Расчет и выбор оборудования для добычи угля в конкретно горно-геологических условиях шахты, расчет нагрузки на очистной забой и расчет количества воздуха для проветривания выемочного участка

Qк = 600/123,4 •60=300 т/час.

Делаем вывод, что по фактору нагрузки забойный конвейер выбран, верно, так как производительность лавного конвейера 1800 т/час.

2.5.6 Технология выемки угля

1. Выемка угля в лаве производится комбайном LS-300, который работает с рамы забойного конвейера и производит разрушение угля в массиве скалыванием его режущим органом (шнеком). Выемка угля комбайном производится по челноковой схеме.

В исходном положении комбайн находится на нижнем сопряжении лавы у конвейерного штрека, верхний шнек поднят до кровли пласта, нижний шнек опущен до почвы пласта. Забойный конвейер и секции крепи до комбайна задвинуты.

Комбайн в режиме выемки поднимается на 20-25 м от конвейерного штрека 4-10-25 осуществляя тем самым зарубку косым заездом и останавливается. Производятся концевые операции по передвижке нижней части забойного конвейера, включая приводную станцию с перегружателем и концевых секций крепи.

После того, как будут произведены все операции по передвижке нижней части забойного конвейера, конвейер и комбайн включаются . На комбайне верхний шнек опускается о до почвы пласта, а нижний поднимается до кровли пласта и в режиме выемки следует по направлению к конвейерному штреку 4-10-25. По окончанию выемки угля комбайн поднимается вверх на 20-25м от конвейерного штрека, затем производится передвижка забойного конвейера, начиная с приводной головки, и секции крепи.

Комбайн принял исходное положение по осуществлению выемочного цикла между конвейерным штреком 4-10-25 и конвейерным штреком 4-10-23.

В таком положении комбайн производит выемку угля до конвейерного штрека 4-10-23. Забойный конвейер и секции крепи передвигаются вслед за движением очистного комбайна.

У конвейерного штрека 4-10-23 верхний шнек опускается до почвы пласта, секции крепи задвигаются над комбайном . В режиме выемки комбайн опускается на 20-25м от конвейерного штрека 4-10-23 осуществляя тем самым зарубку комбайна косым заездом и останавливается . Производятся концевые операции по передвижке верхней части забойного конвейера, включая приводную станцию и концевых секций крепи. После задвижки и выравнивания забойного конвейера комбайн в режиме выемки поднимается до конвейерного штрека 4-10-23 и направляется вниз, осуществляя новый цикл по выемке угля. Задвижка секций крепи и забойного конвейера осуществляется вслед за движением комбайна.

Передвижка лавного конвейера и секций крепи производятся в соответствии с “Инструкцией по эксплуатации очистного механизированного комплекса JOY” с соблюдением ПБ.

2. Передвижка перегружателя осуществляется каждый цикл. Передвижка энергопоезда, демонтаж рельсового пути и сокращение противопожарно-оросительного трубопровода производятся в ремонтную смену.

3. Крепление сопряжений лавы с примыкающими выработками показаны в графической части настоящего паспорта.

4. Очистные работы в зоне барьерных целиков скважин вести в соответствии с “Типовым проектом на подработку скважин”, утверждённым главным инженером шахты.

5. Переход мехкомплексом разрезных печей, водосборников, сбоек показаны в графической части настоящего паспорта.

2.5.7 Организация работ в очистном забое

Принимаем четырёхстенный режим работы очистного забоя, три из которых организуются по добыче угля и одна ремонтно-подготовительная.

В добычные смены выполняются работы, предусмотренные технологическим циклом выемки угля:

-выемка угля комбайном в лаве;

-передвижка секций механизированной крепи;

-передвижка забойного конвейера.

2.5.8 Монтаж и демонтаж комплекса

С промплощадки пласта 10 по вентиляционной штольне секции спускают до заезда вентиляционного штрека с помощью стационарной подъемной машины на специальных платформах.

По вентиляционному штреку секции и другое оборудование комплекса доставляется по рельсовому пути с помощью ЛВ25 до монтажной камеры.

Монтаж секций крепи производится снизу вверх по камере, секции доставляются по рельсовому пути, с помощью лебедок ЛПК-10Б.

