В₁= _длА·Н·г у

^сж·К^н·К^ф-Н·г

К, м

где: Кн - коэффициент учета неоднородности пласта (1,0-1,3);

Кф - коэффициент формы целика;

2Кф=_mВ)3

где: m - высота целика, м.

Кф

Вм

Принимаем ширину межблоковых целиков 18 м.

Таблица 2.1. Параметры камерно-столбовой системы разработки

Механизация очистных работ

Отработка запасов поля шахты «Денисовская» предусматривается комплектом импортного оборудования «Alpine Bolter Miner» для камерно-столбовой системы разработки. Транспортирование угля предусматривается скребковыми и ленточными конвейерами отечественного производства, а также самоходными вагонами фирмы «JOY». Доставка оборудования и материалов будет производиться напочвенным колёсным транспортом EIMCO 130HD LHD FLAMEPROOF со сменным оборудованием (ковш, погрузчик, лентоукладчик, кабелеукладчик, людская платформа, контейнеровоз, трейлер) фирмы «EIMCO», рабочие будут доставляться грузопассажирскими шахтовыми машинами «Driftrunner Personel Carrier» фирмы «SMV».

Выемку угля при очистных работах планируется осуществлять проходческим комбайном АВМ-20.

Расчет нагрузки на очистной забой

При определении нагрузки на забой при проведении камер используются следующие данные:

- производительность комбайна АВМ-20 при проведении выработок;

- скорость комбайна при маневровых операциях; -время крепления заходки.

Указанные данные принимаются на основе проведенных хронометражных наблюдений, проведенных на шахтах «Денисовская», «Усинская», шахта ОАО «Разрез Сибиргинский» и шахта «Распадская» [10]:

- производительность комбайна (q_к) средняя (по технической характеристике) составляет 5,5 м³/мин;

- скорость комбайна при маневрах на холостом ходу (V_к) принимается равной 3,5 м/мин;

- время на установку 1 рамы крепи (t_р) составляет 15 мин;

- шаг установки крепи 1 м;

- время подготовительных работ (t_под.к) при очередном проведении заходки 20 мин;

- время на перегон комбайна при отработке междукамерного целика к другой новой заходке, на зарубку и крепление сопряжения камеры с заходкой принимается 60 мин. А_м=1600•30=48000 т/мес

Таким образом, технология отработки пласта К₄ (3 очередь) позволяет отрабатывать запасы угля камерно-столбовой системой разработки с суточной нагрузкой 1600т. При этом месячная нагрузка на забой составит - 48000 т.

Настоящим проектом на основании произведенных расчетов при отработке запасов 3 очереди поля шахты «Денисовская» камерно-столбовой системой принимается годовая нагрузка на уровне 480-500 тыс.т. Нагрузка обеспечивается работой комплекта оборудования с нагрузкой 480-500 тыс.т в год.

Технология очистной выемки

Нумерация столбов принята согласно порядку вовлечения их в отработку.

Подготовка блоков осуществляется проведением вентиляционной, вспомогательной и транспортной печей (рисунок 2.9). По мере проведения в транспортной печи наращивается скребковый конвейер 2СР-70М. Оконтуренный столб делится на блоки длиной по простиранию по 108 м и отрабатывается обратным ходом. Очистные работы начинаются с проведения первой камеры в блоке. Камеры проводятся в направлении от транспортной печи к вентиляционной. Камеры крепятся комбинированной крепью по аналогии с нарезными выработками.

Рисунок 2.5 - Схема подготовки блоков при камерно-столбовой системе разработки

При камерно столбовой системе разработки междукамерный целик отрабатывается в обратном порядке - в направлении от вентиляционной к транспортной печи. Отработка междукамерного целика осуществляется односторонними заходками, расположенными под углом 45⁰ к оси камеры (рисунок 2.6).

Между заходками оставляются подзавальные целики угля, обеспечивающие безопасные условия работ в заходках и камерных выработках.

Рисунок 2.6 - Схема отработки междукамерного целика

Учитывая технические возможности применяемого комбайна АВМ-20 и мощность пласта рабочий цикл при погашении междукамерного целика включает следующие операции:

- выемку первой заходки шириной 5,5м на полную мощность под углом 45⁰ к оси камеры;

- перегон комбайна назад по камере для выемки новой заходки.

Между блоками в столбе оставляются межблоковые целики шириной по 18. Целик между вспомогательной и транспортной печью частично погашается при отработке следующего столба.

Организация работ при очистной выемке

На очистных работах занята бригада в составе 42 человека. Бригада разбита на 6 звеньев по 7 человек (1 МГВМ, 1 машинист самоходной вагонетки, 3 ГРОЗ, 1 ГРП, 1 электрослесарь). Общее руководство бригадой осуществляет бригадир. Для руководства каждым звеном назначается звеньевой, ответственный за выполнение наряда и соблюдение ТБ в звене. Также в каждом звене назначается ответственный за оборку забоя. Выполнение работ по обеспыливающим мероприятиям производится горнорабочими звена. В подготовительно-ремонтную смену необходимо 5 ремонтных электрослесарей и в два раза меньше ГРОЗ, чем в добычную - 2.

Организация работ при отработке камер проходческим комбайном АВМ-20 является поточно-цикличной. Состав цикла:

- отбойка и погрузка угля, бурение шпуров и возведение постоянной крепи (в камере);

- отгон комбайна назад и расширение камеры; -перегон комбайна на новую заходку.

1) Машинист комбайна осматривает комбайн, подготавливает его к работе. Проверяетналичие масла, зубков на исполнительном органе, исправность системы орошения, электрооборудования. Осуществляет выемку горной массы комбайном АВМ-20, контролирует крепление выработки. Отвечает за сохранность кабелей, оборудования комбайна, не допускает нахождение людей в забое и у комбайна при работе комбайна, нахождение людей под не закрепленным пространством, и к управлению комбайном других лиц на смене;

2) Проходчики доставляют в забой крепёжные материалы, наращивают при необходимости вентиляционный став, производят крепление кровли анкерной крепью (бурильными установками комбайна АВМ-20). Протягивают кабель и шланги орошения комбайна. Производят осланцовку выработки на 20 метров от забоя. МГВМ включает комбайн, подгоняет его к забою и начинает выемку горной массы. Проходчики, при необходимости, обслуживают пункт перегрузки с АВМ-20 на самоходный вагон JOY.

