Разработка шахтного поля комбинированной технологией

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа

на тему: «Разработка шахтного поля комбинированной технологией»



Содержание

Введение

1. Определение параметров длинных комплесно-механизированных забоев

2. Определение необходимой нагрузки на короткие забои

3. Расчет геометрических параметров коротких забоев

4. Расчет необходимой производительности и числа проходческо-добычных комбайнов

5. Технические характеристики используемого оборудования

забой комбайн геометрический механизированный



Введение

В настоящих условиях, когда маловероятно появление новых революционных горных технологий, основным направлением повышения эффективности освоения недр является создание таких технологических схем освоения месторождений, которые основываются на принципах эффективного сочетания технологических процессов различных способов разработки с оптимизацией области экономически выгодного использования каждого способа и обеспечением условий их взаимного благоприятного использования. Исходя из основных положений современной концепции освоения и сохранения недр следует оценить роль и перспективы развития комбинированной технологии разработки пластовых месторождений.

С точки зрения современных представлений, под комбинированной разработкой следует понимать технологию освоения месторождения, сочетающую элементы физико-технической (открытой подземной) и физико-химической технологий, увязанных во времени и пространстве, путем создания единой схемы вскрытия и подготовки запасов на весь период освоения месторождения. Наибольший эффект применения такой технологии может быть обеспечен в случае реализации технологических решений при поэтапной разработке пластовых запасов.

Преимущества комбинированной разработки: большая производственная мощность предприятия по пластам, использование высокоэффективной техники и возможность комплексной механизации, автоматизации производства, более безопасные и комфортные условия труда рабочих, более высокая производительность труда и низкая стоимость добычи, высокое извлечение и незначительное разубоживание полезного ископаемого. Быстрое вскрытие и подготовка месторождения, независимость горных работ от климатических условий, многообразие систем разработки, обеспечивающих извлечение запасов в различных горно-геологических условиях, меньшая площадь горного отвода, большая пропускная способность горных выработок при относительно низкой их стоимости, меньшие удельные капитальные затраты на строительство и реконструкцию шахт.

1. Определение параметров длинных комплесно-механизированных забоев

В основе определения параметров ДКМЗ лежит нормативный подход, когда принятая базовая нормативные нагрузка корректируется с использованием системы коэффициентов. Для благоприятных условий Aj определяется при

Кгеол=1. При определении нормативной нагрузки m1<m<m2, m1,m2 -- берутся из таблицы норматива и им соответствуют нормативные значения добычи А1 и А2,т/сут. Длина очистного забоя lл определяется по исходным данным ( из условия равенства длин очистных забоев и того факта, что число забоев должно быть целым).

Aj - расчетная нагрузка на очистной забой при отработке j-го участка, т/сут;

,

где - базовый уровень нагрузки на очистной забой для заданного ОМК, т/сут,

,

m - мощность разрабатываемого пласта, м;

m1,m2 - соответственно ближайшее меньшее и большее табличное значение вынимаемой мощности пласта, м;

А1, А2- табличные значения нагрузок для мощностей пластов m1 и m2, т/сут;

- разность табличной и фактической длины лавы, м;

- плотность горной массы в массиве, т/м^3;

Разубоживание угля происходит при попадании породы из присекаемых кровли или почвы, а также из вынимаемых вместе с пластом породных прослойков. Если кровля или почва не присекаются, mприс=0.

,

-плотность породы в массиве, т/м3;

- плотность угля в массиве, т/м3;

- вынимаемая мощность по чистым угольным пачкам, м;

- мощность породной прослойки, м;

- мощность присекаемых боковых пород, м ;

- коэффициент, учитывающий вязкопластичность добываемых углей ( при хрупких углях равен 1, при весьма хрупких 1,15; при вязких 0,85);

- число смен по добыче угля;

- продолжительность добычной смены, мин;

=2,5 т/м3;=1,5 т/м3

,

А1=1490 т/сут; А2=1710 т/сут; m1=1,4м; m2 =1,7м;