Непосредственно монтаж секции производят с помощью монтажного станка.

Монтаж конвейера производится в следующей последовательности:

1. По почве монтажной камеры доставляется и устанавливается рама привода нижней приводной головки, редуктор, электродвигатель, головной вал.

2. Доставка и монтаж линейных секций конвейера и навесное оборудование ведется одновременно с монтажом секций крепи, при этом нижний став лавного конвейера пропускается по ходу монтажа линейных секций конвейера.

3. Верхняя приводная головка монтируется после монтажа комбайна.

4. Монтируется верхний став цепи лавного конвейера и цепь замыкается.

По окончании монтажа секций крепи и лавного конвейера производится монтаж комбайна. Доставка составных частей комбайна к месту монтажа ведется в следующей последовательности:

1. Нижний шнек.

2. Нижняя качалка.

3. Режущая с электродвигателем.

4. Подающая часть.

5. Верхняя режущая.

6. Верхняя качалка.

7. Верхний шнек.

Монтаж комбайна производится способом стыковки.

После того, как комбайн состыкован, он устанавливается на конвейере. Подводятся «лыжи» и «захваты» и навешиваются «качалки» и шнеки. Монтаж комбайна ведется при помощи лебедки ЛПК-10Б. Монтаж шнеков производится при помощи ручных лебедок.

После сборки узлов комбайна ведется монтаж гидросистемы комбайна, и подключение его электрической части. Подключение ведется специализированными бригадами.

Монтаж энергопоезда:

Монтаж энергопоезда ведется в следующей последовательности:

- Задается электроаппаратура и маслостанция, причем маслостанция находится от комплекса первой.

- Задается аппаратура АУС и светильники ГВП-1.8, вся аппаратура и светильники расключаются на поверхности в эл.цехе и проверяется.

- Задаются силовые кабели (комбайновый и перемычки между приводными головками конвейера).

Подключение и монтаж энергопоезда ведет специальная бригада.

Вывод комплекса из монтажной камеры осуществляется при

выполнении следующих работ:

- Производят выравнивание линейных секций крепи с последующей

передвижкой лавного конвейера;

- Производят передвижку секций крепи до линии очистного забоя;

- Извлекается крепление забойной части монтажной камеры.

Не допускается проводить работы по выемке угля при наличии куполов в кровле выработки (без их крепления по специальным мероприятиям).

2.6 Мероприятия по охране труда и безопасности работ

2.6.1 Вентиляция выемочного участка

В связи с высокой ожидаемой нагрузкой на очистной забой выемочного участка 4-10-25, для снижения его газообильности принята комбинированная схема проветривания, предусматривающая изолированный отвод метана из выработанного пространства за пределы выемочного участка 4-10-25, с помощью газоотсасывающего вентилятора УВЦГ-9, установленного на устье дегазационной скважины диаметром 1020мм блока №4. Скважина блока №4 пробурена с поверхности на западный вентиляционный уклон 4-10.

Определяем количество воздуха, необходимое для проветривания горных выработок выемочного участка:

Q_вх = Q_ис• ( k_ут.в + k_п.ш. )Q_{вх. max}, (57)

где Q_вх - количество воздуха, поступающее в очистные выработки по воздухоподающим выработкам, 792 м³/мин;

Q_пс - количество воздуха, поступающее из очистной выработки в выработку с исходящей струей воздуха, 543м³/мин;

k_ут.в - коэффициент, соответствующий оптимальным по газоотводу утечкам воздуха через выработанное пространство из призабойного пространства очистной выработки, 1,15 ч 1,3;

k_п.ш - коэффициент, учитывающий расход воздуха или его утечки по поддерживаемой или погашаемой части воздухоподающей выработки в выработанном пространстве, 0,21.

, м³/мин, (58)

Абсолютную газообильность очистного забоя определяем по формуле:

м³/мин, (59)

К_д - коэффициент, учитывающий естественную дегазацию пласта, 0,65-0,75;

где суточная добыча,5000 т/сут;

относительное газовыделение выработанного пространства,2м³/т.

