Повышение производительности труда на производственных процессах шахты

Размещено на http://www.allbest.ru/

Повышение производительности труда на производственных процессах шахты

геологический производительность труд шахта

Введение

По разведанным запасам угля РФ занимает одно из ведущих мест в мире. Уголь в нашей стране используется для производства электроэнергии, выплавки стали и чугуна, удовлетворения коммунально-бытовых нужд, а также используется как сырье в химической промышленности. Переход экономики страны к рыночным отношениям и ее нормальное функционирование в новых условиях невозможны без стабилизации и дальнейшего развития производства в угольной, нефтяной, химической, нефтеперерабатывающей и газовой промышленности, при добыче угля, руд черных и цветных металлов, химического сырья.

Увеличению объемов добычи угля и снижению трудоемкости подземных работ способствует внедрение новых технологий.

Практика показывает, что локальное, даже самое существенное улучшение одного из технологических процессов шахты не приводит к значительному повышению производительности труда рабочего на шахте. На повышение этого показателя решающее влияние оказывает уровень выполнения всех технологических процессов производственного цикла, который зависит от принятых технологических решений по способу ведения горных работ, принятому оборудованию и организации работ.

Таким образом, для повышения производительности труда на всех производственных процессах шахты необходимо ориентироваться на прогрессивные технологические и организационные решения по всей технологической цепи шахты.

Характерной особенностью предприятий угольной промышленности является постоянное увеличение расхода электрической энергии на единицу продукции. Это связано не только с тем, что на смену малопроизводительной технике и электрооборудованию приходит более мощное, надежное, высокопроизводительное и, как правило, более энергоемкое оборудование, но, в основном, из-за постоянного усложнения и ухудшения горно-геологических условий (отработка более глубоких горизонтов, увеличивающееся выделение метана, повышенная опасность взрывов, пожаров, увеличение притока воды и протяженности транспортных выработок и т. д.).

Постоянное повышение мощности электрических установок по производству, распределению и потреблению электроэнергии требует разработки новых путей их планирования и проектирования, позволяющих снизить капитальные и эксплуатационные расходы и одновременно обеспечить высокую надежность электроснабжения и экономию энергетических ресурсов.

1. Общие сведения о районе и месторождении

Поле шахты «Зиминка» ООО Угольной компании «Прокопьевскуголь» расположено в северно-западной части Прокопьевского месторождения Кузнецкого каменноугольного бассейна. Административно шахта входит в черту города Прокопьевска - крупнейшего угледобывающего центра Кемеровской области.

Через центральную часть шахтного поля (вкрест простирания пластов) проходят асфальтированная автодорога и подъездной железнодорожный путь нормальной колеи, соединяющей шахту с центром города Прокопьевска и станцией Прокопьевск Кемеровской железной дороги. Станция расположена в трех километрах на восток от основной пром. площадки.

Поверхность шахтного поля представляет изрезанный логами широтного направления склон от Тырганской возвышенности к долине реки Аба. Абсолютные отметки поверхности поля колеблется в пределах +290м., +370м., а относительные превышения отметок в границах поля составляет около 80метров.

К северу от поля шахты «Зиминка» расположено поле шахты «Тайбинская», к западу шахта «Тырганская», к югу шахта им. Калинина, к востоку гидрошахта «Красногорская».

2. Геологическое строение месторождения в пределах шахтного поля

В пределах шахтного поля залегает 21 угольный пласт из которых 18 имеют рабочую мощность, а разрабатываются 15 пластов.

Эти отложения балахонской серии карбонового и пермского возраста.

Продуктивные отложения участка в соответствии со стратиграфической схемой Кузбасса, относятся к верхней балахонской свите.

Наибольшее развитие в пределах шахтного поля получили отложения усятской и кемеровской подсвит, менее распространены ишановская и промежуточная подсвиты.

Усятская подсвита включает 8 пластов угля (сверху вниз) от УШ до

I Внутреннего. Нижняя граница подсвиты проводится по кровле пласта Характерного, которая сложена конгломератами или конгломеративными песчаниками. Мощность подсвиты составляет 216м., рабочая угленостность - 8,5%.

Кемеровская подсвита включает также 8 пластов угля (сверху вниз) - от Характерного до Мощного, по почве которого проходит ее нижняя граница. В эту подсвиту входят самые мощные пласты месторождения: Мощный и Горелый. Группа пластов Лутугинско - Прокопьевских отличается невыдержанностью. Пласт Характерный выявлен разведочными работами только на западном крыле IIсинклинали, к востоку от которого он полностью размыт. Мощность подсвиты составляет в среднем 153м., при коэффициенте рабочей угленосности 19,4%.

