Конструирование, проектирование и организация ведения горных работ (стр. 1 из 7)

Министерство образования и науки РФ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального

образования

«Сибирский Государственный индустриальный университет»

Кафедра разработки пластовых месторождений

Расчетно - пояснительная записка к курсовой работе

по дисциплине: «Горное дело»

Выполнил: ст.гр. ЭУГ – 092

Гилязова Ю.Н.

Проверил: ст. преподаватель

Риб С.В.

Новокузнецк 2010

Содержание

Введение…………………………………………………………………………...3

Исходные данные…………………………………………………………………4

1 Основные параметры шахты…………………………………………………..5

1.1 Расчет промышленных запасов шахтного поля…………………………...5

1.2 Расчет годовой мощности шахты…………………………………………..9

1.3 Расчет срока службы шахты……………………………………………….11

2 Выбор способа и схемы вскрытия шахтного поля…………………………..12

2.1 Выбор способа вскрытия шахтного поля………………………………...12

2.2 Выбор схемы вскрытия шахтного поля…………………………………..14

2.3 Безопасность ведения горных работ при вскрытии шахтного поля……19

3 Выбор способа и схемы подготовки шахтного поля………………………..21

3.1 Выбор способа подготовки шахтного поля……………………………...21

3.2 Выбор схемы подготовки шахтного поля………………………………..21

3.3 Безопасность ведения горных работ при подготовке шахтного поля….22

4 Система разработки……………………………………………………………24

4.1 Выбор и обоснование системы разработки……………………………...25

4.2 Технические средства очистных работ…………………………………..26

4.3 Размеры выемочных полей и очистных забоев………………………….28

4.4 Нагрузка на очистной забой………………………………………………28

4.5 Проверка нагрузки на очистной забой по газовому фактору…………...29

4.6 Определение числа действующих очистных забоев…………………….30

4.7 Технологическая схема шахты……………………………………………30

4.8 Горнотехнические показатели работы шахты…………………………34

4.9 Безопасность ведения очистных работ…………………………………...35

Заключение……………………………………………………………………….41

Список литературных источников……………………………………………...42

Введение

Угольная промышленность – это одна из ведущих отраслей топливно-энергетического комплекса России. Огромное внимание уделяется совершенствованию технологий подземной добычи угля, которая обеспечивала бы высокую эффективность выемки пластов, рациональность использования запасов и безопасность работ на шахте. Интенсивное развитие и техническое совершенствование угольной промышленности в стране, характеризуется созданием крупных горнодобывающих и перерабатывающих производств на базе перспективных месторождений угля. Это требует новых технических и технологических решений и все больше капитальных вложений с учетом созданий необходимой инфраструктуры, энергозатрат на транспорт полезных ископаемых и грузов, на проветривание и создание благоприятных условий труда горных рабочих.

Курсовая работа выполняется с целью формирования навыков самостоятельного решения задач конструирования, проектирования и организации ведения горных работ.

Задачи:

1. Рассчитать параметры шахты.

2. Выбрать рациональный способ и схемы вскрытия и подготовки шахтного поля.

3. Выбрать систему разработки и технологические средства очистных работ.

4. Исследовать безопасность ведения горных работ при подготовке и вскрытии шахтного поля и ведения очистных работ.

Исходные данные

Угол падения α, град	16
Мощность угольных пластов, м	m₁	3,5
	m₁	3,0
	m₁	3,2
Мощность междупластий, м	d₁	30
Мощность междупластий, м	d₂	40
Мощность наносов, м H_наносы		10
Объемная масса, т/м³γ		1,25
Коэффициент крепости, f		1,2
Размер шахтного поля, м	По простиранию, S	5600
Размер шахтного поля, м	По падению, H	2600

1 Основные параметры шахты

1.1 Расчет промышленных запасов шахтного поля

Геологические запасы шахтного поля – это общие запасы месторождений, определяются по следующей формуле:

Z_геол=Z_бал+Z_заб, т (1)

где Z_бал– балансовые запасы

Z_заб– забалансовые запасы.

Балансовые запасы – это запасы, использование которых в промышленности, при существующем развитии техники и технологии экономически целесообразно.

Забалансовые запасы – это запасы, использование которых в промышленности, при существующем развитии техники и технологии экономически нецелесообразно.

В идеальном случае шахтное поле имеет форму прямоугольника. Балансовые запасы шахтного поля определяются по формуле:

Z_бал=SH

m_iγ_i),т (2)

где n – количество пластов в шахтном поле

m_i – мощность i-го пласта

γ_i – объемная масса i-го пласта,γ₁=γ₂=γ₃=γ

Балансовые запасы 1 пласта определяются:

Z_бал1=5600*2600*3,5*1,25=63700000т.

Балансовые запасы 2 пласта определяются:

Z_бал2=5600*2600*3,0*1,25=54600000т.

Балансовые запасы 3 пласта определяются:

Z_бал3=5600*2600*3,2*1,25=58240000т.

Общие балансовые запасы определяются:

Z_бал=Z_бал1+Z_бал2+Z_бал3 (3)

Z_бал=63700000+54600000+58240000=176540000т.