(60)

где k_в - коэффициент, учитывающий вынос метана утечками воздуха из призабойного в выработанное пространство (табличный коэффициент, зависит от среднего метановыделения в очистной выработке), 0,7ч 0,9;

с - допустимая концентрация метана в исходящей из очистного забоя вентиляционной струе, 1%;

с₀ - концентрация метана в поступающей в очистной забой вентиляционной струе, 0%.

Определяем абсолютную газообильность выработанного пространства:

Максимальное количество воздуха для проветривание очистного забоя

, м³/мин, (61)

Q_вх.max=60·4·6,02·1,4=2022мі/мин.

Q_вх = 543 • ( 1,15 + 0,21_. )Q_{вх. max},

738мі/мин2022 мі/мин.

где V_max - максимально допустимая по ПБ скорость движения воздуха в очистной выработке,4 м/с;

k_о.з - коэффициент, учитывающий движение воздуха по части выработанного пространства, 1 - 1,4;

S_оч - площадь поперечного сечения призабойного пространства очистной выработки, 6,02 м³/мин,

Общие утечки воздуха на выемочном участке

, м³/мин, (62)

Q_ут= 738 · (1-1/1,36)=191м³/мин.

Количество воздуха необходимое для проветривания очистного забоя

, м³/мин, (63)

Q_вх.общ= 792 + 538 +191=1521 м³/мин.

При безопасном проветривании должно выполняться следующее условие:

, м³/мин, (64)

1521м³/мин ?2022м³/мин.

2.6.2 Меры борьбы с газом

В автоматизированной системе проветривания, для контроля состояния шахтной атмосферы используется комплексная аппаратура - комплекс «Метан» предназначенный для непрерывного и централизованного контроля содержания метана и выдачи сигнала на автоматическое отключение электроэнергии при достижении предельно допустимой конденсации СН₄ в угольных шахтах, опасных по газу и пыли. Этот комплекс может использоваться, как самостоятельная АГЗ, так и включается в систему автоматизированного проветривания шахты.

Срабатывание отключающего устройства комплекса производится если конденсация СН4 превысит 1,3, то сразу будет подан сигнал на снятие напряжения с контролируемого объекта.

Комплекс «Метан» обеспечивает значительный экономический эффект вследствие повышения безопасности ведения горных работ, возможности увеличения нагрузки на очистной забой и сокращения персонала. [10]

2.6.3 Меры борьбы с газодинамическими явлениями

Пропиточные скважины бурятся станком типа БЖ-45 с опережением не менее 60м линии очистного забоя с конвейерного и вентиляционного штреков. Темп нагнетания воды в угольный массив 30 л/мин при давлении до 200 Н/см². Для нагнетания воды в пласт применяются насосные установки типа УН-35. Эффективность достигает 60%.

Для обеспечения воздуха в очистном забое применяется комплекс обеспечивающих мероприятий в соответствии с «Инструкцией по комплексному обеспечению воздуха», и включающий в себя:

-орошение при работе комбайна;

Предусмотрена установка на комбайне энжекторов, направленных в забой на шнеки комбайна. На них устанавливаются форсунки типа КФ-3,3-40 с расходом воды -14 л/мин.

Для обеспыливания вентиляционной струи из очистного забоя применяем лабиринтно-тканевую завесу, состоящую из 4 тканевых перегородок и кольцевого оросителя ОКВ-7, устанавливаемых на вентиляционном штреке в 20 м от сопряжения с лавой.

Питание водяной завесы осуществляется от противопожарно-оросительного трубопровода. По мере подвигания лавы завеса переносится.

Подавление пыли, образующейся на перегрузах угля с конвейера на конвейер,

осуществляется путем окожушивания пересыпов мешковиной и орошение ее с помощью конусных или зонтичных оросителей, которые устанавливаются над местом перегрузки горной массы таким образом, чтобы факел распыляемой воды перекрывал очаг пылеподавления. Давление воды у оросителей должно быть не менее 0,5 МПа, а удельный расход воды неменее 5л/т.

Сеть противопожарно-оросительного трубопровода должна быть постоянно заполнена водой и находиться под напором, давление воды на выходе из пожарных кранов должно составлять 6-15 кгс/см.

