Характеристика шахты

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Характеристика шахты

1.1 Общие сведения о шахте

1.2 Географическое положение экономические сведения, климат

1.3 Геологическое строение (стратиграфия)

1.4 Тектоника

1.5 Угленосность, качество

1.6 Гидрогеологические условия

1.7 Горно-геологические условия

1.8 Технология и организация очистных и подготовительных работ

2. Характеристика оборудования

2.1 Степени унификации

2.2 Основные пути совершенствования проходческих комплексов

Список использованных источников

Введение

Последние десятилетия на угольных шахтах имеет место постоянное отставание показателей проходки от требований по своевременной и качественной подготовке фронта высокопроизводительной очистной выемки. Для ликвидации отставания необходимо, что бы устойчивая месячная скорость проходки составляла 500-600 м., однако такие темпы современная проходческая техника не обеспечивает. В целях устранения этой диспропорции фирмы СНГ, выпускающие в настоящее время преимущественно стреловые проходческие комбайны избирательного действия, по мере возможности наращивают мощность и длину рукояти исполнительных органов. При этом для достижения устойчивости при разрушении забоя увеличивается масса комбайнов. Однако концентрация увеличенной нагрузки на конце удлинённой рукояти сводит на нет эффект от роста массы, требуемая устойчивость не обеспечивается. Мало того, масса намеченных к производству «тяжелых» стреловых комбайнов уже достигла и даже превысила аналогичные параметры буровых планетарно?дисковых комбайнов типа «Караганда-Урал» и создаваемого на их базе комбайне «Прогресс» нового поколения, обеспечивающих распределённую по площади забоя минимальную нагрузку благодаря эффективности самого процесса разрушения массива. В результате стреловые комбайны лишились своего преимущества по массе. Попытки увеличить энерговооруженность этих комбайнов не дали результата.

Отсюда следует, что стреловые комбайны исчерпали возможности своего принципиального совершенствования, чтобы преодолеть отставание проходки.

Исследования, а также опыт эксплуатации комбайнов «Караганда-Урал» показали, что порождённый в Караганде планетарно-дисковый исполнительный орган обладает возможностью унификации по величине и форме строго выдержанных сечений выработок. Преимущества и перспективы таких комбайнов отмечает также Глюкауф

Реализация разработанного в конце прошлого века карагандинскими организациями угольного профиля с участием ведущих организаций бывшего Союза СССР технико-экономическое обоснование планетарно-дискового буроизбирательного комбайна «Прогресс»(рис.4) нового поколения решает проблему проходки, при одновременном создании и совершенствовании других частей проходческого комплекса, решении проблемы метана.

шахта геологический угленосность

1. Характеристика шахты

1.1 Общие сведения о шахте

Шахта имени Калинина введена в эксплуатацию в 1961 году с производственной мощностью 1000 тыс. тонн в год.

С 1985г. реконструкция шахты велась по проекту, выполненному институтом «Карагандагипрошахт» и утвержденному Минуглепромом СССР с мощностью млн. тонн в год. Проектом, утвержденным Минуглепромом СССР в 1987г. предусмотрено увеличение производственной мощности до 3,5 млн. тонн в год. С 1991 г. производственная мощность шахты снижена до 2,1 млн.тонн в год.

С 1996 года входит в состав угольного департамента АО Миттал Стил Темиртау. В 1998 шахта была объединена с рядом расположенной шахтой Абайская с присвоением ей названия «Абайская» по названию города Абая.

В 1999г. согласно «Проекту отработки пластов К-12, К-10, К-7 объединенной шахты «Абайская», составленного ОАО «Карагандагипрошахт и К» установлен новый горный отвод и определены запасы по шахте в пределах новых технических границ.

Производственная мощность шахты на 2007 год 1200 тыс. тонн.

Поле шахты вскрыто тремя центрально расположенными вертикальными стволами: клетевым и скиповым до отметки +250м новым клетевым до отметки гор. 0 , а также центральным вентиляционным шурфом (+400 и +250м).

Вскрытие пластов произведено капитальными квершлагами, пройденными на горизонтах +400,+250,+125м. Второй горизонт (+125м) вскрыт, кроме того бремсбергами пройденными по пластам К-18, К-13, К-12, К-10, К-7.

Схема подготовки этажная с разделением на подэтажи. Принятая система разработки - длинные столбы по простиранию с полным обрушением кровли. Выемка угля производится механизированными комплексами 20КП-70К.

Горно-геологические условия разработки пластов сложные. Факторами, затрудняющими ведение горных работ, являются слабая устойчивость пород кровли и почвы, наличие ложных кровель, замещений и расщеплений, а также - мелко амплитудная нарушенность. Практика эксплуатации показывает необходимость оставления защитных пачек в кровле для поддержания ложной кровли.

Подсчет запасов на поле шахты выполнен согласно утвержденным кондициям.

Для балансовых запасов минимальная мощность угольного пласта простого и сложного строения -0.9 м.

Максимальная зольность угля с учетом 100% засорения внутрипластовыми прослоями - 40%.