Ишановская подсвита самая маломощная продуктивная толща верхнебалахонской свиты, включает 3 пласта угля - от Безымянного до Подспорного. Мощность подсвиты составляет 112м., рабочая угленосность - 9,3%.

Промежуточная подсвита. На шахтном поле свита включает 3 пласта: Двойной, Ударный, Садовый, только пласт Двойной имеет рабочую мощность.

Литологически отложения верхнебалахонской свиты сложены песчано-глинистыми породами.

В ядрах II и III синклиналей залегают непродуктивные отложения кузнецкой свиты (выше пласта VIII Внутреннего). Мощность кузнецкой свиты достигает 850 - 1000м. Сложена свита, в основном песчано-глинистыми породами, среди которых преобладают алевролиты и аргиллиты.

Основными пликативными структурами на поле шахты является II и III синклинали и разделяющая их Тайбинская антиклиналь простирание которых имеет северно-западное направление.

II синклиналь, развитая в юго-западной части шахтного поля, имеет местами асимметричное строение с более крутым залеганием пластов в юго-западном крыле складки, отличается большим непостоянством в элементах залегания. На отдельных участках юго-западного крыла складки имеют запрокинутое залегание. Крылья синклинали поражены многочисленными дизъюнктивными нарушениями, среди которых особое место занимают мелкие внутрипластовые смещения.

III синклиналь на поле шахты представлена только одним западным крылом, которое по сравнению с крылом II синклинали менее нарушено.

Тайбинская антиклиналь имеет асимметрическое строение, проявляющееся в более крутом залегании поочередно то одного, то другого крыла складки.

Помимо пликативных структур поле шахты осложнено целым рядом разрывных нарушений, наиболее крупными из которых являются нарушения В-В и М-М.

Кроме указанных нарушений имеется значительное количество более мелких нарушений типа взбросов и надвигов.

Таблица 1.1 Характеристика разрабатываемых пластов угля по шахте «Зиминка»

Таблица

Таблица

3. Выбор и обоснование системы разработки

К любым системам разработки предъявляются следующие основные требования: безопасность ведения работ, экономичность, охрана недр и окружающей среды.

Для безопасного ведения работ обязательными являются следующие требования: непрерывное проветривание очистного и подготовительного забоя, наличие не менее двух запасных выходов из очистного забоя; проведение профилактических мероприятий по подавлению пыли, предупреждению внезапных выбросов угля и газа, горных и ударов и другое. Экономичность системы разработки достигается при условии минимальных затрат живого труда, энергии и материалов. Потери полезного ископаемого при выборе системы разработки должны быть экономически обоснованы. Неоправданно высокие потери угля наносят ущерб государству, увеличивают себестоимость угля, сокращают срок эксплуатации шахты.

На выбор рациональной системы разработки влияют горно-геологические и горнотехнические факторы, такие как мощность пласта, угол падения, свойства боковых пород, геологические нарушения, взаимное расположение пластов, наличие воды, газоносность пластов, самовозгорание углей, механизация производственных процессов.

В горно-геологических условиях шахты «Зиминка» (крутые пласты, наличие многочисленных нарушений, высокая газоносность, антиклинальная и синклинальная складчатость, различная мощность пластов, опасность пластов по взрывчатости угольной пыли, самовозгоранию, плохая устойчивость боковых пород) можно применить следующие системы разработки: гидравлическая отбойка из подэтажных штреков, длинными столбами по падению под щитовым перекрытием, подэтажными штреками, наклонными слоями с выемкой полосами по простиранию с гидрозакладкой, камерно-столбовая.

Наличие многочисленных нарушений и пожароопасных пластов делает щитовые системы разработки малопригодными по отношению к другим. Камерно-столбовая система не пригодна на пластах большой мощности. Система разработки наклонными слоями с гидрозакладкой отличается большой трудоемкостью работ, малой производительностью труда. Наиболее выгодной из перечисленных является гидравлическая добыча с обрушением пород кровли. Эта система позволяет развивать высокие скорости проведения подготовительных выработок и продвигания очистного забоя. При проведении подэтажных штреков проводится детальная разведка пласта в пределах выемочного поля. Данная система обеспечивает непрерывность производственных процессов, упрощаются такие работы, как выемка, транспортирование, погрузка угля, которые объединяются в одном рабочем процессе гидроотбойке. Выемка угля производится без присутствия людей в забое и без крепления очистного забоя, что значительно повышает безопасность труда и сокращает затраты.

