Каталог :: Экология

Курсовая: Разведка и разработка полезных ископаемых

Министерство образования Российской Федерации

Новокузнецкий филиал-институт

Кемеровского государственного университета Кафедра экологии и естествознания

ПО РАЗВЕДКЕ И РАЗРАБОТКЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Курсовая работа студента IV курса, группы ГЭ-99 А.В. Ауцерс Научный руководитель проф. д.т.н. Ю.П. Ванжа

Новокузнецк 2003

СОДЕРЖАНИЕ

Введение................................3 Исходные данные для разработки проекта..................4 1 Основные параметры шахты 1.1 Промышленные запасы шахтного поля............5 1.2 Проектная мощность шахты..................5 1.3 Срок службы.......................6 2 Выбор схемы и способа вскрытия шахтного поля...........7 3 Выбор схемы и способа подготовки шахтного поля..........8 4 Системы разработки 4.1 Выбор и обоснование системы разработки............9 4.2 Технические средства очистных работ.............9 4.3 Размеры выемочных полей и очистного забоя.........9 4.4 Нагрузка на очистной забой.................10 4.5 Проверка нагрузки на забой по фактору проветривания......11 4.6 Определение числа действующих забоев.............12 5 Горнотехнические показатели работ шахты............14 Заключение ...............................15 Литература..............................16 Приложения............................17

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время на долю угля приходится 11,8% в потреблении топливно- энергетических ресурсов, что значительно ниже технических возможностей отрасли. По прогнозным оценкам добыча угля к 2010 году достигнет 280 млн. т. Важной составляющей частью общей стратегии развития отрасли является обеспечение экологической безопасности производства, жизненных условий для населения угольных регионов. Данный курсовой проект выполняется с целью формирования навыков самостоятельного решения задач конструирования, проектирования и организации горных работ. Задачами проекта являются: выбор рациональной схемы вскрытия и подготовки шахтного поля, выбор системы разработки и расчет некоторых ее параметров. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ПРОЕКТА Таблица 1. Исходные данные
Н, кмS, кмα, град

H0, м

Мощность пластов (mi)

ƒy

γ, T/m2

Aо., тыс.т.