3) Во время выемки угля проходчики производят возведение постоянной крепи, послевыемки, и отгрузки горной массы МГВМ заезжает комбайном АВМ-20 на новую заходку, и начинает новый цикл.

4) В конце смены горный мастер сдает отчет об объёме выполненных работ.

Управление горным давлением

Согласно расчетам, приведенным ранее, оставляемые при камерно-столбовой системе разработки подзавальные целики угля обеспечат защиту заходок, сопряжений заходок с камерами и камер при первичных и вторичных осадках непосредственной кровли от завалов. При первичных и вторичных осадках основной кровли подзавальные целики переходят в запредельное состояние, обеспечивая плавное опускание кровли.

2.8 Календарный план горных работ

Календарный план строительства шахты составлен исходя из необходимых и рассчитанных объемов подземных горных работ для ввода шахты в эксплуатацию.

Вскрытие предусматривается наклонными стволами с борта существующего разреза. Все выработки проходятся комбайном АВМ-20. До начала очистных работ на горнокапитальных и подготовительно-нарезных работах, рабочий коллектив работает вместе. По завершении выше перечисленных работ трудовой коллектив разбивается по своим специализациям.

Все горно-капитальные и подготовительно-нарезные выработки проходятся по углю на всю мощность пласта, поэтому с началом вскрытия предприятие выдает уголь.

Календарный план горных работ рассчитывается до сдачи выемочного столба в эксплуатацию, т.е. до начала очистных работ. Он включает в себя вскрытие и подготовительно-нарезные работы.



3. Горно-механическая часть

3.1 Рудничный транспорт

Пусковым комплексом предусматривается полная конвейеризация транспортирования угля от забоев пласта К-4 до поверхности. Отбитый комбайном уголь транспортируется до конвейера в самоходных вагонах JOY 10SC32 (рисунок 3.1).

Далее уголь транспортируется ленточными конвейерами 2ЛТ-120 по конвейерному штреку до наклонного конвейерного ствола и по нему выдается на поверхность.

Обязательным и основным требованием правильного выбора конвейера по техническому параметру «минутная приемная способность» является соблюдение условий:

г х Q_kпр >q₁ (max),

где: г - насыпная плотность транспортируемого конвейером груза, г = 1,06 т/м³; Q_кпр- минутная приёмная способность конвейера, Q_кпр = 16,8 м³/мин; q₁(max)- максимальный минутный грузопоток, поступающий на конвейер, т/мин.

q₁(max) = a х Z х N_ком,

где: a - производительность забойного скребкового конвейера КСЮ 381.38Л, не более 16 т/мин; Z - Расчётный коэффициент, учитывающий количество очистных забоев, Z = 1; N_ком - количество работающих комбайнов в очистных забоях, N_ком= 1.

q₁(max) = 16 х 1 х 1= 16 т/мин

17,8т/мин >16 т/мин

Эксплуатационную нагрузку конвейера определим по формуле:

Q_эl = 60 х q_K,

где: q _lmax - максимальный минутный грузопоток, т/мин.

Q_эl = 60 х 16 = 960 т/час

Для транспортирования угля используем ленточный конвейер 2 ЛТ-120 (таблица, рисунок 3.3).

Шахта «Денисовская» характеризуется почти полным отсутствием метана, но является опасной по взрыву угольной пыли. В соответствии с этим на весь срок службы шахты, как один из наиболее перспективных видов вспомогательного транспорта по доставке грузов и рабочих, был выбран напочвенный самоходный дизельный транспорт. Доставка оборудования и материалов будет производиться напочвенным колёсным транспортом EIMCO 7HD LHD FLAMEPROOF со сменным оборудованием (ковш, погрузчик, лентоукладчик, кабелеукладчик, людская платформа, контейнеровоз, трейлер), фирмы «EIMCO» (таблица, рисунок 3.4).

Доставка и передвижение людей по горным выработкам будет осуществляться грузопассажирскими шахтными машинами Driftrunner Personel Carrier фирмы «SMV» производства Австралии (таблица, рисунок 3.5).

3.2 Подъем

Поскольку месторождение вскрыто наклонными стволами, проведенными по пласту выходящему на рабочий борт разреза, механизмы подъема отсутствуют. Пологий пласт имеет незначительный угол падения (2-6°). Применение спиральных съездов на уклонах не предусматривается.

Полная конвейеризация транспорта угля от забоя до погрузки его в ж.д. вагоны исключает скиповой подъем, а доставка людей и грузов специальным автотранспортом исключает клетьевой подъем.

Доставка рабочих, оборудования и материалов в шахту осуществляется по наклонным и горизонтальным выработкам дизельными машинами на пневмоходу.

3.3 Вентиляция и проветривание

Согласно данным геологического отчета пласта К₄ границах проектируемой шахты имеет следующие горно-геологические условия:

- мощность пласта изменяется в пределах от 3м до 3,8м.

- преобладающий угол падения пласта на рассматриваемом участке составляет 4єС способствует развитию многолетних мерзлых;

- природная газоносность пласта низкая, так как пласт находится в зоне газовоговыветривания, метаноносность достигает 2,8 -- 4,0 м^З/т. При этих условиях шахта относится к первой категории по газу. В проектируемой шахте не предусматриваются буро-взрывные работы.

Горные работы будут вестись в зоне газового выветривания. Следовательно, при строительстве шахты, участок подземных работ будет отнесен к неопасным по газу метану. Пласт К₄ не опасен по выбросам угля, газа и породы. Угольная пыль взрывчатая. Согласно Заключению ВостНИИ №25-16 от 12.03.99 уголь пласта К₄ относится к несклонным к самовозгоранию. Породы силикозоопасные. Естественная радиоактивность пород и угля низкая - не превышает фоновых значений. Суфлярные выделения метана не ожидаются. Способ проветривания - нагнетательный. Так как доставка материалов, оборудования и людей в шахте принята дизельным транспортом, при выполнении проекта произведен расчет количества воздуха, необходимого для разбавления выхлопных газов.

Достоинства нагнетательного способа:

возможность применения одной вентиляторной установки.