т/сут,

а=5,3; Квпс=1; =50м

т/сут

2. Определение необходимой нагрузки на короткие забои

Необходимая нагрузка на короткие забои может быть определена исходя из условия Акз=Aj-Aнар.л, где Aнар.л -- добыча из длинного комплексно-механизированного забоя (ДКМЗ) при переходе разрывного нарушения или ведении работ в других неблагоприятных горно-геологических условиях. Если известен коэффициент влияния горно-геологических условий Кгеол, то Акз=(1-Кгеол)Aj, т/сут. При определении в условиях перехода разрывного нарушения рассчитываются коэффициент влияния нарушения Крн, коэффициент учета потерь рабочего времени на заполнение полостей в кровле Кпол, коэффициент затяжки кровли Кзат и коэффициент влияния повышенной обводненнности Кобв (таблица П22). Все остальные коэффициенты в формуле (2.17) принимаются равными единице.

Таблица П.22 -- Значения коэффициента обводненности при ведении горных работ в сложных горно-геологических условиях



Кгеол - коэффициент, учитывающий сложные горно-геологические условия

,

n- амплитуда нарушения, м; m- мощность пласта, м

,

Полости (вывалы) возникают в кровле на нарушенном участке пласта и при потере контакта верхняка секции механизированной крепи с кровлей возникает необходимость заполнения полости («клетями» из рудстойки или другими способами -- например, с использованием полимерных материалов). Все эти работы вызывают простои и потерю добычи, которая учитывается коэффициентом Кпол.

,

S- величина площади обнаженной кровли в зоне выемки, м2;

Т0- параметр, учитывающий потери рабочего времени на заделку полостей над секциями крепи;

S=5,м2 ;T=0,6;

,

В зоне разрывного нарушения, как правило, сильно развита трещиноватость, что ведет к усилению отжима угля и разрушению краевой части массива (вдоль линии очистного забоя). При этом «подхватить» обнаженную кровлю передвижением секции часто невозможно, и приходится принимать дополнительные меры (анкерование, установку стоек крепи и др.). Все эти работы вызывают простои и потерю добычи, которая учитывается коэффициентом Кзат.

,

где Д - доля обнаженной площади кровли между линии забоя и перекрытием крепи подлежащая затяжке, Д=0,1-0,3;

lпл - дополнительное обнажение кровли вследствие перемещения линии забоя из-за интенсивного отжима угля из верхних пачек пласта, м;

lкоз - размер козырька крепи;

Д=0,25; lпл=0,3 м; lкоз =0;

,

Кобв=0,89,

,

т/сут.

3. Расчет геометрических параметров коротких забоев

В качестве геометрических параметров будем рассматривать расстояние между выемочными печами b>bmin, ширину заходки y<ymax, а также размер целика ац, которые определяются в зависимости от свойств угля, непосредственной и основной кровли, а также предварительно принятых варианта системы разработки с короткими забоями и типов применяемого проходческо-добычного и транспортного оборудования. Если не используется самоходный вагон, b принимается несколько меньше длины проходческо-добычного комбайна. Если используется комбайн типа СМ, то ширина выемочной печи определяется в зависимости от размера его исполнительного органа, а тип целиков -- в зависимости от схемы и порядка отработки заходок. Следует отметить, что при глубине более 150 м или при недопустимых расчетных параметров целиков необходимо применять механические средства (BLS и др.)

,

hB- высота выработки, м;

цt1- функция ползучести, учитывающая свойства угольного массива во времени (зависит от крепости угля fц и ожидаемого времени отработки столба t1 цt1=1,0-3,0 и определяется по табл. П15);

k- коэффициент концентрации напряжения(k=3);

H- глубина горных работ, Н=120 м;

гn- плотность пород(гn=2,5 т/м3);

F1- коэффициент, учитывающий отношение упругой деформации к полной деформации угля(F1=0,6);

усж.у- предел прочности на одноосное сжатие, т/м2 усж.у=(800-900)fу,

fу- крепость угля;

m- мощность пласта, м;

d1,d2- коэффициенты, учитывающие трещиноватость угольного массива, определяется по табл. П16;

lя- размер несущего ядра в выемочном столбе, м, (lя=2 м);

м,

b принимаем равное 10 м.