Для забалансовых запасов: минимальная мощность пласта - 0,5 м максимальная зольность угля - 50%

Пачки угля, отделенные от основной части, пласта могут быть отнесены к этому пласту в случае, если мощность породного прослоя (прослоев) не более одной трети мощности отделяемой угольной пачки (пачек).

Поле шахты «Абайская» расположено в юго-восточной части Чурубай Нуринского угленосного района Карагандинского бассейна.

По административному делению участок относится к территории деятельности Абайского городского акимата Карагандинской области Республики Казахстан. Областной город - Караганда находится в 35 км на северо-восток, города спутники: Шахтинск, Сарань, Шахан рабочие поселки Долинка, Караган, Актас расположены в радиусе 10-20 км.

Все города и поселки связаны асфальтированными дорогами подъездными железно-дорожными путями. Электроэнергией участок обеспечивает Карагандинская ГРЭС-2. Водоснабжение осуществляется за счет вод долины реки Шерубай-Нура и от Джартасского водовода.

На участке расположены поверхностные сооружения шахты, железнодорожная станция Кзыл. Последняя соединена подъездными путями с шахтой «Абайская», обогатительной фабрикой ЦОФ Восточная и станцией Карабас.

В настоящее время добываемый на шахте «Абайская» уголь отправляется на обогатительную фабрику ЦОФ Восточная, ТЭЦ-2.

Климат района резко континентальный со среднегодовой температурой +2,4°С и колеблется от +40°С летом до -45°С зимой.

Среднегодовое количество осадков равно 304 мм. Для района характерны частые и сильные ветры, максимальная скорость ветра - 24 м/с.

Продолжительность летнего периода равна трем, зимнего - пяти и весеннеосеннего четырем месяцам.

Характер рельефа местности - равнинный. Абсолютные отметки поверхности изменяются от 483 до 492 м. над уровнем моря.

По принятому геолого-промышленному районированию Карагандинскогого бассейна поле шахте «Абайская» расположено в Центральной части Чурубай Нуринского угленосного района и занимает площадь 21 км.

В геологическом строении поля шахты участвуют породы карбонового, палеогенового, неогенового и четвертичного возрастов.

Карбоновые отложения представлены карагандинской и надкарагандинской свитами. Отрабатываемые шахтой угольные пласты относятся к карагандинской свите, нижняя граница которой проводится по почве угольного пласта К-1; верхней границей свиты является кровля угольного пласта К-20. В указанных границах мощность свиты на участке в среднем составляет 695-770 м, увеличиваясь с востока на запад.

В свите имеется 35 угольных пластов и пропластков, из них рабочую мощность имеют пласты: К-1, К-2, К-3, К-4, К-5, К-6, К-7, К-10, К-12, К-13, К-18. Угольные пласты К-15, К-14, К-16 - тонкие, в основном забалансовые по мощности. Остальные пласты и пропластки промышленного значения не имеют. Коэффициент угленосности свиты, равен 8.

Разделяющие угольные пласты породы представлены слоистыми аргиллитами, алевролитами и песчаниками.

Надкарагандинская свита характеризуется переслаиванием песчано-глинистых пород и содержит в разрезе несколько тонких прослоев угля. Вскрытая на участке мощность свиты равна 210 м.

Палеоген - представлен глинистыми песками мощностью 1 - 10 м, на участке имеет весьма незначительное распространение, слабо обводнены.

Неоген - к нему относятся отложения павлодарской свиты. Они залегают на площади повсеместно и представлены красно-бурыми вязкими водонепроницаемыми глинами. Мощность глин колеблется от О до 60м.

Четвертичные отложения - сплошным чехлом покрывают участок и представлены почвенно-растительным слоем, суглинками, супесями и песками древней долины реки Шерубай-Нура. Общая мощность их колеблется от нескольких десятков сантиметров до 8-13м. Увеличение мощности происходит закономерно с юго-востока на северо-запад. Содержит водоносный горизонт грунтовых вод, используемых для водоснабжения.

Описываемый участок поля расположен на сравнительно пологой юго- восточной части Чурубай-Нуринской синклинали, разбитой серией широтных выбросов на ряд крупных изолированных тектонических блоков. Эти блоки в свою очередь нарушены серией дезьюнктивов второго порядка и сложены дополнительной складчатостью. Все разрывные нарушения по протяженности и амплитудам квалифицируются следующими пятью группами:

Крупные разрывные нарушения с амплитудами не более 100м. и протяженностью свыше 10км. Они характеризуются широкими зонами дробления, представленными сериями разрывных нарушений с породами в различной степени перемятыми и разбитыми сериями мелких трещин.

простирание нарушений по отношению к простиранию угольных пластов диагональное или на отдельных участках продольное, субдиагональное. Падение

на юг и юго-восток 30°-70°.

Средние разрывные нарушения с амплитудами смещения более 20 метров и протяженностью от 1 до Зкм. Ширина зон дробления этих нарушений значительно меньше не превышает 20м., либо вообще отсутствует, простирание нарушений диагональное или продольное. Нарушения второй группы располагаются внутри тектонических блоков, ограниченных нарушениями первой группы.

