Проходка конвейерной выработки на шахте "Новодонецкая" (стр. 2 из 8)

Основным видом транспорта будет конвейер 1ЛТ-100. В качестве вспомогательного транспорта предполагается применение напочвенной дороги ДКНЛ-1.

В выработке будет один рельсовый путь шириной колеи 900мм. Расход воздуха при эксплуатации 1120м³ /мин.

2.2 Анализ технологии базового варианта

Технологическая схема 3южного конвейерного штрека имеет ряд недостатков:

- применяемый комбайн ГПКС по своей характеристике работает на пределе своих возможностей в проектируемом сечении. Комбайн устарел, требует ремонта;

- транспортные средства так же не обеспечивают высоких темпов проходки, применение двух ленточных конвейеров увеличивает число пересыпов и число обслуживающего персонала;

- вспомогательный транспорт с использованием лебедок мало производителен и неудобен в эксплуатации.

С целью совершенствования технологической схемы проектируемого штрека предлагаются следующие меры:

- применить в забое более производительный и надежный проходческий комбайн

- усовершенствовать транспортную цепочку за счет применения телескопического конвейера

- для доставки материалов применить напочвенную канатную дорогу

- для частичной механизации крепления штрека применить подвесной крепеустановщик

- для повышения безопасности работ и надежности крепления штрека применять железобетонные затяжки вместо деревянных.

2.3 Форма сечения выработки и тип крепи

Основными формами сечения выработок в настоящее время являются сводчатые и трапециевидные. Сводчатые формы более благоприятны с точки зрения устойчивости, выдерживают более высокое верхнее давление. Опыт работы шахт показывает, что увеличением глубины разработки эта форма становится наиболее рациональной, особенно если выработка испытывает влияние очистных работ, На основании вышесказанного для заданных условий принимаем арочную форму штрека.

В практике шахт Донбасса выработки со сводчатой формой сечения крепятся металлической арочной крепью из спецпрофиля СВП. Под действием горного давления контур выработки испытывает смещение, величина которого зависит от устойчивости пород, размеров сечения и срока службы. С целью предупреждения разрушения крепи она должна быть податливой. Крепь может быть трёхзвенной (податливость её составляет 300-400мм) и пятизвенной КМП А5 (с вертикальной податливостью до 1000мм).

Поданным шахты на проектируемом участке в выработках предполагается смещение пород не превышающее 300мм. В этом случае применяем металлическую податливую крепь КМПА-3.

2.4 Выбор типового сечения

Поперечное сечение выработок должно соответствовать типовым стандартам [1, п.2.2.3].

Размеры выработки зависят от давления, назначения выработки, размеров транспортного оборудования, количества воздуха, зазоров, предусмотренных ПБ.

Для выбора типового сечения рассчитаем необходимую ширину выработки по основанию в метрах.

В = m. + А + С + p + n + 2a + в

гдеm – зазор между крепью и конвейером, m = 0,4м [1, п.2.2.3]

р – зазор между конвейером и подвижным составом,

р = 0,4м

n – зазор для прохода людей, n = 0,7м

C – ширина конвейерного става, С = 1,3м

А – ширина подвижного состава, А = 0,94м

а – уширение выработки за счёт кривизны ножек крепи

а = 0,2 м

в – запас на боковую усадку крепи,

в = 0,4 м – для штреков [2, с. 18]

В = 0,4 + 0,94 + 1,3 + 0,4 + 0, 7+ 2 × 0,2 + 0,4 = 4,5 м

По значению минимальной расчётной ширины выработки, с учётом запаса на безремонтное поддержание принимаем типовое большее сечение по приложению 4 [2, с. 63]

Принимаем ближайшее большее типовое сечение с шириной выработки в свету 4,75м. Это будет сечение с типоразмером крепи КМП – А3 / 13,8.

Проверим это сечение по скорости воздушной струи

V_возд. =

гдеS_св – сечение выработки в свету после осадки, м²

Q = 1120 м³/мин – расход воздуха по штреку при эксплуатации.

Расчётная величина V_возд. должна быть в пределах допустимых значений, обусловленных ПБ, а именно от 0,25 м/с до 6 м/с.

Значит сечение выбрано правильно.