,

P- коэффициент, зависящий от свойств и количества налегающей толщи(P=0,17);

м,

в -угол обрушения налегающих горных пород, град;

;

,

Lок -шаг основной кровли, м;

,

Nок -количество слоев основной кровли(N=3);

hок -мощность слоев основной кровли, м (hок =18 м);

м,

Lзав -консоль зависания основной кровли, м;

,



м,

Максимальная ширина заходки уmax

,

где Lнк -шаг обрушения непосредственной кровли

,

цt2 -функция ползучести;

Nнк -количество слоев непосредственной кровли(Nнк =2);

hнк -мощность пород непосредственной кровли, м (hнк =6,5 м);

м,

м,

усж.ц -несущая способность целика, т/м2,

,

цt3 -функция ползучести, определяется от крепости угля и времени существования подзавального целика t3 по табл. П18

т/м2



Рисунок П.2 -- Расположение и параметры прямоугольных и треугольных целиков

4. Расчет необходимой производительности и числа проходческо-добычных комбайнов

Производительность комбайна q, т/ч

Дзах -добыча угля из одной заходки, т

,

где Сзах -коэффициент извлечения угля в заходке;

т,

,

т/мин,



,

где tн.о. -длительность не совмещаемых с выемкой операций за время отработки одной заходки, tн.о. =15 мин.

т/мин,

qмт -производительность комбайна, т/мин;

,

т/мин,

Производительность комбайна Пм, т/мин выбирается (согласно его технической характеристике) таким образом, чтобы nкПм>qт, где nк - число комбайнов (и заходок) в одновременной работе. Применяем комбайн 12СМ т.к. его qмmax=33 т/мин.

Сменная (Дсм) и суточная (Дсут) нагрузки на очистной забой определяется:

;

;

где Тсм -продолжительность добычной смены, ч;

nсм - число смен по добыче в сутки.

т,

т,

При составлении графика организации (планограммы) работ в коротком забое время перегона комбайна tпер=(b+y)/vз.х, где vз.х - скорость движения комбайна задним ходом (м/мин)( vз.х=8,2 м/мин), а время (отработки) заходки tзах=Дзах/Пм. Остальные временные показатели определяются по нормативам или путем хронометража исходя из необходимости обеспечения отработки целого числа заходок в течение смены. Число комбайнов на проходке (проводимых печей) принимается большим либо равным числу заходок.

tпер=(b+y)/vз.х,

tпер=(10+2,23)/8,2=1,49 мин,

tзах=50,84/33=1,54.

Рисунок П.3 -- Общий вид графика организации работ в коротком забое



5. Технические характеристики используемого оборудования

Обозначение секции крепи	МКЮ.2Ш-13/27
Конструктивная минимальная высота, мм	1300
Конструктивная максимальная высота, мм	2700
Сопротивление крепи, кН/м2	820-964
Шаг передвижки, мм	1000
Шаг установки, мм	1750
Тип основания	Жесткий катамаран
Количество гидравлических стоек	2
Тип стоек	Двойной гидравлической  раздвижности
Диаметр поршня, мм	360
Давление настройки предохранительного клапана в стойке, МПа	42
Рабочее давление, МПа	32
Коэффициент начального распора	0,76
Давление на почву, МПа	1,8…2,52
Механизм передвижки	С домкратом обратного хода
Усилие при передвижке (номинальное), кН: секции крепи конвейера (одного рештака)	643 251
Ресурс по металлоконструкции, цикл	45000
Вид гидравлического управления	Электрогидравлическое или ручное пилотное
Габариты секции крепи в транспортном ( сложенном ) положении, мм : высота ширина длина	1300 1700 6970
Масса, т	23.5

Крепь МКЮ.2Ш-13/27

Очистной комбайн типа РКУ10(РКУ13)