ведения горных работ без общего вентиляционного горизонта

высокая устойчивость работы главного вентилятора, удобство регулирования распределения расхода воздуха в сети и управление вентиляционными режимами при авариях

наблюдение за работой вентилятора,

длительный срок службы вентилятора,

отсутствие подсоса воздуха через обрушенные породы.

Схема проветривания шахты

Принимаем нагнетательный способ проветривания, так как угольная пыль взрывоопасна и при всасывающем способе попадая в вентилятор может спровоцировать взрыв. При отработке пласта К₄, в границах шахтного поля, путь движения вентиляционной струи будет в следующим: свежий воздух подается через главный наклонный ствол по вентиляционному штреку к месту работы. Отработанная струя воздуха выводится через конвейерный штрек по конвейерному стволу на поверхность. Проветривание выработок осуществляется за счет общешахтной депрессии. Воздух подается в забой по вентиляционному штреку, исходящая струя проходит по конвейерному штреку [9, 46-52 стр., 24].

Количество воздуха принимается по максимальному значению из рассчитанных выше. Принимается потребное количество воздуха (без учета утечек) 12,5м³/сек

Выбор вентилятора местного проветривания

Проветривание тупиковых выработок будет производиться вентилятором местного проветривания ВМЭ-2-10. Вентилятор позволяет проветривать выработку протяженностью до 2000 м. Воздух подаётся в забой по вентиляционному трубопроводу Ш1000 мм. Контроль за количеством воздуха, подаваемого в забой, осуществляется аппаратурой АПТВ [9, 46-52 стр.].

Проветривание очистного забоя

Необходимо проверить, что проектируемые параметры обеспечивают необходимое проветривание забоя. Количество воздуха, необходимое для проветривания забоя:

Q=max{Q_г,Q_л, Q_в.п }, где

Q_г - количество воздуха необходимого по метану;

Q_л- количество воздуха необходимое по максимальному числу людей одновременно работающих.

Q_{в .п.}-по выносу пыли.

1. Количество воздуха необходимого по метану:

q·A_сут2,8·4300

Q_г2548м3/мин

=42,4м³/с, где

A_сут - суточная добыча угля, т;

С - содержание газа в исходящей из очистной пространствы струе 0,75%:

C₀- содержание газа в струе поступающей в очистное пространство 0,5%.

Асут=4300т .

2. Q_л- количество воздуха необходимое по максимальному числу людей одновременно работающих в забое. Q_л=6*n_л=6*9=54 м³/мин.

n_л- максимальное количество людей одновременно находящихся.в забое.

3. По пылевому фактору:

Qв.п = nмин*S,

n_мин - минимальная скорость движения воздуха, необходимая для выноса пыли (n_мин=0,25 м/с=15м/мин); S - площадь сечения выработки (S = 21 м²).

Q_в.п= 15*21= 315 м³/мин = 5,25 м³/сек

Так как необходимо принять максимальное из полученных значений, то количество воздуха, необходимое для проветривания забоя составляет 2548 м3/мин =42м³/сек.

Скорость воздуха в забое можно определить при помощи выражения:

V=^Qм/сек

60·Sпрох, где

S_прох - 23 м² проходное сечение для воздуха;

Рассчитаем скорость воздуха:

V maxвм/сек

Максимальная скорость из правил безопасности:

V_min= 0,25м/с V_max=4 м/с

V min_в >V minV max_в<V max

2>0.25 2<4

Данныя величины не превышают допустимыю скорости движения воздуха по лаве (4м/с) и (0,25м/с). Таким образом, очистной забой проветривается достаточным количеством воздуха со скоростью, удовлетворяющей Единым правилам безопасности.

Расход воздуха для шахты в целом

1.Используется два EIMCO 7HD LHD FLAMEPROOF с мощностью дизельного двигателя 150 л.с и два вспомогательных Driftrunner Personel Carrier мощностью дизельного двигателя 75 л.с.

Суммарная мощность дизельных двигателей N_общ = 450 л.с.

Qд=5*N*kодн=5*450*0,85=1905 м³/мин

N_общ = 450 л.с. - мощность дизельных двигателей; k_одн = 0,85 - коэф. одновременности работы машин

К учету принимается наибольшее количество воздуха, полученное при расчете,

Q_max= 1 905м³/мин = 31.6 м³/сек

2. По наибольшему количеству людей одновременно находящихся в шахте.

Q_n= n_max* Q_r, м³/мин

Q_r- расход воздуха, приходящийся на одного человека (Q_r= 6 м³/мин);

n_max - максимальное возможное количество людей, одновременно находящихся в забое 49 человек.

Q_n= 49*6 = 294м³/мин=4,9 м³/сек

3. По метану:

100qпл aпл 3

Q_ш=

Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Document shared on www.docsity.com

Downloaded by: julustan-1 (julustan199@gmail.com)

, м /мин

1440 q_пл- относительная газообильность пласта; a_пл- суточная добыча угля;

Q_шм³/мин=13,9 м³/сек

Расход воздуха для шахты в целом

Расчетное количество воздуха по различным факторам производится по формуле:

Q_ш=k_н •Q_max=1,1• (12,5+42,4 )=60,4 м³/с

Q_ш-принимается максимальное значение из рассчитанных, м³/с; Расход воздуха для шахты в целом:

Q_{ш .общ.}=1,2kQ_ш=1,2·1,43·60,4=103,6 м³/с 1,2 - коэффициент запаса;

к- корректирующий коэффициент учитывающий схему вентиляции 1,43;

Расчет депрессии

h₃

S , кг/м²

L - длина выработки, м; б - коэффициент аэродинамического сопротивления, н · с²/м⁴ (принимается по справочным данным в зависимости от типа крепи); с - периметр поперечного сечения, м; S - площадь сечения выработки, м²; Q - количество воздуха, выдаваемого в выработку, м³/сек.

Таблица 3.1. Расчет депрессии выработок

№	Наименование выработки	Тип крепи	б, кг*сек2/ м4	Р, м	S, м2	S3	L, м	Q, м3/сек	Q2	H
1	Вентиляционный наклонный ствол	Анк/ Сет	9.2	18.7	21.2	9 528	2400	66	4356	188
2	Путевой штрек	Анк/ Сет	9.2	18.7	21.2	9 528	1200	42	1764	38
3	Конвейерный штрек	Анк/ Сет	9.2	18.7	21.2	9 528	4100	60,3	3636	269
4	Конвейерный наклонный ствол	Анк/ Сет	9.2	18.7	21.2	9 528	2700	60,3	3636	177
5	Вспомогательный наклонный ствол	Анк/ Сет	9.2	18.7	21.2	9 528	2400	5,7	32.5	3.2

Итого 675

Выбор главного вентилятора.