Мелкие разрывные нарушения с амплитудами от 10 до 15м. Простирание нарушений этой группы диагональное, продольное, реже поперечное. Как правило, не прослеживаются по падению и простиранию разведочными скважинами.

Очень мелкие разрывные нарушения с амплитудами от 3 до 5 м, имеют весьма ограниченное распространение по падению и простиранию. Проявляются обычно в одном пласте. Такие нарушения устанавливаются только горными работами и единичными пластоподсечениями в скважинах.

Тектонические трещины с амплитудами смещения менее одного дециметра, протяженностью до десятков метров. Устанавливаются только по горным работам.

Дополнительная складчатость поля шахты «Абайская» по классификации объединения «Союзуглегеология» в целом относится к мелкой и очень мелкой. Протяженность осей складок не превышает 1000м , а амплитуда от 20 до 100м и менее.

Угленосность карагандинской свиты на участке достаточно изучена по керну разведочных скважин и горными выработками. В границах поля шахты выделены шесть рабочих пластов К-7, К-10, К-11, К-12, К-13, К-18, запасы которых числятся на балансе шахты. Пласты К-18, К-13, К-10 относятся к группе выдержанных, К-11, К-7 к относительно выдержанным, пласт К-12, имеющий изменчиваемые мощность и строение - к невыдержанным.

Пласты К-16, К-14, К-15 - тонкие, имеют в основном забалансовую, не кондиционную мощность. Остальные пласты и пропластки на поле шахты промышленного значения не имеют.

Из всех пластов только два (К-12, К-Ю)относятся к мощным. Пласты К-18, К- 13, К-7 - к средним по мощности, пласт К-11 - к тонким.

Все угольные пласты имеют сложное строение, так в строении пластов К-13, К-10, К-12 участвуют до 17 угольных пачек разделенных прослоями аргиллита и углистых пород мощностью до 0,25м.

По пластам К-12, К-11, К-7 установлены значительные площади размывов, замещений и расщеплений. Угли пластов коксующиеся марок 2Ккокс, 2Ккокс, ЮСкокс. Верхние слои пластов К-12, К-10 - энергетические марок 2КС и ЮС, трудно и очень труднообогатимые. Зольность угольных пачек колеблется от 20.0 до 25.7%,содержание серы общей от 0.53 до 1.42% (малосернистые), выход летучих находится в пределах от 14 до 24%, теплота сгорания от 8362 до 8803 ккал/кг.

По результатам гидрогеологических исследований, в соответствии с геологическим строением и условиями залегания на поле шахты «Абайская» выделяются два водоносных горизонта и один водоносный комплекс.

Водоносный горизонт четвертичных аллювиальных отложений имеет широкое распространение и покрывает почти весь участок сплошным чехлом. Представлен отложениями разнозернистых гравелистых песков, характеризуется свободным зеркалом подземных вод с неглубоким его залеганием от 2 до 4.5м. Глубина залегания вод аллювиального потока зависит от рельефа поверхности. Мощность отложений уменьшается с запада на восток. Максимальная мощность на западе составляет от 15 до 18м.

Водоносный горизонт в палеогеновых песках распространен к пониженным участкам погребенного рельефа карбона. Представлен мелкозернистыми, пылеватыми песками, залегающими непосредственно на каменно-угольных отложениях. Водоносный горизонт, отдаленный от источников питания мощным слоем водоупорных глин содержит практически только «вековые» запасы.

Водоносный комплекс в породах карагандинской свиты нижнего карбона приурочен к угольным пластам, трещиноватым песчаникам и реже алевролитам в зоне выветривания в тектонически нарушенных зонах.

В пределах участка водоносный комплекс распространен повсеместно и залегает на различных глубинах. Воды напорные. Водоносность угленосной толщи карбона, благодаря слабой трещиноватости и частой перемежаемости с водонепроницаемыми разностями пород, весьма незначительна.

Статические запасы подземных вод сравнительно невелики и разработке угольных пластов по мере продвижения очистных быстро срабатываются.

Водоносность каменноугольных отложений с глубиной уменьшается. Наибольшей водоносностью характеризуются породы до глубины от 80 до 100м, считая от поверхности карбона.Суммарный водоприток в горные выработки шахты «Абайская» 360 м /час.

1.2 Географическое положение экономические сведения, климат

Поле шахты «Абайская» расположено в юго-восточной части Чурубай Нуринского угленосного района Карагандинского бассейна.

По административному делению участок относится к территории деятельности Абайского городского акимата Карагандинской области Республики Казахстан. Областной город - Караганда находится в 35 км на северо-восток, города спутники: Шахтинск, Сарань, Шахан рабочие поселки Долинка, Караган, Актас расположены в радиусе 10-20 км.

Все города и поселки связаны асфальтированными дорогами подъездными железно-дорожными путями. Электроэнергией участок обеспечивает Карагандинская ГРЭС-2. Водоснабжение осуществляется за счет вод долины реки Шерубай-Нура.