Не все балансовые запасы будут выданы на поверхность, в недрах останутся потери. Потери – это часть балансовых запасов, которые не извлекаются из недр. Потери определяются по формуле:

Z_пот=Z_общеш+Z_о.г.н.+Z_экс (4)

Z_пот=11586650+1765400+18989205=32341255т.

Потери для каждого пласта определяются:

Z_пот1=4180750+637000+6851775=11669525т.

Z_пот2=3583500+546000+5872950=10002450т.

Z_пот3=3822400+522400+6264480=10669280т.

где Z_общеш– общешахтные потери

Z_о.г.н. – потери окологеологических нарушений и потери, связанные с гидрологическими условиями

Z_экс– эксплуатационные потери.

Общешахтные потери складываются из потерь в предохранительных целиках и барьерных целиках. Общешахтные потери определяются:

Z_общеш=Z_пред+Z_бар (5)

Z_общеш=1765400+982150=11586650т.

Общешахтные потери для каждого пласта определяются:

Z_общеш1=637000+3543750=4180750т.

Z_общеш2=546000+3037500=3583500т.

Z_общеш3=582400+3240000=3822400т.

где Z_пред– потери в предохранительных целиках

Z_бар – потери в барьерных целиках.

Потери в предохранительных целиках определяются:

Z_пред=(0,01÷0,02)Z_бал (6)

Z_пред=0,01*176540000=1765400т.

Потери в предохранительных целиках для каждого пласта определяются:

Z_пред1=0,01*63700000=637000т.

Z_пред2=0,01*54600000=546000т.

Z_пред3=0,01*58240000=582400т.

Потери в барьерных целиках определяются:

Z_бар=2l[S+(H-2l)]m_cγ,т (7)

Z_бар=2*50*[5600+(2600-2*50)]*9,7*1,25=9821250т.

Потери в барьерных целиках для каждого пласта определяются:

Z_бар1=2*50*[5600+(2600-2*50)]*3,5*1,25=3543750т.

Z_бар2=2*50*[5600+(2600-2*50)]*3*1,25=3037500т.

Z_бар3=2*50*[5600+(2600-2*50)]*3,2*1,25=3240000т.

где l – ширина барьерного целика, l=50м

m_c – суммарная мощность пластов.

m_c= m₁+m₂+m₃ (8)

m_c =3,5+3+3,2=9,7м

Потери окологеологических нарушений определяются:

Z_о.г.н.=(0,01÷0,015) Z_бал (9)

Z_о.г.н.= 0,01*176540000=1765400т.

Потери окологеологических нарушений для каждого пласта определяются:

Z_о.г.н.1=0,01*637000000=637000т.

Z_о.г.н.2=0,01*54600000=546000т.

Z_о.г.н.3=0,01*58240000=582400т.

Эксплуатационные потери включают потери по площади, по мощности пласта, потери от неправильного ведения горных работ, потери при транспортировке. Эксплуатационные работы определяются:

Z_экс= (Z_бал+Z_общеш+Z_о.г.н.)k_экспл (10)

Z_экс=(176540000+11586650+1765400)*0,1=18989205т.

Эксплуатационные работы для каждого пласта определяются:

Z_экс1=(63700000+4180750+637000)*0,1=6851775т.

Z_экс2=(54600000+3583500+546000)*0,1=5872950т.

Z_экс3=(58240000+3822400+582400)*0,1=6264480т.

где k_экспл– коэффициент эксплуатационных потерь.

Для тонких пластов: 0,06-0,08

средней мощности: 0,08-0,1

мощные пологие: 0,1-0,12

мощные крутые:0,12-0,15

Принимается коэффициент для мощных пологих пластов равный 0,1.

Определив балансовые запасы и потери в шахтном поле, можно рассчитать промышленные запасы шахтного поля. Промышленные запасы – это часть балансовых запасов, которая будет извлечена из недр.

Z_пром=Z_бал-Z_пот (11)

Z_пром=176540000-32341255=144198745т.

Полноту извлечения балансовых запасов характеризует коэффициент извлечения C_извл, который определяется по следующей формуле:

C_извл=

100% (12)

C_извл=

*100%=81,68

Промышленные балансовые запасы представлены в таблице 1.1

Таблица 1.1 – Промышленные балансовые запасы

Индекс пласта	S,м	H,м	m,м	γ,т/м³	Z_бал,т	Z_пот,т	Z_пром,т
m₁	5600	2600	3,5	1,25	63700000	11660525	52030475
m₂	5600	2600	3,0	1,25	54600000	10002450	44597550
m₃	5600	2600	3,2	1,25	58240000	10669280	47570720
Итого:					176540000	32341255	144198745

Потери полезного ископаемого представлены в таблице 1.2

Таблица 1.2 – Потери полезного ископаемого

Индекс пласта	Потери по видам, т				Суммарные потери, т
Индекс пласта	Z_бар	Z_пред	Z_о.г.н	Z_экс	Суммарные потери, т
m₁	3543750	637000	637000	6851775	11660525
m₂	3037500	546000	546000	5872950	10002450
m₃	3240000	582400	582400	6264480	10669280
Итого:	9821250	1765400	1765400	18989205	32341255

1.2 Расчет годовой мощности шахты