Вентиляторная установка размещается у устья путевого ствола. Для отработки воздух в шахту подается по путевому стволу, в дальнейшем по вентканалу, сооружаемому на поверхности, воздух подается по вентиляционному стволу.

Производительность вентилятора, м³/с, определяется по формуле:

Qв=Qш·К ут,

где К_ут - коэффициент утечки воздуха, к = 1,27.

Q_в=103,6•1,27=131,6 м³/с

Расчетная депрессия вентилятора определяется с учетом местных сопротивлений конструкции вентиляторной установки (10-15 %):

h_в =1,1 •675=742,5 Па

При требуемых параметрах вентиляционной сети наиболее оптимальным решением является строительство вентиляторной установки типа ВЦД-31,5м (рисунок 3.6), обеспечивающий необходимый режим проветривания шахты по всем периодам эксплуатации с высоким КПД [25].

Калориферные установки

В техническом плане, с учетом климата, ключевым вопросом в организации вентиляции шахт является подогрев подаваемого в шахту воздуха до положительной температуры (от +2°C до +5°C).

Несмотря на простоту конструкции, применение водяных калориферов создает ряд крупных проблем, связанных со сложным монтажом, водоподготовкой, непрерывным техническим сопровождением, опасностью размораживания калориферов даже при кратковременных авариях, вызванных подачей перегретой воды и как следствие этого - вынужденная необходимость поддерживать температуру подаваемого в ствол воздуха заведомо выше оптимальной.

В большинстве случаев эксплуатация в холодном климате приводит к размораживанию водяных (паровых) калориферов и, как следствие, к временной остановке производства и большим затратам на замену калориферов.

Учитывая вышеизложенное, в последнее время для подогрева воздуха в угольной отраслях промышленности все шире применяются электрические калориферы большой мощности (от 1000 до 30000 кВт).

Электрические калориферы эффективны в работе при температурах наружного воздуха до -50°C и не теряют работоспособности в случае временного (аварийного) отключения напряжения в питающей сети.

В качестве нагревательных элементов применяются трубчатые электронагреватели (ТЭНы) с оболочкой и спирально-навивным оребрением из нержавеющей стали 12Х18Н10Т.

ТЭНы объединены в секции мощностью от 100 до 300 кВт каждая. Секции располагаются в калорифере последовательно друг за другом, т.е. каждая нагревательная секция перекрывает всё сечение воздуховода, подогревая весь объем проходящего через калорифер воздуха. Напряжение питания (3 фазы/50 Гц) нагревательных секций - 660 В/380 В.

Электрокалорифер оснащен многоступенчатой аварийной защитой от перегрева корпуса и ТЭНов, автоматической защитой от образования конденсата на токоведущих частях коммутационных отсеков.

Для подключения электрокалорифера, задания алгоритма управления, индикации рабочих и аварийных режимов, защиты от перегрева и синхронизации работы калорифера с системой управления вентилятора применяется автоматический цифровой регулятор мощности типа АРМ, обеспечивающий поддержание температуры подогретого воздуха с точностью ±1°C от заданного значения.

Автоматизированная электрокалориферная установка АРМNЭКО имеет сертификат ГОСТ-Р (РОСС RU. ПТ17.Н00482) и Разрешение РОСТЕХНАДЗОРА РФ (№ РРС 00-28380) на применение.

3.4 Водоотлив

Гидрогеологические условия в геологическом отчете представлены в целом по месторождению для всех пластов кабактинской и дурайской свит, а в проекте предусматриваемся отработка только пласта К₄. В связи с этим целесообразно в процессе строительства шахты и ее эксплуатации систематически уточнять гидрогеологические условия отработки запасов угля подземным способом.

Согласно прогнозу приток подземных вод в шахту при отработке запасов верхней и средней части пласта составит 250 м³/час, с возможным кратковременным увеличением до 500 м³/час, за счет ливневых дождей и интенсивного снеготаяния.

При переходе на отработку запасов угля в нижней части пласта ожидается приток воды ориентировочно 700 м³/час, с возможным кратковременным увеличением до 1800 м³/час.

Незначительное содержание свободной углекислоты указывает на отсутствие агрессии. По химическому составу подземные воды пригодны для хозяйственно-питьевых целей.

При проходке горных выработок, несмотря на проведение предварительного водопонижения путем откачки воды из водоносных горизонтов водопонижающими скважинами, будут иметь место остаточные притоки воды через кровлю выработок. Эти водопритоки формируются за счет остаточных напоров воды в промежутках между водопонижающими скважинами (остаточные «столбы»). Частично остаточные «столбы» дренируются восстающими дренажными скважинами, частично разгружаются через кровлю выработки, но во всех случаях эта вода попадает в горную выработку. Так как выработки проходятся сверху - вниз, возникает задача отвода воды из забоя выработки. Эта задача решается с помощью проходческого водоотлива с перекачкой воды из забоя к перекачной насосной станции, располагаемой в одной из сбоек между уклонами. В связи с этим принята схема двойной перекачки, т.к. перекачные насосы не обладают достаточным напором для выдачи воды на поверхность.

Для уменьшения материалоемкости проходческих работ, для отвода воды из перекачных насосных станций принято решение об использовании одного из трех водоводов главного водоотлива.

Насосная камера водоотлива

Водоотливная установка комплекса временного водоотлива (1 очередь) оборудуется пятью насосными агрегатами ЦНС 300Ч360 производительностью по 300 м³/ч с электроприводом мощностью по 500 кВт, 6 кВ, 1500 об/мин с выдачей воды на поверхность по наклонному стволу, где монтируется три линии диаметром труб 350 мм, одна из которых рабочая, две резервные. При увеличении притока до 500 м³/час в работе находятся два насоса, два в резерве, один ремонтный.