На участке расположены поверхностные сооружения шахты железнодорожная станция Кзыл. Последняя соединена подъездными путями с шахтой «Абайская», обогатительной фабрикой ЦОФ - Восточная и станцией Карабас.

Станция Карабас распологается на железнодорожной магистрали Петропавловск - Караганда - Алматы.

В настоящее время добываемый на шахте «Абайская» уголь отправляется на обогатительную фабрику ЦОФ - Восточная, ТЭЦ-2.

Климат района резко континентальный со среднегодовой температурой +2,4°С и колеблется от +40°С летом до -45°С зимой.

Среднегодовое количество осадков равно 304 мм. Для района характерны частые и сильные ветры 5,1 м/с, максимальная скорость ветра - 24 м/с. Продолжительность летнего периода равна трем, зимнего - пяти и весеннеосеннего четырем месяцам.

Характер рельефа местности - равнинный. Абсолютные отметки поверхности изменяются от 483 до 492 м. над уровнем моря.

1.3 Геологическое строение (стратиграфия)

По принятому геолого-промышленному районированию Карагандинскогого бассейна поле шахте «Абайская» расположено в Центральной части Чурубай Нуринского угленосного района и занимает площадь 21 км .

В геологическом строении поля шахты участвуют породы карбонового, палеогенового, неогенового и четвертичного возрастов.

Карбоновые отложения представлены карагандинской и низами над карагандинской свитами. Отрабатываемые шахтой угольные пласты относятся к карагандинской свите, нижняя граница которой проводится по почве угольного пласта К-1; верхней границей свиты является кровля угольного пласта К-20. В указанных границах мощность свиты на участке в среднем составляет 695-770 м, увеличиваясь с востока на запад.

В свите имеется 35 угольных пластов и пропластков, из них рабочую мощность имеют пласты: К-1, К-2, К-3, К-4, К-5, К-6, К-7, К-Ю, К-12, К-13, К-18. Угольные пласты К-11, К-14, К-16 - тонкие, в основном забалансовые по мощности. Остальные пласты и пропластки промышленного значения не имеют. Коэффициент угленосности свиты равен 8.

Разделяющие угольные пласты породы представлены слоистыми аргиллитами, алевролитами и песчаниками.

Над карагандинская свита характеризуется переслаиванием песчано-глинистых пород и содержит в разрезе несколько тонких прослоев угля. Вскрытая на участке мощность свиты равна 210 м.

Палеоген - представлен глинистыми песками мощностью 1 - 10 м, на участке имеет весьма незначительное распространение, слабо обводнены.

Неоген - к нему относятся отложения павлодарской свиты. Они залегают на площади повсеместно и представлены красно-бурыми вязкими водонепроницаемыми глинами. Мощность глин колеблется от 0 до 60м.

Четвертичные отложения - сплошным чехлом покрывают участок и представлены почвенно-растительным слоем, суглинками, супесями и песками древней долины реки Шерубай-Нура. Общая мощность их колеблется от нескольких десятков сантиметров до 8-13м. Увеличение мощности происходит закономерно с юго-востока на северо-запад. Содержит водоносный горизонт грунтовых вод, используемых для водоснабжения.

1.4 Тектоника

Описываемый участок поля расположен на сравнительно пологой юго- восточной части Чурубай-Нуринской синклинали, разбитой серией широтных выбросов на ряд крупных изолированных тектонических блоков. Эти блоки в свою очередь нарушены серией дезьюнктивов второго порядка и сложены дополнительной складчатостью. Все разрывные нарушения по протяженности и амплитудам квалифицируются следующими пятью группами:

Крупные разрывные нарушения с амплитудами не более 100м и протяженностью свыше 10км. Они характеризуются широкими зонами дробления, представленными сериями разрывных нарушений с породами в различной степени перемятыми и разбитыми сериями мелких трещин, простирание нарушений по отношению к простиранию угольных пластов диагональное или на отдельных участках продольное, субдиагональное. Падение на юг и юго-восток 30°-70°.

Средние разрывные нарушения с амплитудами смещения более 20 метров и протяженностью от 1 до Зкм. Ширина зон дробления этих нарушений значительно меньше не превышает 20м., либо вообще отсутствует. Простирание нарушений диагональное или продольное. Нарушения второй группы располагаются внутри тектонических блоков, ограниченных нарушениями первой группы.

Мелкие разрывные нарушения с амплитудами от 10 до 15м. Простирание нарушений этой группы диагональное, продольное, реже поперечное. Как правило, не прослеживаются по падению и простиранию разведочными скважинами.

Очень мелкие разрывные нарушения с амплитудами от 3 до 5 м, имеют весьма ограниченное распространение по падению и простиранию. Проявляются обычно в одном пласте. Такие нарушения устанавливаются только горными работами и единичными пластоподсечениями в скважинах.

Тектонические трещины с амплитудами смещения менее одного дециметра, протяженностью до десятков метров. Устанавливаются только по горным работам.