Гидравлическому способу добычи присущи следующие недостатки: большие потери угля и объем подготовительных выработок, большая влажность воздуха, снижение качества угля по крупности и зольности.

Несмотря на все присущие гидравлическому способу недостатки это одно из самых прогрессивных и перспективных технологических решений, обеспечивающее непрерывность технологических процессов и высокую производительность труда, при высокой механизации основных рабочих процессов и повышенной безопасности труда рабочих.

4. Исходные данные

Выбор разрабатываемого пласта произведен из таблицы 1 на основании его горно-геологических характеристик.

Исходные данные сведены в таблицу 1.2

Таблица 1.2 - Исходные данные по пласту Двойному

Наименование показателя	Данные
Мощность угольного пласта, м	6
Угол падения пласта, град.	63
Крепость угля	1.0
Плотность угля, т/мі.	1.3
Глубина разработки (от поверхности до откаточного горизонта ), м	200

5. Характеристика подготовительных выработок

Подэтажная гидроотбойка с одним выемочным штреком в подэтаже применяется на пластах мощностью 3,5-8 м с углом падения свыше 30 град, при сроке отработки запасов угля в блоке, не превышающем длительности инкубационного периода самовозгорания угля.

Подготовка выемочного блока осуществляется проведением по угольному пласту грузоходового ската, пульпоспускной печи, вентиляционной печи и подэтажных штреков. Грузоходовой скат, пульпоспускная печь и подэтажные штреки проводятся у почвы пласта, а вентиляционная печь смещается за контур подэтажного штрека к кровле пласта.

Грузоходовой скат и печи проводятся с помощью буровзрывных работ, а подэтажные штреки - с применением механогидравлического, гидравлического или буровзрывного способа.

Подэтажные штреки проводятся через 7-15 м по падению пласта с наклоном 3-4 град, в сторону пульпоспускной печи. Работы ведутся в следующей очередности.

От пульпоспускной печи на уровне первого (верхнего) и второго подэтажей проводятся подэтажные штреки. При длине выемочного блока более 100 м между подэтажными штреками проводится печь, служащая запасным выходом, на расстоянии не более 100 м от грузоходового ската. Забои штреков останавливаются на расстоянии от границы межблокового целика, равном рабочей длине струи гидромонитора, применяемого для очистной выемки.

Из забоя верхнего подэтажного штрека проводится гидромонитором разрезная печь по восстанию пласта до выработанного пространства вышележащего этажа, после чего начинается очистная выемка угля в первом подэтаже.

Одновременно с очистной выемкой в первом подэтаже проводится третий подэтажный штрек, на ту же длину не доходя до межблокового целика. После отработки первого подэтажа и проведения третьего подэтажного штрека на проектную длину проводится запасной выход с третьего подэтажа на второй, разрезная печь со второго подэтажа на первый и начинается очистная выемка угля во втором подэтаже и т.д. вплоть до нижнего подэтажа.

Минимальный объем выработок, пройденных перед пуском очистного забоя в каждом подэтаже, должен включать: подэтажный штрек проектной длиной в очистном подэтаже; разрезную печь с очистного подэтажа на вышележащий подэтаж; подэтажный штрек проектной длиной в нижележащем подэтаже; запасной выход с очистного подэтажа на нижележащий подэтаж.

Гидравлическая выемка угля в очистном забое производится заходками с применением гидромонитора, который устанавливается в закрепленной части выемочного подэтажного штрека. Технологическая вода подается по трубам под давлением до 16 МПа.

В каждой заходке пласт вынимается на полную мощность, после чего гидромонитором разрушается потолочина, осуществляется обрушение кровли и перепуск обрушенных пород из вышележащего подэтажа с заполнением заходки породой, а гидромонитор передвигается по штреку на 6-8 м на выход и устанавливается для отработки следующей заходки. Проветривание очистных и подготовительных забоев осуществляется вентиляторами местного проветривания, а других выработок - за счет общешахтной депрессии.

После отработки запасов в подэтаже он изолируется перемычкой, сооружаемой на подэтажном штреке в 4 -5 м от грузоходового ската.