Расчет потерь напора в трубопроводе

Два водосборника из парных выработок проходятся из водораспределительной выработки через короткие уклоны, которые имеют угол наклона 12єС способствует развитию многолетних мерзлых. Далее водосборники проходятся под уклон к коллектору. Перед коллектором парные выработки сводятся в одну, и каждый водосборник сбивается с коллектором. Через эти сбойки проходится и сам коллектор. Остальные выработки водоотливного комплекса проходятся из конвейерного уклона.

Камера электроподстанции и камера управления заслонками коллектора проходится непосредственно из конвейерного уклона. Камера управления сбивается с насосной наклонным лестничным ходком под углом 40єС способствует развитию многолетних мерзлых, а камера электроподстанции сбивается с трубным ходком с помощью наклонного кабельного ходка. Оба наклонных ходка оборудуются ходовыми отделениями с лестницами.

Для управления заслонками коллектор сбивается с камерой управления короткими вертикальными шурфами.

Вентиляция выработок водоотливного комплекса осуществляется за счет общешахтной депрессии. Свежий воздух через кроссинг попадает в электроподстанцию, камеру управления заслонками и по лестничному ходку входит в насосную камеру, откуда по трубному ходку попадает на исходящую струю в конвейерном уклоне. Для возможности проветривания водосборников предусмотрены два коротких шурфа с выводом вентиляционной струи в камеру управления заслонками.

Общий объем выработок водоотливного комплекса (в проходке) составляет 16244 м³. Выработки в основном проходятся в подугольной пачке. Насосная камера с водоприемниками, коллектор, водосборники и электроподстанция закреплены бетонной крепью. Остальные выработки закреплены: кровля - сталеполимерной анкерной крепью с подхватами ПМШ8-4,5 с решетчатой затяжкой, бока - анкерной крепью ШК-1М с решетчатой затяжкой 3Р-2,6.

Водопонижающие скважины

Назначение насосных установок на водопонижающих скважинах - откачка воды из скважин для снижения и поддержания их уровня на проектной отметке за счет создания депрессионной воронки (рисунки 3.3, 3.4).

Общее количество насосных установок (водопонижающих скважин) 11 штук на первоочередном участке. Расчетная производительность каждой скважины составит в среднем 100 м³/ч. Необходимое снижение уровня воды в скважине - 140-180м.

С учетом притока и требуемого уровня снижения, все водопонижающие скважины оборудуются центробежными скважинными электронасосными агрегатами марки U8 100Z/18 + М9/115.00/2 фирмы «RITZ» (ФРГ) с номинальной подачей в рабочей зоне характеристики 70-120-170 м³/ч и напором (соответственно) 260-200-170 м. Электронасосы комплектуются погружными асинхронными электродвигателями марки М9/115. 00/2 мощностью 115 кВт, напряжением 380 В, частотой вращения 2905 мин^-1.

Рисунок 3.1 - Схема расчета депрессионной воронки:

T₁- водопроводимость из надугольного пласта, м²/сут; T₂- водопроводимость из подугольного пласта, м²/сут; r- расстояние от центра системы до расчетной точки, м; m_oмощность разделяющего слоя, м; к_о- коэффициент фильтрации разделяющего слоя, м/сут.

Водоподъемные ставы - из стальных труб Ш 168Ч7Д ГОСТ 632-80.

Замер подачи насосной установки предусматривается производить дифманометром расходомером ДСП-160 М, в качестве резервного способа замера на каждой скважине предусмотрен объемный способ при помощи мерной емкости.

Запорно-регулирующая арматура, КИР и электрооборудование предусматривается размещать в наземном павильоне в непосредственной близости от устья скважины.

11-ВП

10-ВП

0100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100

Рисунок 3.2 - Положение уровня подземных вод при работе ряда водопонижающих скважин (над кривой указано время в сутках от начала работы скважин 1ВП и 2ВП) 44

Document shared on www.docsity.com

Downloaded by: julustan-1 (julustan199@gmail.com)

2

Document shared on www.docsity.com

Downloaded by: julustan-1 (julustan199@gmail.com)

Расчетная средняя подача насосной установки соответствует дебиту скважины и составляет 100 м³/ч.

Проходческий водоотлив

При проведении проходческих работ непосредственно в забое предусматривается передвижная забойная машина, установка с погружным моноблочным электронасосом тип ВIВО марка ВS 2151НТ фирмы «FLYGT» с подачей в рабочей зоне характеристики 10-90 м³/ч и напором соответственно 6,5-10 м. Мощность электродвигателя 23 кВт, напряжением 660В, частота вращения 2900мин^-1. Электроснабжение забойной насосной станции предусматривается от проходческих сетей 0,66 кВ.

Электрооборудование и автоматизация

Для управления и защиты электродвигателей скважинных насосов RITZ U8 100Z/18+149/115/2 используются станции управления, поставляемые комплектно с насосами RITZ, для управления и защиты печей электроотопления павильонов у скважинящика управления RУС М 5111-2874.

Предусматривается работа скважинных насосов в автоматическом режиме управления, в зависимости от уровня воды в скважине контролируемого посредством применения реле контроля уровня РОС-301.

Для управления и защиты высоковольтных насосов шахтного водоотлива используются ячейки КРУВ-6кВ, для управления и защиты насосов дренажной системы типа ВП 340-18А, пускатели ПВИ-63, для управления и защиты электроприводов задвижек-пускатели ПРА.

Предусматривается работа насосной станции шахтного водоотлива в автоматическом режиме управления, в зависимости от уровня воды в водосборнике.

Аппаратура АВА.1М обеспечивает:

- ручное управление насосами;

- автоматическое управление по уровню воды;

- выбор режима работы любого из насосов: рабочий, резервный или в ремонте;

- последовательность запуска или остановки насосов; -запрет пуска неисправного насоса.

Управление и защита насосов ВIВО 2151НТ (28 кВт) фирмы «FLYGT» для забойной насосной установки и ВIВО 2201НТ (41 кВт) для временных проходческих насосных станций осуществляется посредством применения взрывобезопасных пускателей типа ПВИ.

Предусматривается: управление забойным насосом в ручном режиме, кнопками «ПУСК-СТОП» с поста КУ-92; управление насосами временных проходческих насосных станций в автоматическом режиме, в зависимости от уровня воды в водосборнике, контролируемого устройством типа УКУ.