Дополнительная складчатость поля шахты «Абайская» по классификации объединения «Союзуглегеология» в целом относится к мелкой и очень мелкой. Протяженность осей складок не превышает 1000 м, а амплитуда от 20 до 100м и менее.

1.5 Угленосность, качество

Угленосность карагандинской свиты на участке достаточно изучена по керну разведочных скважин и горными выработками. В границах поля шахты выделены шесть рабочих пластов, запасы которых числятся на балансе шахты. Это пласты К-7, К-10, К-11, К-12, К-13, К-18.

Пласты К-18, К-13, К-10 относятся к группе выдержанных, К-11, К-7 к относительно выдержанным, пласт К-12, имеющий изменчиваемые мощность и строение - к невыдержанным.

Пласты К-16, К-14, К-11 - тонкие, имеют в основном забалансовую, не кондиционную мощность. Остальные пласты и пропластки на поле шахты промышленного значения не имеют.

Из всех пластов только два (К-12, К-Ю)относятся к мощным. Пласты К-18, К- 13, К-7 - к средним по мощности, пласт К-11 - к тонким.

Все угольные пласты имеют сложное строение, так в строении пластов К-13, К-10, К-12 участвуют до 17 угольных пачек разделенных прослоями аргиллита и углистых пород мощностью до 0,25м.

По пластам К-12, К-11, К-7 установлены значительные площади размывов, замещений и расщеплений. Угли пластов коксующиеся марок 2Ккокс, 2Ккокс, ЮСкокс. Верхние слои пластов К-12, К-10 - энергетические марок 2КС и ЮС, трудно и очень труднообогатимые. Зольность угольных пачек колеблется от 20.0 до 25.7%,содержание серы общей от 0.53 до 1.42% (малосернистые), выход летучих находится в пределах от 14 до 24%, теплота сгорания от 8362 до 8803 ккал/кг.

1.6 Гидрогеологические условия

По результатам гидрогеологических исследований, в соответствии с геологическим строением и условиями залегания на поле шахты «Абайская» выделяются два водоносных горизонта и один водоносный комплекс.

Водоносный горизонт четвертичных аллювиальных отложений имеет широкое распространение и покрывает почти весь участок сплошным чехлом. Представлен отложениями разнозернистых гравелистых песков, характеризуется свободным зеркалом подземных вод с неглубоким его залеганием от 2 до 4.5м. Глубина залегания вод аллювиального потока зависит от рельефа поверхности. Мощность отложений уменьшается с запада на восток. Максимальная мощность на западе составляет от 15 до 18м. Удельные дебиты при откачках из скважин достигали 8л/с, даже 15 л/с при коэффициенте фильтрации 67-260 м/сут.

Водоносный горизонт в палеогеновых песках распространен к пониженным участкам погребенного рельефа карбона. Представлен мелкозернистыми, пылеватыми песками, залегающими непосредственно на каменно-угольных отложениях. Водоносный горизонт, отдаленный от источников питания мощным слоем водоупорных глин содержит практически только «вековые» запасы.

Водоносный комплекс в породах карагандинской свиты нижнего карбона приурочен к угольным пластам, трещиноватым песчаникам и реже алевролитам в зоне выветривания в тектонически нарушенных зонах.

В пределах участка водоносный комплекс распространен повсеместно и залегает на различных глубинах. Воды напорные. Водоносность угленосной толщи карбона, благодаря слабой трещиноватости и частой перемежаемости с водонепроницаемыми разностями пород, весьма незначительна.

Откачки показали расходы в пределах от 0,01 до 1,16 л/с при понижениях уровня воды от 10 до 41 м.

Статические запасы подземных вод сравнительно невелики и разработке угольных пластов по мере продвижения очистных быстро срабатываются.

Водоносность каменноугольных отложений с глубиной уменьшается. Наибольшей водоносностью характеризуются породы до глубины от 80 до 100м, считая от поверхности карбона.

Суммарный водоприток в горные выработки шахты «Абайская» с начала эксплуатации изменялся от 6.2 до 700 м3/час. Увеличение притока отмечалось по мере вовлечения пластов в эксплуатацию. Пласты К-18, К-13 обводнены слабо, поэтому суммарный водоприток в систему выработок не превышал 42 м'Учас. Начиная с 1975г. приток стал возрастать, увеличиваясь по мере отработки и просадки лав по пластам К-12, К-10, К-7 наиболее обводненным.

1.7 Горно-геологические условия

Систематические геологоразведочные работы на участке начаты в 1947г. Шахта «Абайская» сдана в эксплуатацию в 1961 году с проектной мощностью 900 тыс.тонн рядового угля в год по рабочим пластам К-18, К-14, К-13. С 1963 по 1985гг. существовал ряд проектов по поэтапному освоению шахтного поля. Отрабатывались угольные пласты К-18, К-13, К-12, К-10 и К-7.

С 1985г. реконструкция шахты велась по проекту, выполненному институтом «Карагандагипрошахт» и утвержденному Минуглепромом СССР с мощностью

млн.тонн в год. Проектом, утвержденным Минуглепромом СССР в 1987г.предусмотрено увеличение производственной мощности до 3,5 млн.тонн в год. С 1991 г. производственная мощность шахты снижена до 2,1 млн.тонн в год.