Таблица 1.3

№ п.п	Наименование выработок	Заложение выработки относительно пород	Длина выработки, м	Сеч. выраб. Sч/Sсв м2	Тип и материал крепи	Всего, м
1	2	3	4	5	6	7
1.	Квершлаг гор.+110м	Вкрест прост. пород	65 35	15,5 / 12,9 11,1 / 9,0	А13-22, СВП-22 А9-17, СВП-17 L=0,8м, затяж.- дер.	140
2.	Откаточ. штрек	По пласту Подспорному-I	60	15,5 / 12,9	А13-22, СВП-22 L=0,8м,затяж.- дер.	60
3.	Грузоходовой скат 3,0х2,0м	По л/б пласта Двойного	62	6,0/4,2	Прямоугольная Дерево,4 венца/м	62
4.	Пульпоспускная печь 1,5х1,5м	По л/б пласта Двойного	62	2,25/1,5	Сплошная венцовая Дерево,4 венца/м	62
5.	Вентиляц. печь 2,5х2,0м	По л/б пласта Двойного	62	5,0 / 3,4	Сплошная венц. Дерево 4 венца/м	62
6.	Сбойка по породе	С гидрок. на конв. кверш	4	6,0/5,0	КМТ-3, L=1м Затяжка - дерево	4
7.	Полевой штрек гор.+110м для профобработки	По пласту Ударному в 20м от л/б пл.Двойного	160м	11,1 / 9,0	А9-17, СВП-17. L=1м Зат. - дерево	160

6. Определение нагрузки на очистной забой

Определяется производительность гидромониторной выемки:

Коэффициент влияния мощности пласта равен

,

где m- мощность пласта, м.

Определяется максимальная длина струи в очистном забое

, м;

где mг - горизонтальная мощность пласта,

mг = 6 ·0,776 = 7,83 м,

м.

Подсчитывается относительная длина струи

м;

где dп - диаметр насадки, м;

м,

Коэффициент использования гидромонитора

,

где d - угол наклона подэтажных штреков;

Р - давление у гидромонитора;

.

Теоретическое значение консистенции пульпы

.

Коэффициент учитывающий длину струи

.

Возможная производительность гидромонитора

, т/час,

где k_т - коэффициент влияния горнотехнических факторов;

Q - расход воды гидромонитора - 400 м³/час,

т/час.

Добыча угля из одной заходки

т.

Время отработки одной заходки

часа

Эксплуатационная производительность гидромонитора

т/час.

Суточная нагрузка на очистной забой

т.

7. Расчет количества воздуха для проветривания выемочного участка

Расчет количества воздуха для проветривания забоя производится по следующим факторам:

- по газу метану (углекислому газу);

- по максимальному количеству людей, одновременно находившемся в забое;

- по пылевому фактору.

Количество воздуха необходимого для разжигания газа метана до безопасных концентраций

где J - абсолютное выделение газа метана в очистной выработке, м³/мин;

С_д - максимально допустимая концентрация газа метана в исходящей струе %;

С_о - концентрация газа метана в свежей струе %.

Количество воздуха по фактору максимального количества людей, одновременно находящихся в забое

где q - норма воздуха на одного человека, (6 м³/мин);

N_л - максимальное количество людей, одновременно находящихся в очистном забое.

Количество воздуха по пылевому фактору

где V_опт - оптимальная скорость движения воздуха в очистном забое, м/сек. Для очистных забоев принимаем V_опт=1,6 м/сек.

S_оч - площадь поперечного сечения очистного забоя ( минимальное проходное сечение для воздуха в забое).

Таблица1.4

Наименование показателей	Значение показателей
Система разработки	ПГО
Вид забоя	«заходка»
Направление отработки выемочного участка	Обратное
Направление движения забоя	по простиранию
Способ управления кровлей	Полное обрушение
Способ выемки угля	Гидравлический
Способ доставки угля	Самотечный гидротранспорт
Тип выемочной машины	Гидромонитор 12ГД-2
Тип доставочного средства	Технологическая вода
Вид транспорта угля до пункта погрузки	Гидротранспорт, конвейер
Номер технологической схемы очистных работ	1
Проектная длина выемочного участка, м	200
Длина заходки вкрест простирания пласта, м	Не более 8
Ширина заходки по простиранию пласта, м	6-8

8. Меры безопасности при ведении очистных работ

1. При гидравлической отбойке угля в каждом действующем забое должны работать не менее двух рабочих (ГРОЗ).