Отвод дренажных вод

Отводу подлежат два вида дренажной воды, откачиваемой насосными установками в процессе строительства и эксплуатации шахты:

- Вода от водопонижающих скважин, пробуренных с дневной поверхности. Вода откачивается из надугольного и подугольного водоносных горизонтов и имеет естественный природный состав. В процессе эксплуатации скважин, особенно на начальном этапе водопонижения, техногенное загрязнение водоносных горизонтов и изменение качества дренажной воды не ожидается.

- Вода от насосных установок шахтного водоотлива. Воды надугольного и подугольного водоносных горизонтов поступают в горные выработки как через специальные подземные дренажные скважины, так и непосредственно дренируются горными выработками. Поступившая вода стекает самотеком по горным выработкам, накапливается в водосборнике (или водосборниках) насосной станции шахтного водоотлива и оттуда подается в систему водоотвода. При движении по подошве горных выработок водный поток насыщается частицами угля и вмещающих пород, а также собирает утечки нефтепродуктов от работающих машин и механизмов. Пребывание (отстаивание) воды в водосборнике уменьшает степень загрязнения дренажной шахтной воды, однако по опыту эксплуатации действующих предприятий величина остаточного загрязнения воды шахтного водоотлива не допускает сброс таких вод в поверхностные водоисточники без предварительной их очистки. Вопросы очистки шахтных вод рассмотрены в разделе «Экология».

Отвод воды от водопонижающих скважин

В соответствии с техническими решениями проекта предусматривается отвод воды от 11 водопонижающих скважин, расположенных вдоль трассы капитальных уклонов. Производительность каждой скважины - 100м³/ч, располагаемый напор воды над устьем изменяется в зависимости от глубины скважин в пределах от 9,0 до 59,0м.

Естественный рельеф в створе скважин представляет собой крутой склон руч. Дежневка с абсолютными отметками поверхности от 723,0 до 783,0м. Отметки поймы руч. Дежневка на рассматриваемом участке изменяются в пределах 715,0-696,0м.

С учетом качества (химического состава) воды от скважин, сброс её принят в руч. Дежневка и его приток - руч. Малдакан. Основные осложнения, которые могут возникнуть при этом, связаны с зимним режимом. Ручей Дежневка в зимнее время полностью перемерзает, что вызвано сезонным истощением подземного питания. Дополнительно перемерзанию и наледеобразованию способствует форма зимнего русла.

Сосредоточенный постоянный сброс относительно теплой воды глубоких водоносных горизонтов в водоток уменьшает вероятность наледеобразования.

В суровых климатических условиях наиболее надежны в эксплуатации самотечные и напорно-самотечные системы водоводов, которые автоматически опорожняются при прекращении подачи в них воды.

Водоводы выполняются из стальных труб ? 150?4,5 мм при отводе воды от одной скважины и ? 200?5,0 мм - при отводе воды от 2-4 скважин.

При расходе 340-350 м³/ч (суммарном дебите 4-х водопонижающих скважин) по трубопроводу ? 200?5,0 мм требуется гидравлический уклон не менее 0,070, что вполне обеспечивается рельефом местности. Максимальная скорость воды - 3,4 м/с, что ниже допускаемого значения для стальных труб.

По условиям рельефа и геологическим условиям принята наземная прокладка трубопроводов на низких опорах лежневого типа по спланированной трассе, в основном вдоль подъездных дорог.

Расчетная температура воздуха наиболее холодной пятидневки составляет для рассматриваемого района -49єС способствует развитию многолетних мерзлыхС. Наличие теплоизоляции позволит снизить потери тепла водой, транспортируемой по трубопроводу и уменьшить вероятность наледеобразования при дальнейшем движении по естественному руслу.

Однако теплоизоляция защищает от перемерзания трубопроводы только с проточной водой. Поэтому, для уменьшения отрицательных последствий, предусмотрена прокладка магистрального трубопровода в непосредственной близости от павильонов водопонижающих скважин, устройство для опорожнения начального участка магистрали путем установки отсекающей задвижки и незамерзающего выпускного клапана специальной конструкции, а также электрообогрев узла подключения скважин к магистрали.

Суммарная длина водоводов составляет 1473м, в том числе Ж 150 - 622м, Ж 200 - 851м.

Отвод шахтных вод

При прогнозном притоке подземных вод в горные выработки - 1800 м³/ч расчетная производительность насосной станции и системы водоотвода составляет 1850 м³/ч. Насосная станция располагается в конце конвейерного и вентиляционного уклонов на правом берегу руч. Дежневка. Шахтные воды будут загрязнены, в основном, взвешенными частицами угля и породы, поэтому перед сбросом в реку должны быть подвергнуты соответствующей очистке.

Сброс очищенной воды предполагается в руч. Дежневка (выше устья руч. Денисовка) до впадения в р. Чульман. Сосредоточенный сброс существенного расхода воды позволит избежать перемерзания русла в зимний период. Возможно, для улучшения отвода воды в зимнее время потребуется выполнить работы по спрямлению и расчистке русла ручья.

При подземном варианте трубопроводы прокладываются по капитальным подземным выработкам с выходом на поверхность через наклонный ствол и далее по поверхности до очистных сооружений.

С учетом располагаемого напора насосной станции водоотвод принят из трех ниток трубопроводов 350?7мм (в т.ч. 2 - рабочие). Для прокладки трубопроводов рекомендуется использовать вентиляционные выработки (уклон и квершлаг), а выход на поверхность - выполнить через грузовой наклонный ствол, наиболее близко расположенный к точке сброса воды, т.е. при минимальной длине наземного участка водоотвода.

Полная длина трассы водоотвода по рекомендованному подземному варианту составляет 2400м, в том числе - 2100м прокладывается по подземным горным выработкам и 300м - по поверхности.

В зависимости от стесненности подземной трассы трубопроводы прокладываются по 3-х ярусной эстакаде вдоль стены выработки с занятием коридора шириной около 0,7 м или по полу выработки на лежневых опорах для коридора шириной около 1,5 м. В последнем случае по верху трубопроводов при необходимости может быть выполнен людской проход по специальному настилу.

Отвод шахтных вод после выхода из подземных выработок на поверхность выполняется без изменения диаметра стальных трубопроводов, которые прокладываются аналогично отводу воды от водопонижающих скважин, т.е. на низких опорах и в теплоизоляции.