В 1999г. согласно «Проекта отработки пластов К-12, К-10, К-7 объединенной шахты «Абайская», составленного ОАО «Карагандагипрошахт» и «К» установлен новый горный отвод и определены запасы по шахте в пределах новых технических границ.

Поле шахты вскрыто тремя центрально расположенными вертикальными стволами: клетевым и скиповым до отметки +250м новым клетевым до отметки +0м, а также центральным вентиляционным шурфом (+400 и +250м).

Вскрытие пластов произведено капитальными квершлагами, пройденными на горизонтах +400,+250,+125м. Второй горизонт (+125м) вскрыт, кроме, того бремсбергами пройденными по пластам К-18, К-13, К-12, К-10, К-7.

Схема подготовки этажная с разделением на подэтажи. Принятая система разработки - длинные столбы по простиранию с полным обрушением кровли. Выемка угля производится механизированными комплексами 20КП-70К.

Горно-геологические условия разработки платов сложные. Факторами, затрудняющими ведение горных работ, являются слабая устойчивость пород кровли и почвы, наличие ложных кровель, замещений и расщеплений, а также - мелко амплитудная нарушенность. Практика эксплуатации показывает необходимость оставления защитных пачек в кровле для поддержания ложной кровли.

Подсчет запасов на поле шахты выполнен согласно утвержденных кондиций.

Для балансовых запасов минимальная мощность угольного пласта простого и сложного строения -0.9 м.

Максимальная зольность угля с учетом 100% засорения внутрипластовыми прослоями - 40%.

Для забалансовых запасов:

минимальная мощность пласта -0,5м максимальная зольность угля - 50%

Пачки угля отделенные от основной части пласта,могут быть отнесены к этому пласту в случае, если мощность породного прослоя (прослоев) не более одной трети мощности отделяемой угольной пачки (пачек).

Подсчет запасов угля произведен методом геологических блоков на гипсометрических планах масштаба 1: 5000.

1.8 Технология и организация очистных и подготовительных работ

На шахте Абайская количество подготовительных забоев принимается из расчета выполнения необходимого объема подготовительных работ для воспроизводства линии очистного забоя и темпов проходки горных выработок.

Проведение подготовительных работ горных выработок осуществляется тремя видами забоев: угольным, смешанным и породным.

Проведение выработок по углю и смешанным забоям производится комбайновым способом. На шахте используется комбайн типа 1ГПКС-01, при проведении подготовительных работ по породе используется буровзрывной способ, но в 2004-2006 году этот способ на шахте не применялся.

Транспорт угля и породы из подготовительных забоев осуществляется при помощи конвейеров и электровозной откатки. Проходка горных выработок ведется с постоянной схемой транспорта, т.е. транспортная цепочка, используемая при проведении горных выработок, в дальнейшем используется для транспортировки угля из очистного забоя.

Транспортировка угля и породы из подготовительных выработок осуществляется конвейерами:

ленточными 1ЛТ-80, 2ЛТ-80, 1Л-80, 1Л-120, 2ЛТ-100, 1ЛУ-100, Гварек- 1000;

скребковыми С-53МУ, СР-70М.

Проветривание горных выработок подготовительного забоя осуществляется вентиляторами ВМ-6М.

Доставка крепежных материалов и оборудования в подготовительные выработки осуществляется дорогами ПМД-1, KSP-32, S-53, Феррит ПСП.70.ДО. Также применяются лебедки.

Крепление подготовительных выработок осуществляется металлокрепью из спецпрофиля СВП-27, СВП-27 в сочетании с анкерами, СВП-27 с

Длина выемочного участка составляет 960 м, длина лавы - 259 м. Угол падения пласта в пределах выемочного участка от -13 до +2 град. Запасы выемочного участка составляют 1370 тыс. т.

Транспортировка угля из лавы производится ленточными конвейерами 2JIKP-1000 и «Гварек». Доставка грузов и людей в лаву осуществляется дизельной подвесной монорельсовой дорогой «Феррит».

При подвигании лавы производится погашение конвейерного и вентиляционного бремсбергов.

2. Характеристика оборудования

Исследования и многолетний опыт эксплуатации проходческо-очистных комбайнов, оборудованных планетарно-дисковыми исполнительными органами типа «Караганда», показали их высокие эксплуатационные качества:

- малая энергоёмкость разрушения (до 0,4-0,6 кВт.час/т), относительно небольшое напорное усилие подачи на забой, надёжно обеспечиваемее гусеничным ходом, четкое обеспечение заданного контура сечения и направления выработки, повышенная стойкость режущего инструмента, ввиду его охлаждения в процессе работы в связи с тем, что значительная часть пути движения вокруг оси диска резец совершает вне контакта с забоем.

