные выработки.

На пересечениях наклонных стволов, бремсбергов и уклонов с промежуточными выработками, по которым передвигаются люди, должны оборудоваться обходные выработки или мостики.

8. Из каждой очистной выработки должно быть не менее двух выходов: один - на вентиляционный, другой - на откаточный (конвейерный) штрек. В нижней части лавы должен быть магазинный уступ.

При наличии опережающих лаву выработок нижний выход должен быть расположен впереди очистного забоя. На крутых, крутонаклонных и наклонных пластах, кроме отрабатываемых столбами по падению (агрегатами АЩ и др.), где уголь транспортируется вдоль очистного забоя на штрек самотеком, должно быть не менее двух выходов на откаточный (конвейерный) штрек, не используемых для спуска угля. Один из выходов должен быть впереди очистного забоя.

При комбайновой выемке угля в лавах на крутых и крутонаклонных пластах без оставления магазинных уступов, на весьма тонких пластах при транспортировании угля по рештакам, а также при работе по схеме лава - штрек оборудуется второй (дополнительный) выход на откаточный (конвейерный) штрек со стороны выработанного пространства.

При подходе очистных выработок к техническим границам допускается оборудование нижнего выхода через задние печи или гезенки.

При вынимаемой мощности пласта 1 м и менее каждая из последовательно проветриваемых очистных выработок должна иметь выход через свои промежуточные штреки на ходок, пройденный на всю высоту этажа и оборудованный для передвижения людей.

При отработке системами с полной закладкой выработанного пространства на крутых пластах из каждого очистного забоя должен быть один оборудованный для передвижения людей выход на вентиляционный и второй - на откаточный горизонт.

При отработке пластов лавами по падению (восстанию) на участках пластов, угрожаемых по прорыву воды (пульпы или глины), из каждой очистной выработки должен быть обеспечен выход на вышележащий горизонт.

9. В коротких очистных забоях, в которых уголь добывается гидравлическим или механогидравлическим способом без присутствия людей в очистной заходке, разрешается использовать в качестве второго выхода вентиляционные сбойки сечением не менее 1,5 м или специально оборудованные скважины диаметром не менее 850 мм, проводимые на соседние выемочные выработки (штрек или печь). Расстояние между сбойками или скважинами должно быть не более 30 м.

При системе подэтажной отбойки второй выход разрешается иметь на расстоянии не более 100 м от места установки гидромонитора.

10. При отработке мощных пластов вход под щит и выход из-под него должны быть оборудованы подвесной металлической канатной лестницей. Лестница подвешивается к щиту и спускается по углеспускной печи до ближайшей сбойки, соединяющей эту печь с ходовой.

Второй выход из-под щита оборудуется в ближайшей к завалу углеспускной печи. Эта печь должна быть оборудована подвесной металлической канатной лестницей, подвешенной к щиту. Длина лестницы должна быть такой, чтобы в опущенном состоянии она доходила до сбойки с вентиляционной печью, пройденной с промежуточного или откаточного (параллельного) штрека.

Между крайними секциями щитового перекрытия должны быть протянуты два предохранительных каната, к которым прикрепляются пояса работающих под перекрытием. При мощности пласта до 6 м может быть протянут один канат.
Заключение.

В ходе выполненной курсовой работы я получил первые навыки по проектированию угольной шахты. В которой определялись основные параметры шахты, выборы способа и схемы вскрытия, выборы способа и схемы подготовки шахтного поля, а так же выбор системы разработки и технологической  схемы шахты. В результате получилось следующее:

способ вскрытия шахтного поля вертикальными стволами,

схема вскрытия шахтного поля одногогизонтная с капитальным квершлагом,

способ подготовки шахтного поля пластовый индивидуальный,

схемаподготовки шахтного поля  погоризонтная,

система разработки длинными столбами по падению,

механизированный комплекс КМ – 138,

механизированная крепь М 138/4,

очистной комбайн 2КШЭУ,

проходческий комбайн 1ГПКС,

забойный скребковый конвейер Анжера.  
Список использованных литературных источников.
1.     Килячков А. П. Технология горного производства. М., Недра, 1992.

2.     Бурчаков А. С, Гринько Н. К. и др. Технология подземной разработки пластовых месторождений полезных ископаемых. М., Недра,1983.

3.     Кораблев А. А, Цетнарский И. А. Справочник подземного электрослесаря. М., Недра,1985.

4.     Бурчаков А. С, Харченко В. А, Кафорин  Л. А. Выбор технологических схем угольных шахт. М., Недра, 1975.