Технические характеристики

Параметр	РКУ10	РКУ13
Применяемость по вынимаемой мощности пласта, м	1,1-1,93	1,35-2,6
Производительность, т/мин:
- при сопротивляемости угля резанию 120 кH/м	5,0	7,0
- при сопротивляемости угля резанию 240 кH/м	4,0	6,0
- при сопротивляемости угля резанию 360 кH/м	3,2	5,0
Суммарная номинальная мощность приводов, кВт	200	200; 400
Номинальное напряжение, В	660; 1140
Максимальная рабочая скорость подачи, м/мин, не менее	5,0(10)
Максимальное тяговое усилие системы подачи, кH, не менее	250(125)
Средний ресурс до капитального ремонта, тыс. т	560	640
Габаритные размеры:
- длина комбайна, мм	9000	8380-9730
- длина по осям шнеков, мм	6570
- ширина, мм	1825	1782
- высота по корпусу в зоне крепи, мм	1000; 1120; 1250	1600
Масса, т, не более	19,1	24,8

Перегружатель типа ПС 271

Производительность, т/час	до 950
Мощность привода, кВт	До 250
Длина перегружателя, м	До 90
Длина рабочей зоны	10,5
Количество блоков привода, шт	1
Скорость цепи, м/сек	1,13; 1,33; 1,4
Скребковая цепь, калибр, мм	30х108
Механизм соединения цепи	Винтовой дисковый
Тип муфты	Гидромуфта или эластичная
Усилие разрыва соединительных стержней, кН	1500
Тип скребка	Кованый
Рештачный став: внутренняя ширина, мм толщина днища, мм	800 30
Ресурс рештачного става, млн. т	2,0 (катаный профиль) 4,0 (литой профиль)

Скребковый конвейер типа КСЮ391 "Юрга-950"

Длина конвейера, м	до 300
Производительность, т/час	до 1600
Мощность приводов, кВт	до 3 х 400
Количество блоков привода, шт.	2-3
Скорость цепи, м/сек	1,28
Скребковая цепь, калибр, мм	34 х 126,  38 х 126 плоская
Устройство для предварительного натяжения цепи	Гидравлическое
Устройство изменения длины цепи	Гидравлическое с ходом 500мм
Способ разгрузки,	Прямой, боковой, крестовый
Система подачи комбайна	Эйкотрак, ультротрак, джамботрак
Усилие разрыва соединительных стержней, кН	3500
Тип скребка	Кованый
Рештачный став: внутренняя ширина, мм толщина днища, мм	890 40
Ресурс рештачного става, млн. т	7

Ленточный конвейер типа 2Л-1000А-01

Угол установки, град.:	-3...+18
Длина транспортирования при максимальной производительности и горизонтальной установке:	200-1400
Суммарная мощность привода, кВт:	3x110
Напряжение электрической сети, В:	380/660
Крупность кусков породы, мм, не более:	500/300
Диаметр барабана/ролика, мм:	670/127
Приемная способность, м3/мин:	13,4/16,8
Скорость движения ленты, м/сек:	2,0/2,5
Ширина ленты, мм:	1000
Производительность, т/ч:	680/850

Скребковый конвейер типа 2СР-70М

Длина конвейера в подставке, м	100,150,200
Производительность, т/ч:  при скорости 1м/с  при скорости 1,37м/с	525  700
Рабочий орган: шаг скребков, мм калибр и шаг звеньев цепи, мм расстояние между осями цепей, мм разрывное усилие цепи, т разрывное усилие соединит. звеньев, мм	1024 18 ? 64 500 41 37
Рештачный став: длина рештака по боковине, мм ширина рештака по боковине, мм	1536 595
Число приводов конвейера:	1; 2
Электродвигатель: мощность, кВт частота вращения ротора, об./мин. рабочее напряжение, В	55 1480  380, 660
Масса комплекта поставки, т, при длине, м: 100 150 200	18,9  28,0 30,8

Размещено на Allbest.ru

...