При проведении выработок различного сечения или выемки пластов различной мощности важным эксплуатационным показателем горного комбайна является унификация исполнительного органа. В методиках оценки технического уровня и качества этому показателю даётся весомость, равная половине весомости такого показателя, как производительность. Планетарно-дисковые комбайны, в создании которых Караганда занимает ведущее положение, характеризуются рядом специфических особенностей, в том числе в обеспечении необходимой унификации. Эти комбайны, как и роторные (типа ПК-8, ПК- 10, 2ВТ-2), относятся к группе буровых машин, производящих обработку всей площади забоя. Буровые комбайны в сравнении с комбайнами избирательного действия в большей степени соответствуют современным требованиям в отношении обеспечения высокой производительности, энерговооруженности, автоматизации, благоприятных санитарно-гигиенических и безопасных условий труда. В то же время только планетарно-дисковые исполнительные органы, режущие диски которых вращаются относительно своих осей в плоскостях перпендикулярных забою и совершающих общее переносное вращение, предрасположены к унификации, что объясняется их способностью эффективно разрушать массив как при подаче на забой, так и при поперечной подаче, поэтому неунифицированные для проведения различных выработок другие модели буровых комбайнов не получили развития. Необходимость унификации обусловлена экономической целесообразностью сокращения номенклатуры применяемой техники и сроков её окупаемости, снижения трудозатрат на изготовление и обслуживание.

Рисунок 1 Комбайн Джой 12СМ27

2.1 Степени унификации

Имеют место три ступени унификации планетарно-дисковых комбайнов:

- первая ступень, реализованная в конструкции комбайна «Караганда 7/15», заключается в использовании одного исполнительного органа при проведении однопутевых и двухпутевых арочных выработок. Однопутевые выработки комбайн проходит при непрерывной подаче на забой, что является базовой схемой анализа таких исполнительных органов. Проведение двухпутевых выработок, ширина которых превышает высоту, обеспечивается за счёт введения дополнительного качательного движения по дуге в плоскости, параллельной забою. Проведение разных сечений однопутевых и двухпутевых выработок достигается за счет иэменения диаметра исполнительного органа D, радиуса качания Rк, угла качания к. (см. рис. стр.26). Изменение диаметра D, необходимое при всех способах унификации, в комбайнах «Караганда 7/15» (а также «Урал-20») достигнуто посредством соединения редукторов резцовых дисков с раздаточным редуктором, каждый из которых состоит из конической зубчатой передачи, при помощи зубчатых муфт, оси которых расположены радиально в плоскости переносного вращения. Такая компоновка позволяет за счет замены муфт и проставок между редукторами резцовых дисков и раздаточным редуктором получить необходимый диаметр исполнительного органа.

- второй ступенью, этапом развития унификации планетарно-дисковых исполнительных органов явилось создание высокоэнерговооруженных и производительных комбайнов «Урал-10КС» и «Урал-20КС» для добычи калийной руды камерами. В основу создания комбайнов «Урал» положен принцип унификации исполнительных органов посредством их сдваивания. При этом решены вопросы синхронизации переносных вращений, исполнительных органов, а также срезания верхнего и нижнего гребней выработки. Форма сечений выработок: овальная - «Урал-10-КС» (высотой 2,2-2,6 м, шириной 4,05 м) и овально-сводчатая - «Урал-20КС» (высотой 3,1-3,7 м, шириной-6,1 м).

- третьей ступенью развития планетарно-дисковых комбайнов является унификация на новом техническом уровне для высокоэффективной работы на угольных шахтах и калийных рудниках, для чего имеются возможности. .Сопротивляемость резанию калийных руд в среднем составляет: для Верхнекамского месторождения 4600 Н/см, Старобинского (Белоруссия) - 3700 Н/см, что в 3-3,5 раза превышает сопротивляемость резанию углей. Калийная руда (сильвинит) относится к группе наименее абразивных горных пород (I класс по шкале Л.И. Барона и А.С. Кузнецова). Энерговооруженность исполнительных органов комбайнов «Урал» равна соответственно 366 и 444 кВт. С начала серийного производства 1976 по 1985 г.г. Копейский машиностроительный завод им.С.М. Кирова изготовил и поставил на калийные рудники более 400 комбайнов «Урал». Десятки таких машин ежегодно изготовляется несмотря на неполное соответствие условиям эксплуатации на калийных рудниках и невозможность работы в угольных шахтах. Неисчерпаемые возможности модернизации планетарно-дисковых комбайнов подтверждает также Глюкауф, 2007 март № 1: «Уникальная конструкция планетарно-дискового исполнительного органа обеспечивает Копейским комбайнам ряд преимуществ перед проходческими и добычными комбайнами, предназначенными для камерно-столбовой системы разработки и проходки выработок, известных мировых фирм. Так, в отличие от комбайнов бурового типа, комбайны «Урал не требуют большого напорного усилия на забой, благодаря чему при равной производительности их масса на 20 - 40% ниже. Они отличаются лучшей маневренностью в горизонтальной и вертикальной плоскостях (по пласту и по курсу). Комбайны с барабанным исполнительным органом циклического действия, например Континиус Майнер (фирмы Джой), вынуждены чередовать процесс отбойки с холостыми перемещениями исполнительного органа и зарубками, что снижает их эксплуатационную производительность. Кроме того у «классических» комбайнов отсутствует возможность получения арочной и овально-арочной формы выработки, что необходимо при неустойчивой кровле, отсутствует возможность ограждения призабойного пространства жестким щитом. Применение таких комбайнов на калийных рудниках в большинстве случаев не эффективно также из-за трудности борьбы с пылью. Комбайны «Урал-10А» и «Урал-20Р» оснащаются сдвоенными планетарно-дисковыми исполнительными органами, имеющими по два луча (рукояти) на каждом. В зависимости от высоты проходимой выработки лучи разводятся на определённый угол и фиксируются в таком положении.

