Технология отработки пласта выемочного участка шахты (стр. 4 из 20)
2.3.2 Расчет параметров системы разработки
Для принятой системы разработки выбираем следующие параметры. Вынимаемая мощность пласта m=4,46м.
Длина выемочного столба L=3120м.
Длина очистного забоя (лавы) Lз=250м.
Длина конвейерного штрека Lк = 3070м.
Длина вентиляционного штрека Lв = 3070м.
Длина монтажной камеры Lм = 250м.
Отрабатываемая часть выемочного участка по простиранию определяется по формуле:
L=Lуч-hц1-hц2 , м, (1)
где hц1 – ширина целика по простиранию между лавой и
конвейерным уклоном, hц1 = 70м;
hц2 – ширина барьерного целика за монтажной камерой, hц2 = 50м.
L = 3120 – 70 – 50= 3000 м
Отрабатываемая часть выемочного участка по падению, определяется по формуле:
Н=Нуч-hц , м, (2)
где hц - ширина целика по падению, hц = 22м.
Н=283- 22=260м.
2.3.3 Подсчет запасов и потерь на выемочном участоке
Балансовые запасы угля.
Zб = L ∙ Н ∙ m ∙ γ, т, (3)
где γ – объемный вес угля, γ = 1,35м3/т.
Zб = 3120 ∙ 283 ∙ 4,46 ∙ 1,29 = 5080022т
Добыча из подготовительных выработок.
Zпод = S ∙ Ln ∙ γ, т, (4)
где S – сечение подготовительной выработки, м2;
Ln – длина подготовительной выработки, м.
Из конвейерного штрека:
Z1 = 3070 ∙ 22 ∙ 1,29 = 87126,6 т.
Из вентиляционного штрека:
Z2 = 3070 ∙ 22 ∙ 1,29 = 87126,6 т.
Из монтажной камеры:
Z3 = 250 ∙ 36,1 ∙ 1,29 = 11642,25т,
Zпод.об = Z1 + Z2 + Z3, т, (5)
Zпод.об = 87126,6 + 87126,6 + 11642,25 = 185895,45т.
Определяем запасы вынимаемые из очистного забоя по формуле:
(6) | где |  | - мощность вынимаемого пласта, 4,46м; |
| Lc | - длина выемочного столба по простиранию, 3000м; | |
| L | - длина очистного забоя по падению, 250м; | |
 | - объемная вес угля, 1,29 т/м3 |
Определяем процент потерь:
П% = Zп / Zб ·100 = 575100/5080022 · 100 = 11,2%.
Таблица 4 - Потери угля на выемочном участке
| Наименование целиков | Размеры целиков, м | Плотность угля, т/м3 | Потери | |||
| по простиранию | по падению | по мощности | тыс.т | % | ||
| Целик у конвейерного штрека | 3000 | 22 | 4,46 | 1,29 | 379,72 | 7,4 |
| Целик у конвейерного уклона | 70 | 283 | 4,46 | 1,29 | 113,97 | 2,2 |
| Целик у монтажной камеры | 50 | 283 | 4,46 | 1,29 | 81,41 | 1,6 |
| Итого: | 575,1 | 11,2 | ||||
2.3.4 Подготовка выемочного участка
Подготовка выемочных столбов предусматривается спаренными штреками – конвейерным и вентиляционным, закрепленными анкерной крепью. Подготовку пластов на участке планируется производить уклонами (конвейерным и путевым). Подготовка выемочного столба будет производиться следующим образом:
по простиранию – проведение конвейерного и вентиляционного штреков;
по падению (восстанию) – проведение монтажной камеры.
Проходка уклонов, штреков и монтажных камер будет производиться проходческим комплексом типа АБМ-20. Крепление уклонов, штреков и монтажных камер – анкерное (АСП). Порядок отработки выемочного участка – прямой.
2.3.5 Расчет объема подготовки
Количество подготовительных выработок и их основные параметры представлены в таблице 5.
Таблица 5 – Объем подготовительных и нарезных выработок
| Наименование выработок | Длина, м | Количество выработок, шт. | Общая длина, м | Поперечное сечение, м2 | Объем проводимых выработок, м3 |
| Конвейерный штрек | 3070 | 1 | 3070 | 22 | 67540 |
| Вентиляционный штрек | 3070 | 1 | 3070 | 22 | 67540 |
| Монтажная камера | 250 | 1 | 250 | 36,1 | 9025 |
| Итого: | 6390 | 144105 |
Определить объем подготовительных выработок, приходящихся на
1000 т промышленных запасов по формуле:
L1000 = (∑Lвыр × 1000) / Zпром, м, (7)
где ∑Lвыр – суммарная длина подготовительных выработок в пределах выемочного участка, м.
L1000 = (6390 × 1000)/ 4353750= 1,4м.
2.4 Проведение, крепление и ремонт подготовительной выработки
2.4.1 Назначение выработок и их характеристика
Конвейерный штрек 5а-6-18 предназначен для транспортировки угля из лавы, доставки материалов и оборудования, выдачи исходящей струи воздуха, движения людей. На конвейерном штреке монтируются перегружатель, энергопоезд, дробильная установка, ленточный конвейер. По штреку прокладывается противопожарно-оросительный трубопровод и трубопровод сжатого воздуха, трубопровод чистой воды, трубопровод нагнетания и слива эмульсии. Длина штрека 3070м, Sсв =22м2. Закреплен анкерной крепью АСП.