2. Перед началом работы гидромонитора из сферы действия его струи должны быть удалены все люди, а с мест управления гидромонитором - лица, не имеющие прямого отношения к работе.

3. Задвижка на водоподводящем трубопроводе располагается на расстоянии не более 50м от гидромонитора. В месте установки задвижки при ее закрытии должна быть вывешена табличка с надписью «Не открывать! Работают люди».

4. При непредвиденном прекращении подачи воды в забой возобновление работ по отбойке угля допускается только после промывки става желобов и почвы выработки и удаления с них горной массы.

5. Запрещается производить ликвидацию неполадок и аварий, переноску и прочие работы с гидромонитором без закрытия задвижки или остановки насосной станции.

6. При вынужденной остановке гидромонитора, соединенного с высоконапорным водоводом, задвижка должна быть плавно закрыта, а ствол гидромонитора направлен в безопасное для окружающих место. Быстрое открытие и закрытие задвижек запрещается.

7. Запрещается подтягивать болты на гидромониторе, находящемся под напором.

8. Запрещается гидромониторщику или другим лицам, связанным с работой гидромонитора, находиться в незакрепленном выработанном пространстве и устанавливать в нем гидромонитор.

9. Запрещается работать неисправным гидромонитором.

10. В местах сопряжений горизонтальных выработок с восстающими должен быть обеспечен проход для людей.

Устья действующих печей должны надежно ограждаться, а устья неиспользуемых печей - перекрываться прочными полками.

11. Состояние пульпоперепускных выработок, ставов желобов и пульпоспускных труб должно проверяться горным мастером ежесменно, начальником участка или его помощником - ежесуточно.

12. Инженерно-технические работники участка должны ежесменно контролировать соблюдение паспорта выемки угля, проверять состояние крепи выработок, наличие предохранительного щита у пульта управления гидромонитором, исправность барьера у вентиляционного ската и работу газовой защиты. Обнаруженные нарушения ПБ должны немедленно устраняться.

13. Перед началом очистных работ, с целью предотвращения скопления метана в заходке, на каждом подэтаже должна проводиться гидромонитором разрезная печь до верхнего отработанного подэтажа сечением 1-2 м²

14. Во время проведения разрезной печи должен осуществляться непрерывный контроль содержания метана в забое при помощи прибора «Сигнал-2», при достижении концентрации метана 2% работы по проведению печи должны быть прекращены. Возобновление работ разрешается после снижения концентрации метана до 1%.

Если в течение 15 минут концентрация метана не снизилась или обнаружился ее дальнейший рост, люди из подэтажа должны быть выведены на свежую струю воздуха. Об этом необходимо сообщить дежурному по шахте и принять меры по разгазированию выработок.

15. Выемка первичной заходки должна производиться гидромонитором, установленным в 1-2м от разрезной печи на выход, в направлении от разрезной печи к межблоковому целику, начиная с нижней части заходки, с последующим расширением на всю длину, ширину и высоту подэтажа до обрушения породы .

16. Запрещается ведение очистных работ в последующей заходке без «посаженной» и заполненной породой предыдущей камеры.

17. Запрещается эксплуатация трубопровода на быстроразъемных соединениях в следующих случаях:

- наличие течи через стыки труб;

- применение клина не заводского изготовления;

- при отсутствии шплинта на клине;

- при отсутствии натяга клина.

18. Забойная задвижка не должна находиться далее 50 м от места установки гидромонитора.

19. Запрещается складировать материалы и оборудование на почве выработок, в которых осуществляется самотечный гидротранспорт. Запрещается складировать материалы, оборудование на водовод, а также загромождать его породой, углем или лесоматериалами.

20. Не менее, чем в 10м на выход от гидромонитора в выемочном штреке должен устанавливаться предохранительный щит размером 1м х 2м, предохраняющий рабочего по выемке угля от брызг отраженной струи гидромонитора и разлета кусков угля. Щит изготавливается из плахи, в щите разделывается смотровое окно (20см х 20см), которое перекрывается мелкой сеткой.

21. Разбивка негабаритных кусков угля и породы должна производиться гидромониторщиком при горизонтальном положении ствола гидромонитора, направленного в сторону почвы пласта.

22. С целью исключения скопления воды в завальной части при выемке угля осуществлять постоянный контроль за выходом пульпы из заходки и её движению по желобам.

Размещено на Allbest.ru

...