2.2 Основные пути совершенствования проходческих комплексов

Исходя из анализа современного состояния показателей и технической обеспеченности горно - подготовительных работ на угольных шахтах обозначены следующие тенденции и сфомулированы основные задачи совершенствования и развития проходческих комбайнов и комплексов:

- обеспечение темпов проходки, м/мес 500 - 800

- общая энерговооруженность комбайнов тяжелого типа, кВт, не менее 600

- мощность привода исполнительного органа комбайнов тяжелого типа, кВт, не менее 400

- масса комбайна, т, не более: стрелового тяжелого типа 75 - 80 планетарно-дискового 60

- гарантийный ресурс разрушенной породы, тыс. м3, не менее 24 - 26

- расчетный ресурс основных узлов комбайна, часов, не менее 20000

- обеспечение комбайном непрерывного действия арочной и плоской кровли проходимой выработки

- совмещение операций по разрушению массива при непрерывной подаче на забой, бурению скважин под анкера и возведению анкерной крепи

- обеспечение площади сечения конвейерных штреков до 18-20 м2 в свету

- повышение рабочего напряжения электропитания до 3300 В

- применение системы частотного регулирования привода переменного тока

- увеличение прочности присекаемых пород до 120 МПа и более

- использование в качестве эффективного средства призабойного транспорта телескопического ленточного конвейера типа 2ЛТП - 80

- ориентация на самоходные пневмоколёсные вагоны, для расширения области применения которых необходимо применять средства, исключающие образование глубокой колеи при недостаточно прочной и обводнённой почве

- применение бункера - перегружателя в комплексе с самоходным вагоном

- применение средств монорельсового транспорта типа «Феррит» (Чехия), «Шарф» (ФРГ) и др.

- применение современных бурильных установок типа «Супер - Турбо» (Англия) и др.для бурения шпуров под анкеры

- применение двухдвигательного привода режущей части , обеспечивающей надёжность работы при увеличении производительности комбайна в 1,5 - 1,8 раза

- разработка и производство дизельных самоходных пневмоколёсных вагонов

- повышение питающего напряжения самоходных вагонов до 1140 В

- будущее проходки и очистной выемки камерами - в создании буро - избирательного, планетарно - дискового комбайна «Прогресс» нового поколения.

При проведении выработок различного сечения или выемки пластов различной мощности важным эксплуатационным показателем горного комбайна является унификация исполнительного органа. В методиках оценки технического уровня и качества этому показателю даётся весомость, равная половине весомости такого показателя, как производительность.

Планетарно-дисковые комбайны, в создании которых Караганда занимает ведущее положение, характеризуются рядом специфических особенностей, в том числе в обеспечении необходимой унификации. Эти комбайны, как и роторные (типа ПК-8, ПК- 10, 2ВТ-2), относятся к группе буровых машин, производящих обработку всей площади забоя.

Буровые комбайны в сравнении с комбайнами избирательного действия в большей степени соответствуют современным требованиям в отношении обеспечения высокой производительности, энерговооруженности, автоматизации, благоприятных санитарно-гигиенических и безопасных условий труда.

1 - редуктор исполнительного органа; 2 - водило переносного вращения; 3 - режущий диск; 4 - рукоять крепления режущего диска; 5 - жесткий шаблон выработки; 6 - опорный каток; 7 - пружина прижатия катка; 8 - щит ограждения; 9 - питатель грузчика; 10 - гусеничный ход; 11 - ось поворота рукояти; 12 - забурник.

Рисунок 2 Принципиальная схема исполнительного органа комбайна «Прогресс-2»

Список использованных источников

1 Солод В.И., Зайков В.И., Первов К.М. Горные машины и автоматизированные комплексы. Учебник для вузов. -М., Недра, 1981. - 503 с

2 Машины и оборудование для проведения горизонтальных и наклонных горных выработок. /Под ред. Б.Ф. Братченко. -М., Недра. 1975. - 415 с.

3 Солод В.И., Гетопанов В.И. Рачек В.М. Проектирование и конструирование горных машин и комплексов.Учебник для вузов. - М., Недра, 1982. - 350 с

4 Свойства горных пород и методы их определения. /Е.И. Ильницкая и др. Под редакцией М.М. Протодъяконова. - Недра, 1969

Размещено на Allbest.ru

...