2.6.4 План ликвидации аварии

Правила поведения людей при пожаре, взрыве газа и (или) угольной пыли.

Внезапное изменение направления вентиляционной струи служит сигналом к выходу на поверхность; при обнаружении дыма необходимо включиться в самоспасатель и двигаться по ходу вентиляционной струи к ближайшим выработкам со свежей струей воздуха, к запасным выходам. Изменение направления вентиляционной струи во время движения свидетельствует , что пожар произошел в основных воздухоподающих

выработках или надшахтных зданиях воздухоподающих выработок и произошло общешахтное реверсирование вентиляционной струи. В этом случае движение навстречу реверсированной свежей струе воздуха, не включаясь в самоспасатель, необходимо продолжать до ствола (шурфа, штольни).

При обнаружении очага пожара, находясь со стороны свежей струи воздуха необходимо включиться в самоспасатель (респиратор) и начать тушение первичными средствами пожаротушения.

При горении электропусковой аппаратуры, силовых кабелей необходимо отключить подачу электроэнергии на аварийные агрегаты.

При пожаре в забое тупиковой выработки необходимо включиться в самоспасатель (респиратор) и начать тушение первичными средствами. Если невозможно потушить пожар имеющимися средствами, следует выйти из тупиковой выработки на свежую струю и отключить электроэнергию на механизмы. При этом в шахтах, опасных по метану, вентилятор местного проветривания должен работать в нормальном режиме.

При пожаре в тупиковой выработке на некотором расстоянии от забоя в котором находятся люди, необходимо имеющиеся средства пожаротушения

и самоспасения, а при появлении дыма - включиться в них и следовать к выходу из тупиковой выработки, приняв все возможные меры к переходу через очаг

пожара и его тушения. Если пройти через очаг невозможно и потушить его не удалось, необходимо отойти от очага, приготовить подручные материалы для возведения перемычек (вентиляционные трубы, доски, обаполы, спецодежда, гвозди). Как только подача воздуха по вентиляционным трубопроводам прекратилась, следует установить, как можно ближе к очагу пожара две-три перемычки, отойти к забою и ждать прихода горноспасателей, используя средства жизнеобеспечения.

Правила поведения людей при внезапном выбросе угля и газа, при горном ударе.

Необходимо немедленно включиться в изолирующий самоспасатель, выйти кратчайшим путем на свежую струю и отключить подачу напряжения на электроаппаратуру, находящуюся в зоне выброса.

Если в результате аварии пути выхода перекрыты, следует включиться в самоспасатель и ждать прихода горноспасателей.

Для предотвращения взрыва запрещается пользоваться переключающими устройствами светильников.

Правила поведения людей при обрушении.

Если выход невозможен, следует установить дополнительную крепь и приступить к разборке завала. В случае, когда это невозможно, ждать прихода горноспасателей, подавая сигнал по коду о металлические (твердые) предметы: при обрушении в подготовительных выработках - редкие удары по количеству находящихся за обрушением людей. В случае, когда, застигнутые обрушением люди находятся в тупиковой части выработки, необходимо рассоединить трубопровод сжатого воздуха и установить в 5-10м от забоя парусную перемычку для предотвращения поступления метана, при этом люди должны находиться между перемычкой и завалом.

Правила поведения людей при затоплении и заиловке.

При затоплении необходимо взять самоспасатель и выйти на вышележащий горизонт по ближайшим выработкам или к стволу по ходу движения воды.

Правила поведения при загазировании.

Следует включиться в изолирующий самоспасатель, выходить из загазированных выработок, отключить электроэнергию и поставить знак, запрещающий вход в выработку (закрестить выработку).

При проникновении в горные выработки сильнодействующих ядовитых веществ необходимо после вывода людей отключить ВМП, прекратить подачу сжатого воздуха на аварийный участок и вызвать ВГСЧ.

Во всех аварийный ситуациях

Если это возможно, сообщить горному диспетчеру по телефону о характере и месте аварии.

2.6.5 Профилактика пожаров и противопожарная защита

Противопожарная защита участка осуществляется в соответствии с Правилами Безопасности и «Инструкцией по противопожарной защите угольных и сланцевых шахт».