α i,

м

1234
36151023651,21,315050
S, Н – размеры шахтного поля по простиранию и по падению, соответственно; Н0 – верхняя граница шахтного поля; α - угол залегания (угол падения) угольных пластов; ƒy – коэффициент крепости угля; γ - плотность угля (объёмный вес угольных пластов); Ао.з.м. – нагрузка на очистной забой; mi – мощность угольных пластов; α i – мощность пород междупластья. 1 ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ШАХТЫ 1.1 Промышленные запасы шахтного поля Промышленные запасы шахтного поля определяются по формуле: Z = S·H·∑m· γ·c, млн. т., где С – коэффициент извлечения (0,8); S – размеры шахтного поля по простиранию; Н – размеры шахтного поля по падению; γ - объёмный вес полезного ископаемого, т/м3. Z = 3000·6000·16·1,3· 0,8 = 299520 тыс. т. 1.2 Проектная мощность шахты Годовая проектная мощность шахты определяется по выражению: , где кпл – коэффициент, учитывающий влияние числа угольных пластов в шахтном поле и принятых к одновременной разработке; , кноз – коэффициент, учитывающий влияние нагрузки на очистной забой на уровень проектной мощности шахты; кгл – коэффициент, учитывающий влияние глубины разработки и угла падения угольных пластов. , где Ψ - коэффициент, отражающий степень влияния средней нагрузки на единичный забой, на годовую мощность шахты, учитывающий вместе с тем особенности угольных бассейнов (для Кузбасса Ψ = 0, 0016); Аозм – месячная нагрузка на забой, для Кузбасса равна 150 000 т/мес; mср – средняя мощность угольных пластов в шахтном поле, м; mpi – мощность первого пласта, принятого к разработке, м (таблица 1); mор – мощность всех пластов, принятых к одновременной обработке, м (таблица 1); mсум – мощность всех рабочих пластов в рабочем поле, м. ; ; где Нвг – глубина верхней границы шахтного поля, м (таблица 1); Ннг – глубина нижней границы шахтного поля, м. ; ; ; ; ; . 1.3 Срок службы шахты Срок службы шахты определяется по формуле: Тп = Т + t, где Т – период стабильной работы шахт; t – суммарное время на развитие и свёртывание добычи (принимаем 5 лет). ; . 2. ВЫБОР СХЕМЫ И СПОСОБА ВСКРЫТИЯ ШАХТНОГО ПОЛЯ Вскрытием месторождения или шахтного поля называется проходка горных выработок, открывающих доступ с поверхности к полезному ископаемому и обеспечивающих возможность проведения подготовительных выработок. Схема вскрытия описывает пространственное расположение всех вскрывающих выработок. Различают вертикальную и горизонтальную схемы вскрытия. Вертикальное вскрытие – это обеспечение доступа с поверхности к разрабатываемому горизонту, горизонтальное – вскрытие угольных пластов в пределах горизонта. Так как угол падения равен 15°, то выбираем горизонтальную схему вскрытия, которую выполняют, как правило, в плоскости главного транспортного горизонта. На основании исходных данных для выполнения курсового проекта и норм технологического проектирования принята одногоризонтная, безуглубочная схема вскрытия. 3. ВЫБОР СХЕМЫ И СПОСОБА ПОДГОТОВКИ ШАХТНОГО ПОЛЯ Подготовкой шахтного поля называют определённый порядок проведения выработок, осуществляемый после вскрытия шахтного поля и обеспечивающий возможность подготовки выемочных полей. На основании исходных данных и норм технологического проектирования выбрана панельная схема подготовки шахтного поля, так как размеры шахтного поля по простиранию велики (S = 6000 м); размер по падению Н = 3000 м (одногоризонтная безуглубочная схема). По простиранию шахтное поле делится на 2 панели с размерами Sn ´Hn=3000м´1500м каждая. Каждая панель делится в нисходящем порядке подготовительными штреками на ярусы с размерами Sя ´Ня=3000м´200м, где Ня – длина лавы, лестницы, забоя при панельной подготовке; Sя=Sn. Все подготовительные выработки проводятся по пласту, то есть применяется пластовый способ. Из свиты пластов в задании берётся один пласт. Остальные пласты свиты принимают участие при расчёте запасов. 4. СИСТЕМА РАЗРАБОТКИ 4.1 Выбор и обоснование системы разработки Система разработки должна обеспечивать безопасное ведение работ, экономичность разработки, минимальные потери полезного ископаемого. На основании исходных данных и технических характеристик механизмов для очистной выемки принята система разработки длинными столбами по простиранию с полным обрушением кровли. Так как пласт имеет простое строение и малый угол падения, то данная схема разработки наиболее целесообразна. Поскольку для разработки принят только один пласт т1=4 м, то принят механизированный комплекс КМ-138 с размером проходного сечения для струи воздуха 10 м2. 4.2 Технические средства очистных работ · Механизированный комплекс – 2КМ–138; · Комбайн – КСВ – 460 Н; · Вынимаемая мощность m=2 м; · Ширина захвата r = 0,8 м; · Рабочая скорость Vp=5 м/мин; · Маневровая скорость Vm=10 м/мин. 4.3 Размеры выемочных полей и очистного забоя На основании «раскройки» шахтного пласта m1 по принятой панельной схеме размеры выемочных горизонтов равны S´H=6000·1500=9000 м2 – размер выемочного поля. Остаток, то есть нижняя часть пласта отрабатывается как уклонный горизонт с минимальными размерами. Длина лавы с комплексами КМ в настоящее время по возможности гипсометрии принимается равной 200 м. Принятые следующие размеры очистного забоя: · Длина лавы – 200 м; · Длина ниши – 10 м; · Длина вынимаемого столба – 1500 м. 4.4 Нагрузка на очистной забой Нагрузка на очистной забой с механизированным комплексом определяется из выражения: , где n – число смен по добыче угля в сутки (n=4); Т – длительность смены, мин (360 мин при шестичасовой смене); Тпз – время на подготовительно-заключительные операции в смену (15 мин); Тп – суммарное время учитываемых технологических перерывов и организационно-технологических простоев в смену (10 мин); То – время на отдых (15 мин в смену); Кн – коэффициент надёжности механизированного комплекса и средств транспорта на выемочном штреке (поле); L – длина лавы (200 м); r – ширина захвата исполнительного органа выемочной машины (0,8 м); m – вынимаемая мощность пласта, м (4 м); γ - средняя плотность угля, т/м3; С – коэффициент извлечения угля в лаве (0,98); Lм – длина машинной части лавы (190 м); Vp – рабочая скорость подачи комбайна (5 м/мин); Vм – маневровая скорость подачи комбайна при зачистке лавы (10 м/мин); tв – время на вспомогательные операции, отнесённые к 1 м длины машинной части лавы (0,1 мин); t – продолжительность концевых операций для подготовки лавы к следующему циклу (15 мин). Коэффициент эксплуатационной надёжности: , где Кк – коэффициент готовности комбайна (0,94); Км.к. – коэффициент готовности механизированной крепи (0,90); Кк.л. – коэффициент готовности конвейера лавы (0,94); Кп – коэффициент готовности крепи сопряжения с перегружателем (0,94); Кл.к. – коэффициент готовности ленточного конвейера на транспортной выработке (0,95); n – число конвейеров в транспортной цепи (n=4). ; . 4.5 Проверка нагрузки на очистной забой по фактору проветривания Определив нагрузки на очистной забой, произведём её проверку по фактору проветривания: , где Fл – проходное сечение для струи воздуха при минимальной ширине призабойного пространства (10 м2); Vmax – допустимая по ПБ скорость движения воздуха в лаве (для мехкомплексов 6 м/с); d – допустимая по ПБ концентрация метана в исходящей струе (не более 1%); k – коэффициент, учитывающий движение части воздуха по выработанному пространству за крепью выработки (1,2); q – метановыделение из лавы в исходящую струю воздуха (10 м3/т суточной добычи); Кн – коэффициент неравномерности газовыделения в лаве (при абсолютном газовыделении, равном 5 м3/мин, Кн = 1,46); Кд – коэффициент дегазации (0,6). 4.6 Определение числа действующих забоев Число действующих забоев целесообразно определить через нагрузку на очистной забой. При разработке одного пласта число лав определяется по выражению: , К0 = 0,95 – коэффициент, показывающий удельный вес добычи очистных забоев; где Ашс – суточная добыча по шахте. ; ; Определим число циклов, выполняемых за сутки в очистном забое из выражения: , где Тсм – длительность смен; tпз – время на подготовительно-заключительные операции; n – число смен; L – длина лавы; tв – время на вспомогательные операции, отнесённые к 1 метру длины машинной части; tко – продолжительность концевых операций для подготовки лавы к следующему циклу. циклов. 5. ГОРНОТЕХНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ РАБОТЫ ШАХТЫ
Наименование показателейЕдиницы измеренияЗначения показателей