Пневмохозяйство

Оборудование выбрано согласно применяемому на данный момент в шахте Денисовская при отработке запасов камерно-столбовой системой. В виду одинаковых условий и видам работ.

Силовые агрегаты и установки большой производительности проектом не предусмотрены. Это обуславливается тем, что единственными потребителями сжатого воздуха на шахте за весь период ее службы будут лишь две пневматические буровые установки типа RAMBOR.

Пневматическая буровая установка типа RAMBOR используется для бурения шпуров под анкера анкерной полиметаллической крепи.

Таблица 3.2 Техническая характеристика компрессорной станции ЗИФ ШВ-5М

Наименование параметра	ЗИФ ШВ-5М
Номинальное рабочее давление, МПа	0,6
Минимальное рабочее давление, МПа	0,45
Потребляемая мощность, кВт	33.5кВт
Габариты станции:
длина, мм	2,580
ширина, мм	1,050
высота, мм	1,500
Масса, кг	1170
Привод:
Номинальная мощность, кВт	37
Напряжение, В	~380/660
Число подсоединяемых шлангов, шт.	3
Производительность при номинальных оборотах, м3/мин	5

Таблица 3.3. Перечень воздушно-силовых агрегатов

Наименование оборудования	Тип, марка оборудования	Количество, шт.	Производитель
Пневматическая буровая установка	RAMBOR	4	«Bolter»
Компрессорная станция	ЗИФ ШВ-5М	4	ООО ПО «ЮРМАШ»

Таблица 3.4. Техническая характеристика пневматической буровой установки RAMBOR

Наименование параметра	RAMBOR
Номинальный расход воздуха при	2,8-3,3 м3/мин
Частота вращения	900 об/мин
Усилие подачи: 1 Ступень 2 ступень 3 ступень	907 кгс 680 кгс 453 кгс
Опрокидывающий момент	203 Нм

3.5 Электроснабжение и освещение

Электроснабжение шахты «Денисовская» осуществляется на напряжении 6 кВ от ПС 110/6 кВ «Денисовская №52» Южно-Якутских электрических сетей. Подстанция оборудована одним силовым трансформатором 110/35/6 кВ мощностью 10 мВА, обмотка 35 кВ которого не задействована. Подключение подстанции выполнено отпайкой от ВЛ - 110 кВ «Нерюнгинской ГРЭС - Чульманской ГРЭС».

Для электроснабжения подземных токоприемников участка подземных работ предусматриваются следующие уровни напряжения:

- 6 кВ для питания РУ- 6кВ РПП, высоковольтных двигателей главного водоотлива,конвейеры ленточные в наклонном конвейерном стволе и конвейерном штреке лавы №1; - 0,98 кВ для питания комбайна АВМ-20.

- 0,66 кВ для питания ленточного конвейера в конвейерном наклонном стволе итехнологического оборудования в подготовительных забоях, а также прочего технологического оборудования;

- 127В для питания подземной сети стационарного освещения.

На сдачу шахты в эксплуатацию предусматривается сооружение РПП- 6кВ очистных и подготовительных работ, РПП- 6кВ главного водоотлива, РПП- 6 кВ наклонного конвейерного ствола, а также РУ- 6кВ промежуточного конвейера в наклонном конвейерном стволе, РУ- 6кВ №1 и РУ- 6 кВ №2 конвейера в конвейерном штреке лавы. Питание РПП- 6 кВ наклонного конвейерного ствола предусматривается от РУ- 6кВ подземных потребителей поверхностной ЦРП 6/6,3/0,4 кВ с разделительными трансформаторами. Питание РУ- 6 кВ промежуточного привода конвейеров в наклонном конвейерном стволе и в конвейерном штреке лавы предусматривается от РПП- 6 кВ наклонного конвейерного ствола. Питание РПП- 6 кВ очистных и подготовительных работ и РПП- 6кВ главного водоотлива предусматривается от РУ- 6 кВ подземных потребителей поверхностной ПС 110/6/6,3 кВ с разделительными трансформаторами.

Все оборудование предусматривается в рудничном взрыво-, искро- безопасном исполнении.

Освещение подземных выработок

Стационарное освещение предусматривается в электромашинных камерах, камерах РПП, на приемных площадках наклонных стволов, на участках перегрузки угля с конвейера на конвейер, у пунктов посадки людей на подземный транспорт и на подходах к ним.

В очистных забоях освещение осуществляется светильниками СЗВ.1.2М. Призабойные пространства подготовительных забоев освещаются светильниками встроенными в технологическое оборудование очистных комбайнов. Осветительная сеть на напряжении 127В запитывается от осветительных аппаратов АОШ-4, оборудованных устройствами коммуникации, защиты, а также реле утечки.

Заземление шахтных потребителей

Заземлению подлежат все металлические части и оболочки электротехнических устройств и трубопроводов, для чего устраивается общая сеть заземления путем непрерывного электрического соединения между собой всех металлических оболочек и заземляющих жил кабелей с присоединением их к главным местным заземлителям в соответствии с «Инструкцией по устройству, осмотру и измерению сопротивления шахтных заземлений».

Электроснабжение и электрооборудование на поверхности

Основными электроприемниками объектов поверхности являются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором на напряжении 380В переменного тока.

Система питания для них - четырех проводная трехфазного переменного тока с глухо заземленной нейтрально.

Объекты поверхности, в основном, относятся к третей категории по надежности электроснабжения за исключением очистных сооружений шахтных вод, относящихся к первой категории, а также токоприемников котельных, систем хозпитьевого водоснабжения, перекачки и очистки бытовых стоков, относящихся ко второй категории.

Питание электроприемников склада и линии подачи на существующий техкомплекс осуществляется от щита, размещаемого в РП здания привода №2.

Питание электроприемников погрузочного пункта осуществляется от щитов, размещаемых в РП погрузочного пункта.

В качестве станций управления электродвигателями 380В приняты блоки управления типа БМ 5000. Их размещение предусматривается на соответствующих щитах.

Электроосвещение техкомплекса погрузки выполняется в соответствии со СниП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение».

Принята система общего освещения, предусматривающая рабочее и аварийное освещение (безопасности и эвакуационное).

Рабочее освещение выполняется светильниками с лампами ДРЛ, моминисцентными, лампами накаливания.

Для выполнения ремонтных работ используется переносное освещение, которое подключается к понижающим трансформаторам напряжением 220/24В.