Параметры сечения заносим в таблицу 1 [2, с. 63]

Таблица1. – Характеристика сечения

Типо-размеркрепи	Коэффициенткрепости	Площадь сечения, м2			Высота в свету после осадки	Ширина в свету после осадки	Размер в проходке		Тип профиля
		в свету		в проходке
							высотам	ширинам
		до осадки	послеосадки
КМП–А3/13,8	3	12,8	11,2	16,2	2,94	4,53	3,68	5,24	СВП – 27

2.5 Параметры крепление выработки

Крепится штрек трехзвенной металлической арочной крепью КМП – А3/13,8 из спецпрофиля СВП – 27. Крепь предназначена для крепления выработки в зоне влияния очистных работ со сроком службы от 2 до 15 лет с крепостью пород с f = 2 – 9 и состоит из: верхняка и двух стоек, скреплённых внахлёстку скобами.

Возведение крепи начинают с установки стоек, уже скреплённых скобами с дополнительными стойками, в лунки и скрепляют их межрамными стяжками с ранее установленной аркой.

Устанавливают помост или подвесной полок, с которого на стойки укладывают верхняк, чтобы нахлёстка была 400 мм и соединяют их двумя парами скоб, предварительно заложив в замки между днищами стойки и верхняк деревянные прокладки. Верхняк соединяют с верхняком ранее установленной рамы межрамной стяжкой. Между замками смежных рам устанавливают межрамные деревянные распорки и пробивают деревянные клинья в двух точках между крепью и стенками выработки на высоте, равной примерно 0,6 её ширины.

После чего затягивают сначала кровлю, а затем бока выработки железобетонными затяжками, пустоты за ними заполняют мелкой породой.

Так как проходку осуществляем с креплением по мере подвигания забоя на одну раму, то временное выдвижное крепление не применяем (при необходимости его функции будет выполнять крепеустановщик КПМ-8).

Расстояние между рамами крепи определяем по формуле:

r_max =

, м

гдеf = 3 крепость пород кровли

Р_кр – несущая способность одной рамы из СВП – 27,

Р_кр = 160 кН [2, т.10]

g - объёмная масса пород кровли, g = 2 т/м³ (по данным шахты)

а – полупролёт арки в проходке

а =

r_max =

Окончательно расстояние между рамами принимаем r = 0,5 м [2, табл. 11]

Межрамное ограждение служит для равномерного распределения давления породы на крепь и предупреждения вывалов. Ограждение бывает деревянное, железобетонное и металлическое сетчатое. В проекте принимаем железобетонные затяжки для затяжки кровли. Длина затяжки 1,0м, ширина 0,2м, толщина 0,05м. Вдоль оси выработки они укладываются встык. С учётом срока службы и малой крепости пород железобетонная затяжка используется и для кровли, а для боков штрека предусматриваем металлическую сетчатую затяжку.

2.6 Способ и схема проведения выработки

Способ проведения зависит от физика – механических свойств пород, площади поперечного сечения и длины выработки. В зависимости от способа отделения горных пород от массива различают комбайновую, буровзрывную, гидравлическую технологии.

Коэффициент крепости пород, арочная форма сечения выработки, большая протяжённость штрека (>300м) позволяют применить при прохождении штрека прогрессивный способ проходки с помощью проходческого комбайна. Комбайновый способ обеспечивает более высокую производительность труда и скорость проходки, безопасность ведения работ, большую устойчивость выработки, снижает стоимость проведения выработки по сравнению с БВР.

Штрек будет проводиться узким забоем, при котором уголь вынимается только в пределах поперечного сечения выработки, а порода выдаётся на поверхность. Достоинства этого способа, по сравнению с широким забоем: более высокая скорость проведения, лучшая устойчивость выработки, меньшие затраты на её поддержание. Основной недостаток – выдача породы на поверхность, что загружает подземный транспорт и подъём, а также отвалы загрязняют продуктами горения воздух вблизи шахт.

Учитывая слабую крепость пород кровли, принимаем преимущественно верхнюю подрыву, однако угол наклона пласта не позволяет разместить под таким наклоном основание штрека. Таким образом, частично подрываем и породы почвы.

Определим площадь угольного и породного забоя.

Площадь угольного забоя

S_уч. =

гдеm – мощность пласта;

В_прох. – ширина выработки в проходке

- угол наклона пласта, a = 10⁰

Сечение породного забоя

S_пор. = S_прох. – S_уч. = 16,2 – 8,9 = 7,3 м²

Коэффициент присечки породы:

к_п =

Коэффициент К_п характеризует, какую часть порода занимает в сечении выработки.

Учитывая мощность пласта более 1метра, в проекте целесообразно было бы принять раздельную выемку угля и породы.