Производственная мощность шахты (суточная добыча по шахте Ашс)

т/сут.21363
Запасы шахтного поля (Z)млн. т299,5
Размеры шахтного поля (Н´S)м3000х6000

Срок службы шахты (Tn)

лет52
Количество пластовшт.4
Мощность пластов (m)м

2

3

6

5

Угол падения пластов (α)град.15

Нагрузка на забой (Amax)

т/сут.10 652
Число забоев (n)шт.3
ЗАКЛЮЧЕНИЕ Интенсивное развитие и техническое совершенствование угольной промышленности в стране, характеризуется созданием крупных горнодобывающих и перерабатывающих производств на базе перспективных месторождений бурых и каменных углей расположенных в различных природно-климатических зонах. Это требует новых технических и технологических решений и все больше капитальных вложений с учетом создания необходимой инфраструктуры, энергозатрат на транспортирование полезного ископаемого и грузов, на проветривание и создание удовлетворительных условий труда горнорабочих. На основании исходных данных для выполнения курсового проекта и норм технологического проектирования принята: одногоризонтная, безуглубочная схема вскрытия; панельная схема подготовки шахтного поля; система разработки длинными столбами по простиранию с полным обрушением кровли. ЛИТЕРАТУРА 1 Ванжа Ю.П. Технология горного производства. Методические указания к выполнению курсовой работы. – Новокузнецк: СибГИУ, 1998. 2 Килячков А.П. Технология горного производства. – М.: «Недра», 1971. 3 Бурачков А.С. Технология подземной разработки пластовых месторождений полезных ископаемых. – М.: «Недра», 1983. ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ПРИЛОЖЕНИЕ 2 ПРИЛОЖЕНИЕ 3