Линии электропередач

Электроснабжение осуществляется воздушной линией электропередач 6 кВ от ПС 110/6 кВ «Денисовская №52» от Южно-Якутских электрических сетей.



Таблица 3.5. Основные потребители

№	Показатели	Кол-во	Мощность,	Коэф.мощности,	Коэффициент
п/п			Pн , МВА	Cos ц	спроса, Kс
1	Комбайн АВМ-20	1(6 кВ)	0,98	0,6	0,5
4	Вентилятор ВМЭ-8	4(6 кВ)	0,11	0,5	0,5
5	Насос ЦНС 300-600	6(6 кВ)	0,6	0,7	0,55
6	Конвейер 2ЛТ-100	1(6 кВ)	0,11	0,7	0,5
7	Конвейер 2ПТ-120	1(6 кВ)	0,25	0,7	0,5
8	Вентилятор ВОТ-30	2(6 кВ)	0,6	0,5	0,4

Рисунок 3.3 - Принципиальная схема электроснабжения

Заземление

Главный заземлитель устраивается на поверхности на дне водосборника сточных вод из труб диаметром 108мм. Другой конец главного заземлителя выполняется из листовой стали, площадью 1x1 м, толщиной не менее 10 мм. и улаживается на дно заглубления в районе главного водоотлива на отм. +420 м и заливается соляным раствором, после чего закладывается породой.

Соединение главного заземлителя с заземляющим контуром выполняется сваркой, длина сварочного шва не менее 100 мм. Главный контур выполняется из стальной шины 40x3 мм или круглой канатной стали, диаметром 12 мм.

Соединение отдельных токоприемников осуществляется с помощью стальных или медных проводов, сечением 50 x 2 мм и 25 x 2 мм соответственно, соединение при помощи болтов или сварное.

Расчет защитного заземления: U = 0,4 кВ

R₃ = U_пр/J_у * k,

где U_пр - допустимое напряжение прикосновения ( 40 В);

J_у - наибольший возможный ток утечки, созданный активным и емкостным сопротивлением утечки (J_у = 20 А); к - коэффициент прикосновения (к = 1).

Величина сопротивления участковой заземляющей сети принята 2-5 Ом, исходя из максимально допустимого напряжения прикосновения 40 В:

R₃ 40/20 = 2 Ом

Такой должна быть действительная величина сопротивления участковой заземляющей сети, измеренной в наиболее удаленной точке от зумпфа.

Кроме главного заземлителя, на каждом участке где ведутся работы с применением потребителей первой категории, устанавливаются местные заземлители.

Заземлению подлежат все металлические части токоприемников, воздухопроводов и другого оборудования нормально не находящегося под напряжением, но которые могут оказаться под напряжением вследствие повреждения изоляции электроприводов машин, пусковой аппаратуры, силовых или осветительных кабельных линий. Прокладка заземляющего контура производится со стороны свободного прохода по борту выработки на высоте 1 м от почвы, пробивается по пробкам, вставленным в отверстия, пробуренные через каждые 3-4 м.

С целью уменьшения расхода стального провода в цепи используются металлические конструкции, трубопровода, для чего в местах присоединения привариваются стальные перемычки, сечением не менее 75мм². Выполненные схемы заземления проверяются по фактическому соответствию переходного сопротивления нормативному.

Кроме этого шахта оборудована аппаратом защиты от утечек типа УАКИ, работа которой ежесменно проверяется. Аппарат предназначен для защиты людей от поражения электрическим током и предотвращения опасных последствий утечек тока на землю в трехфазной сети переменного тока напряжением 380 В с изолированной нейтралью трансформатора при снижении общего сопротивления изоляции до опасной величины.

3.6 Автоматизация и диспетчеризация

Проектом принимается беспроводная система связи «Granch SM WLAN»Granch SM WLAN»»

Система связи «Granch SM WLAN» НПФ «Гранч» аварийного оповещения и селективного вызова предназначена для обеспечения оповещения горнорабочих и ИТР, находящихся в подземных выработках, об авариях и их индивидуального (селективного) вызова, а также микросотовой связи .

Система предоставляет возможность передавать речь, видеоизображение, управляющую и телеметрическую информацию из одной произвольной точки угледобывающего предприятия в другую. Система, может быть использована для наблюдения за местоположением людей в шахте, оповещения и поиска в случае аварии, основной и аварийной системы связи, системы контроля и ограничения доступа на объект. Микросотовый телефон обеспечивает двухстороннюю голосовую связь с любым абонентом телефонной сети предприятия.

Обоснование применения беспроводной системы связи «Granch SM WLAN»Granch SM WLAN»»

Проектом принимается для обеспечения наблюдения за местоположением людей в шахте, оповещения и поиска в случае аварии в шахте системы связи «Granch SM WLAN» НПФ «Гранч» г. Новосибирска. Система является наиболее приемлемой соотношению «цена-качество», позволяет определять местонахождение любого абонента сети с точностью ±5 метров в произвольном месте предприятия. Система может быть использована для наблюдения за местоположением людей в шахте, оповещения и поиска в случае аварии, основной и аварийной системы связи, системы видеонаблюдения, системы контроля и ограничения доступа на объект.

Система обеспечивает повышение оперативности спасательных работ в аварийной ситуации.

Преимущества системы перед другими аналогичными автоматизированными системами:

- универсальность, единая концепция построения системы;

- возможность обеспечения технологической и аварийной связи в шахте;

- возможность использования ресурсов уже существующей сети, в том числе и Интернет;

- высокая надежность системы;

- наличие шифрованного канала передачи данных, который обеспечивает безопасный режим работы даже по открытым сетям;

- резервные каналы передачи данных на всех уровнях системы.

Назначение и принцип действия беспроводной системы связи «Granch SM WLAN»Granch SM WLAN»»

Система связи «Granch SM WLAN» НПФ «Гранч» аварийного оповещения и селективного вызова предназначена для выполнения требований § 41 ПБ 05-618-03 в части обеспечения оповещения горнорабочих и ИТР, находящихся в подземных выработках, об авариях и их индивидуального (селективного) вызова, а также микросотовой связи. Система предоставляет возможность передавать речь, видеоизображение, управляющую и телеметрическую информацию из одной произвольной точки угледобывающего предприятия в другую .

...