Структурная колонка угольного пласта

Введение

Добыча угля подземным способом была и остается одним из основных способов разработки месторождений. В настоящее время уголь остается одним из основных видов энергетического и технологического топлива, поэтому вопросы угледобычи являются актуальными.

Целью данного курсового проекта является выбор рациональной схемы подготовки шахтного поля, системы разработки, средств комплексной механизации и организации очистных работ, которые должны обеспечить максимальную производительность шахты и безопасность труда при минимальных затратах материалов, средств, труда и времени, на основании заданных горно-геологических условий.

Теоретической базой при выполнении настоящего курсового проекта послужили знания, полученные при изучении дисциплины «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых», а также циклов геологических, общеобразовательных, естественных и общетехнических дисциплин.

Описание горно-геологических условий залегания угольного

пласта.

Данное шахтное поле имеет размеры:

по простиранию S =5500 м.

по падению Н = 2000 м.

В шахтном поле залегает угольный пласт простого строения, мощность которого равна 1, 5м.

Объемный вес угля составляет 1, 32 т/м.

Крепость угля равна f=1, 5

Угол падения пласта составляет 18 градусов.

Имеется следующая характеристика вмещающих пород:

ложная кровля отсутствует

непосредственная кровля состоит из песчаного сланца, её мощность равна 3, 5 м., крепость - 6;

основная кровля состоит из известняка, мощность равна 12, 6 м., крепость - 5;

непосредственная почва состоит из глинистого сланца, мощность 2, 8м,

крепость - 5.

Глубина ведения горных работ составляет H=720 м.

Относительная газообильность участка q=8 м³/т.с.д

Водоприток в пределах выемочного участка отсутствует

Структурная колонка угольного пласта

1. Выбор и обоснование схемы и способа подготовки шахтного поля

Схема подготовки - это пространственное расположение системы основных подготовительных выработок в шахтном поле, при котором оно разделяется на части, обеспечивающее условия для подготовки выемочных полей.

Способом подготовки называют расположение подготовительных выработок в шахтном поле относительно пласта и его элементов и функционального назначения выработок.

В основу классификации схем и способов подготовки шахтных полей пластовых месторождений положены три признака: один основной и два дополнительных.

В качестве основного дополнительного признака выбран признак, который выделяет любую схему подготовки из группы других. Таким отличием является часть шахтного поля, полученная в результате его деления системой подготовительных выработок и направление ее отработки относительно элементов залегания пласта.

Исходя из горно-геологических условий и угла падения пласта равный 18⁰, я выбираю панельную схему подготовки.

Достоинства:

o возможность увеличения производственной мощности шахты за счёт увеличения отрабатываемых панелей.

o благоприятные условия для применения конвейерного транспорта.

o использование откаточных выработок одного горизонта для подготовки и отработки значительных по объёму запасов.

o сравнительно малый объём постоянно поддерживаемых выработок.

o высокая концентрация горных работ.

Недостатки:

o ограничение области применения пологими и наклонными пластами.

o трудности с эксплуатацией длинных наклонных выработок.

o сложность в обеспечении надёжного проветривания больших бремсберговых и уклонных полей.

Основные варианты панельной схемы при индивидуальной подготовке пластов: пластовый и пластово-полевой.

К нашему варианту панельной схемы подходит при пластовой разработке пластов, поскольку мощность разрабатываемого пласта 1, 5 м. От капитального квершлага проводят в обе стороны к каждому пласту главные штреки, а от них панельные бремсберги (уклоны). Ширина целиков принимается не менее 30м, между участковыми бремсбергом (уклоном) и ходком - не менее 20м, между панельным бремсбергом или ходком и разрезной печью - не менее 40м, между участковым бремсбергом (уклоном) или ходком и разрезной печью - не менее 20м. Отвод исходящей струи осуществляется через вентиляционные стволы на каждом пласте или через капитальный вентиляционный квершлаг и центральный вентиляционный ствол.

Рис. 2. Схема панельной подготовки: 1 - квершлаг; 2 - главный откаточный штрек; 3 - панельный бремсберг; 4 - ходки; 5 - параллельный штрек; 6 - конвейерный ярусный штрек; 7 - вентиляционных ярусный штрек; 8 - шурф.

Выбор системы разработки

Системой разработки называют определенный порядок ведения подготовительных и очистных работ в пределах выемочного участка, увязанный в пространстве и во времени.

Большое разнообразие горно-геологических условий залегания угольных пластов и средств комплексной механизации их выемки обусловило многообразие разновидностей систем разработки.

Порядок проведения подготовительных выработок по отношению к перемещающейся поверхности очистного забоя в выемочном поле предопределяет вид системы разработки. Различают: столбовую, сплошную и комбинированную системы разработки при отработке выемочного участка длинными очистными забоями, а также камерную и камерно-столбовую — при коротких забоях.

Для столбовых систем разработки характерным является то, что подготовительные выработки в выемочном поле по отношению к перемещающейся поверхности очистного забоя проводятся до начала очистной выемки.

Для сплошных систем разработки характерно одновременно-последовательное проведение подготовительных выработок в выемочном поле по отношению к перемещающейся поверхности очистного забоя, часть из них проводится до начала очистной выемки или одновременно с ней.

При комбинированной системе разработки можно применять одновременно или последовательно столбовую и сплошную системы разработки.

По направлению перемещения очистного забоя в выемочном поле по отношению к элементам залегания пласта возможны варианты систем разработки с подвиганием очистного забоя по простиранию, падению, восстанию или диагонально.

Имея данные горно-геологические условия целесообразно применить столбовую систему разработки.

Расчеты выработок

Ширина выработки в свету, исходя из габаритных размеров применяемого оборудования и минимально допустимых зазоров по ПБ, определяется по формулам:

-однопутевая выработка

В=а+А+n

В=0.25+1, 35+0, 7=2, 3м

Выбираем В=2, 46м., Н=2, 79м.

-конвейерная с вспомогательным транспортом

В=а1+А+а2+А1+n

В=0, 4+1, 450+0, 4+1, 35+0, 7=4, 3м

Выбираем В=4, 7м., Н=3, 69м.

Подготовительная выработка	Тип крепи	Площадь сечения выработки	Размеры
В свету после осадки	В свету до осадки	В проходке	Высота Н	Ширина В
Винтеляционный штрек	КПП А3	5, 2	6, 4	8, 2	2, 79	2, 46
Конвейерный штрек	КПП А3	12, 7	14, 5	17, 8	3, 69	4, 7

Требуемое сечение выработки в свету по факту проветривания:

Sсв=0, 00154*Q*q*Кп/Vg,

Sсв=0, 00154*1300*8*1.5/6=4.004,

Принимаем значение Sсв=12, 7

Определим коэффициент присечки боковых пород

Кпр=(Sпр-Sy/ Sпр )*100%

Sy=m*B/

Sy=1.5*4.7/cos18=7.41

Кпр=(17.8-7.41)/17.8=58.37%

Плотность установки крепи 1, 1-1, 5 рам/м

По горно –геологическим параметрам и параметрам вспомогательных выработок для проходке целесообразно выбрать комплекс 4ПП-2 либо ГПКС.