Вентиляционный штрек 5а-6-18 предназначен для доставки материалов и оборудования в лаву, выдачи исходящей струи воздуха из лавы. По штреку прокладывается пожарно-оросительный трубопровод и трубопровод сжатого воздуха. Длина штрека 3070м, Sсв =22м2. Закреплен штрек анкерной крепью АСП.
Монтажная камера предназначена для монтажа механизированного комплекса “Joy” и лавного скребкового конвейера. Длина монтажная камера 250м, Sсв =36,1м2.
2.4.2 Выбор способа проходки и механизации
Проведение выработок производится комбайнами АБМ-20 «Alpine» с отгрузкой отбитой горной массы на электрический самоходный вагон типа 10SC32 «Joy» с дальнейшей отгрузкой на скребковый конвейер 2СР-70 и далее на ленточный конвейер 2ЛТ-100.
Бурение шпуров под анкера в кровле выработок и борта выработок производится гидравлическими навесными бурильными установками: 4 бурильных установки для установки анкеров в кровлю и 2 навесных бурильных установки для установки анкеров в борта выработки, слева и справа.
Проветривание выработок производится вентиляторами местного проветривания. Воздух в забой подается по вентиляционным трубам.
По выработкам прокладывается пожарно-оросительный трубопровод диаметром 114 мм с отводами. Комбайн АБМ-20 с встроенным пылеотсосом мокрого типа.
Комбайн АБМ-20 имеет высоту около 3,6м и может использоваться для проходки выработок от 3,8 до 4,5м и шириной 5,5м. Для того, чтобы можно было анкеровать зоны вывалов, превышающие по высоте 4,5м, навесные бурильные установки сделаны в расчете на высоту 4,8м.
Глубина шпуров в кровлю составляет от 2 до 2,4м. Глубина шпуров в борта составляет максимум 1,6м. При необходимости бурить более глубокие шпуры, необходима смена буровых штанг.
Таблица 6 - Техническая характеристика комбайна АБМ-20
| Показатель | Значение |
| Длина, м | 11,6 |
| Ширина в работе, м | 5,5 |
| Высота в работе, м | 3,2 |
| Вынимаемая мощность, м | 3,8 – 4,5 |
| Диаметр режущего барабана, м | 1,15 |
| Скорость вращения барабана, м/сек | 1,5 |
| Скорость погрузки, т/мин | 25 |
| Скорость хода, м/мин | 4,5-18 |
| Клиренс, мм | 230 |
| Тяговое усилие, кН | 2х300 |
| Ширина гусениц, мм | 570 |
Таблица 7 – Техническая характеристика шахтного самоходного вагона10SC32
| Показатель | Значение |
| Габариты, ммдлинаширинавысота | 899026801440 |
| Грузоподъемность, т | 10-13,6 |
| Масса, т | 19 |
| Скорость движения, км/час – м/минбез грузас грузом | 8-1337-117 |
Таблица 8 - Техническая характеристика 2СР – 70
| Показатель | Значение |
| Длина в поставке, м | 150 |
| Производительность, т/ч | 500 |
| Гидромуфта | ГПВ 400 |
| Мощность электродвигателей, кВт | 55 |
| Ширина конвейера, мм | 600 |
| Высота конвейера, мм | 200 |
| Вес, кг | 31000 |
2.4.3 Выбор формы и размеров сечения
Проведем выбор необходимого сечения конвейерного штрека.
Определяется количество воздуха, которое должно проходить по штреку в период его эксплуатации
, м3/с (8)где Кн - коэффициент, учитывающий неравномерность доставки воздуха;
Асут - добыча угля на участках, для проветривания которых подается воздух по данной выработке, т/сут.;
- относительное газовыделение, м3/т;Сд - допустимая концентрация метана в исходящей струе, %.
Qнв= 1,45 ∙ 10 ∙ 9120/ 648 ∙ 1= 173 м3/с.
Исходя из необходимого количества воздуха, которое надо пропустить по выработке и допустимой по ПБ максимальной скорости его движения по данной выработке, определяется минимальное сечение выработки в свету
, м2, (9)где Vдоп - максимально допустимая скорость движения воздуха по выработке, 8 м2/с
Sсв = 175/8=21,8 м2.
, м/с. (10)Ориентировочно высоту выработки Нв можно определить при известной ширине В и сечению, принятому по необходимому количеству воздуха по формуле:
, м (11)H = 21,8 /5,5=3,9 м
Окончательно принимаем:
Ширина выработки – 5,5м;
Высота выработки – 4 м;
Сечение выработки в свету -22м2;
Сечение выработки в проходке – 22,2м2.
Проходка конвейерного штрека осуществляется сразу по форме проводимой выработки одной заходкой, что позволяет проводить выработку практически без остановок и обеспечивать высокие темпы проходки.
2.4.4 Расчет крепления выработки
Расчет производится согласно «Инструкцией по расчету и применению анкерной крепи на угольных шахтах России». [4]
Таблица 9 - Исходные данные для расчета анкерной крепи