Проект противопожарной защиты (ППЗ) шахты подвергается экспертизе в институте РосНИИГД один раз в три года. Для тушения возникшего пожара в шахте проектом предусмотрена проклад-ка в каждой выработке противопожарно-оросительного трубопровода (ПОТ), диаметром 150 мм и 100 мм для магистральных и участковых выработок соответственно. ПОТ оборудуется пожарными кранами: в наклонных выра-ботках, не имеющих пересечений и отверстий - через каждые 100м; в горизонтальных выработках - через 200м.

Рядом с пожарным краном находится пожарный рукав длиной 20 м и ствол с насадкой 19 мм. На всех ответвлениях и на линиях, не имеющих от-ветвлений через каждые 400 м, ПОТ оборудуется запорной арматурой. Кроме того, они раз в три года, ПОТ проходит гидравлические испытания на прочность и герметичность с величиной давления на 25% больше рабочего. Для гашения избыточного давления, при ведении работ на глубине более 200 метров, на ПОТ устанавливаются гидроредукторы.

Для обеспечения ведения подготовительных работ в выработках шахты установлены передвижные компрессорные станции, требующие особой про-тивопожарной безопасности. В месте установки компрессора выработка оборудуется негорючей крепью по 10м в обе стороны от установки, силовые кабели прокладываются по противоположной стороне выработки с защитой от последствий пожара. С обеих сторон устанавливаются ящики с песком емкостью 0,4 м³ и по пять порошковых огнетушителей.

Источником пожаротушения является очищенные шахтные воды.

Расход воды на подземное пожаротушение и орошение хранятся в резервуарах пожарного запаса на основной промплощадке.

Напор в устьях обеспечивается насосами противопожарных насосных станций.

Трехчасовой неприкосновенный запас хранится в двух резервуарах на основной промплощадке наклонного квершлага емкостью на 500 м³.

Все производственные учреждения и вспомогательные помещения, где требуется нормами, оборудуются хозпротивопожарным водопроводом.

В местах применения эстакад и галерей устраиваются дреп-черные завесы.

В последнее время на участке применяются установки авто-матического пожаротушения УАП, подключенные к ПОТ, находящиеся под давлением и срабатывающие при повышении до определенных пределов окружающей температуры (по принципу плавкого предохранителя).

2.6.6 Противопылевые мероприятия

менее 60м линии очистного забоя с конвейерного и вентиляционного штреков. Темп нагнетания воды в угольный массив 30 л/мин при давлении до 200 Н/см². Для нагнетания воды в пласт применяются насосные установки типа УН-35. Эффективность достигает 60%.

Для обеспечения воздуха в очистном забое применяется комплекс обеспечивающих мероприятий в соответствии с «Инструкцией по комплекс-ному обеспечению воздуха», 1999 год и включающий в себя:

-орошение при работе комбайна;

-орошение воздуха, исходящего из забоя и его очистка;

-орошение на перегрузах.

2.7 Воссоздание фронта очистных работ

Подготовка выемочных столбов предусматривается спаренными штреками - конвейерным и вентиляционным, закрепленными также анкерной крепью, при отработке столбов конвейерный штрек сохраняется.

Производственная мощность очистного забоя оборудованного механизированным комплексом обеспечивается одновременной работой двух проходческих забоев.

Проходку штреков и уклонов намечается осуществить проходческими комбайнами с навесными оборудованием для установки анкерной сталеполимерной крепи.

Проектом приняты следующие скорости проведения выработок - 360м/мес.

Задачей проекта является определение времени своевременной подготовки выемочных столбов.

Lсут = r • nц , м/сут., (65)

гдеnц - число циклов в сутки, 8шт.;

r - ширина захвата исполнительного органа комбайна, 0,8м,

Lсут = 0,8• 8= 6,4м/сут.

Скорость подвигания лавы в месяц определим по формуле:

Lмес = Lсут • к, м/мес., (66)

гдек - количество рабочих дней в месяце, 25,

Lмес =6,4 • 25=160м/мес.

Время отработки выемочного столба

Определение времени отработки выемочного столба по формуле: