ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ И ШАХТНОГО ПОЛЯ

Стр 1 из 5Следующая ⇒

Доклад на КОНФЕРЕНЦИЮ

Выполнил

студент группы ГП-11

Антонов С. В.

Принял

преподаватель

Новокузнецк

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

2. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ И ШАХТНОГО ПОЛЯ

2.1 Стратиграфия и литология

2.2 Тектоника

2.3 Гидрогеологические условия

2.4 Характеристика пластов угля

2.5 Границы, размеры и запасы шахтного поля

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Основные положения проекта

3.2 Производственная мощность и срок службы шахты

3.4 Вскрытие шахтного поля

3.5 Подготовка пласта

3.6 Система разработки

4. ОБЪЁМ РАБОТ НА МОМЕНТ СДАЧИ ШАХТЫ В ЭКСПЛУАТАЦИЮ

5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ШАХТЫ

6. КАПИТАЛЬНЫЕ ЗАТРАТЫ

7. СТРУКТУРА СЕБЕСТОИМОСТИ В ЦЕЛОМ ПО ШАХТЕ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

Угольная промышленность – одна из ведущих отраслей ТЭК. Уголь используют как технологическое сырье (в виде кокса) в черной металлургии и химической промышленности (коксовые газы) для производства минеральных удобрений и пластмасс, а также уголь используют как энергетическое сырье для производства электроэнергии на ТЭС, для отопления жилищ. Общие геологические запасы угля в России оцениваются в 4 трлн тонн. В России сосредоточено 12% мировых запасов угля. До революции Россия занимала 6 место в мире по добыче и 20% потребляемого угля закупала за границей (в основном из Германии). Бывший СССР занимал 1-ое место по добыче и экспорту угля. Россия занимает 4-ое место в мире (1-ое – Китай, потом США, ФРГ) по добыче каменного угля.

Среди отраслей ТЭК угольная промышленность находится в наиболее кризисном состоянии. Угольной промышленности предстоит болезненная реконструкция, убыточные и неперспективные шахты (42 из 236) будут закрыты. В настоящее время государственная корпорация “Рос уголь” разрабатывает план оптимизации отрасли и пути перехода ее к рыночным отношениям, будет происходить дальнейшее акционирование предприятий и их объединение. Угледобыча будет сохранена, но на новых условиях, следовательно, на данный период главными задачами являются: стабилизация уровня добычи угля, привлечение инвестиций государства и кредитов МБРР, внедрение новых технологией. В перспективе необходимо осуществлять структурную перестройку отрасли, снизить издержки на добычу, сократить число убыточных предприятий, увеличить мощность на действующих эффективных предприятиях.

Огромное внимание уделяется совершенствованию технологий подземной добычи угля, которая обеспечивала бы высокую эффективность выемки пластов, рациональность использования запасов и безопасность работ на шахтах.

Целью курсового проекта является новое строительство шахты «Байкаимская» по схеме шахта-пласт.

Для достижения данной задачи в курсовом проекте разработаны разделы:

- выбор рациональных схем и способов вскрытия и подготовки шахтного поля;

- выбор системы разработки;

- расчет параметров шахты;

- выбор технических средств очистных работ.

С учетом изложенного, преследуется цель научиться научным методам разработки месторождений угля, т.е. экономически обоснованному извлечению угля с минимальными затратами живого и овеществленного труда при безусловной безопасности ведения горных работ.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Участок " Полысаевский", принадлежащий ОАО " УК " Кузбассразрезуголь" в соответствии с лицензией на право пользования недрами (КЕМ 13363 ТЭ) от 16.11.2005 г, расположен в юго-восточной части Егозово-Красноярского угольного месторождения Ленинского геолого-экономического района Кузбасса.

Рельеф поверхности участка образован эрозионной деятельностью р. Мереть и ее притоков (р. Еловка, руч. Журпальный). Абсолютные отметки рельефа колеблются от +260 до +270 м (в северной и центральной частях участка) до +200 м (в западной части участка). В настоящее время рельеф участка местами нарушен открытыми разработками разреза " Моховский".

Река Мереть - один из наиболее крупных правых притоков реки Иня. Климат района, как и всей степной части Кузнецкой котловины, резко континентальный с холодной продолжительной зимой и коротким жарким летом. Среднегодовая температура воздуха равна +0, 3°С.

Снеговой покров появляется в начале ноября и держится до середины апреля. Число дней со снегом в году 170. Глубина промерзания почвы от 0, 4 м - в низинах, до 2, 5 м - на водоразделах. Господствующее направление ветров юго-западное и юго-восточное. Наибольшие скорости ветра (10-12 м/сек.)наблюдаются в зимнее и весеннее время.

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ И ШАХТНОГО ПОЛЯ

Стратиграфия и литология

Продуктивные отложения в пространственных границах шахтного поля слагают осадки грамотеинской (P2gz) и тайлуганской (Р2tl) свит ерунаковской подсерии кольчугинской серии. Угленосные отложения свит повсеместно перекрыты рыхлыми четвертичными отложениями.

Грамотеинская свита в пределах шахтного поля имеет мощность 340-360м и включает в себя 12 угольных пластов: Красноорловский, Несложный, Тонкий, Инский III, Инский II-I, Полысаевский-II, Полысаевский-II н.п., Полысаевский-I, Спутник, Надбайкаимский в.п., Надбайкаимский и Байкаимский. Большинство из них относятся к пластам средней мощности - Красноорловский, Тонкий, Несложный, Надбайкаимский и Байкаимский и к тонким - Полысаевский-II н.п., Полысаевский-I, Инский III, Спутник и Надбайкаимский в.п.. Пласт Полысаевский-II относится к мощным пластам.Границы свиты приняты от почвы пласта Красногорского (верхняя) до почвы пласта Байкаимского (нижняя).К невыдержанным по мощности и строению отнесены пласты Полысаевский-II н.п., Спутник и Надбайкаимский в.п. Пласты склонны к расщеплению, имеют крайне ограниченное промышленное значение, пласт Полысаевский-II н.п. сливается то с почвой пласта Полысаевского-II, то с кровлей пласта Полысаевского-I. Остальные пласты относятся к выдержанным, имеют промышленное значение и состоят из 2-3-х угольных пачек с прослойками алевролита мощностью 0, 1-0, 2 м.

Тектоника

Тектоническую структуру угленосных отложений района составляют комплексы чередующихся синклинальных и антиклинальных складок, разделенных крупноамплитудными взбросо-надвигами на узкие чешуеобразные блоки, вытянутые параллельно юго-западной границе Кузнецкого бассейна. В угленосном комплексе выделяются Чертинский, Беловский, Ленинский, Грамотеинский и Уропский блоки, разделенные Кутоновским, Кильчигизским, Журинским и Виноградовским взбросо-надвигами. Участок " Полысаевский" располагается в границах Грамотеинского тектонического блока [1].

Продуктивные отложения месторождения приурочены к крупной Красноярской синклинали, простирающейся с северо-запада на юго-восток. Крылья складки обрезаны региональными взбросами - Журинским и Иганинским. Синклиналь имеет асимметричное строение с более пологим юго-западным крылом. Участок " Полысаевский" приурочен к плоскодонной замковой части Красноярской синклинали и частично к северо-восточному ее крылу. Шарнир складки полого погружается в юго-восточном направлении по азимуту 135°. Преобладающие углы падения пластов 0-1⁰ в северо- восточной части участка угол падения увеличивается до 10-15°.

В границах участка " Полысаевский" геологоразведочными работами выявлено лишь одно дизъюнктивное нарушение взбросового характера - II— II. Участок расположен в лежачем крыле этого нарушения и ограничен им с юго-запада. Нарушение сопровождается зоной интенсивно дробленных пород мощностью от 10 до 40 м при амплитуде смещения 40-80 м, азимут падения взброса 230-240°, угол падения 20-40°.

Гидрогеологические условия

Гидрогеологические условия в пределах шахтного поля изучались в комплексе с геологоразведочными работами [1].

Согласно геологическому отчету " Поле шахты Красноярской в Ленинском геолого-экономическом районе Кузбасса. (Геологическое строение, качество, запасы каменного угля по состоянию на 1.01.1980 г.)" г. Новокузнецк, 1980 г., в пределах шахтного поля распространена водоносная зона трещиноватых терригенно-угленосных пород верхнепермских отложений (Р_2е). Для литифицированных верхнепермских пород характерны воды трещинно-пластового типа, связанные, в основном, с верхней наиболее выветрелой зоной.

В кровле водоносных зон повсеместно залегают рыхлые четвертичные образования, представленные в основном слабопроницаемыми породами, к ним приурочены горизонты грунтовых вод с незначительной (слабой) обводненностью. Общая мощность перекрывающих отложений колеблется в основном от 10 до 20 м. В пределах современного водораздела в северо-западной части мощность четвертичных отложений достигает 80 м.

Вторая гидродинамическая зона - зона замедленного водообмена распространяется ниже глубины 135-150 м. Обводненность горных пород в этой части разреза резко снижается не зависимо от геоморфологического положения. Глинистые породы приобретают свойства водоупоров, а песчаники являются обычно мало обводненными.

К отработке намечаются пласты Полысаевский II и Инский III. По гидрогеологическим условиям отработки в геологическом отчете эти пласты были объединены в одну группу.

Характеристика пластов угля

Таблица 2.1

Краткая характеристика шахтного поля [1]

Свита, символ	Название пласта	Мощность пласта m. м	Вмещающие породы	Угол падения, град от-до сред	Расстояние между пластами
полная	полезная
от-до сред	от-до сред	кровля	почва

Грамоте-инская P2 g r	Инский III	1, 33-1, 60, 1, 45	1, 25-1, 45, 1, 35	пес.	пес.	0 - 12
Инский I, II	1, 1-1, 3, 1, 2	1, 05-1, 15, 1, 1	арг.	алев.	0 – 13
Полысаевский II, верхняя пачка	4, 75 – 6, 54, 5, 64	4, 7-6, 12, 5, 41	алев.	алев.	0 – 20
Полысаевский II, нижняя пачка	1, 2-1, 4, 1, 3	1, 1-1, 38, 1, 24	алев.	арг	0 – 20

Таблица 2.2

Краткая характеристика рабочих угольных пластов [1] [1]

Название пласта	Марка угля	Строение пласта	Плотность γ, м³ /т	Природная метаноносность χ, м³ /т с.б.м. от-до сред	Относительная метанообильность qпл, м³ /т от-до сред	Зольность, Ad. %	Выход летучих веществ, Vdaf, %

Инский III	ДГ	прост	1, 34	2-4 - 3	0-2 - 1	10, 5
ПолысаевскийII	дг	прос	1, 38	2-4 - 3	0-2 - 1	5, 9

Степень метаморфизма углей на участке возрастает от верхних горизонтов к нижним. Отражательная способность витринита изменяется от 0, 62 до 0, 65%. Выход летучих веществ - от 40, 2 до 44, 2%, при среднем 42, 3%. Угли пластов участка спекаются, величина пластического слоя находится в пределах от 5 до 10мм и в соответствии с ГОСТ 25543 - 88 они относятся к марке ДГ, подгруппе ДГВ[1].

Угли являются малозольными, содержание золы в них колеблется от 3, 2 до 15, 0%, при среднем значении по основному пласту Полысаевскому II (в.п.) 5, 9%, а с учетом засорения породными прослоями - 9, 9%. По нижней пачке пласта Полысаевского II пластовая зольность достигает 40%, что снижает его промышленную ценность.

Обогатимость углей участка изучалась методом расслоения в тяжелых жидкостях по наиболее представительным керновым пробам из разведочных скважин. Уголь характеризуется легкой степенью обогатимости.

Теплотворная способность угля по бомбе 7750 - 7850 ккал/кг, низшая - 6370-6500 ккал/кг, горной массы - 5900-6000 ккал/кг.

Уголь пласта Полысаевского II является малосернистым и малофосфористым. Содержание серы колеблется от 0, 11 до 0, 35%, фосфора - от 0, 005 до 0, 032%» [1].

Глубина залегания верхней границы метановой зоны составляет 155-265 м от дневной поверхности, достигая максимального значения в лежачем боку нарушения II-II.

Угольные пласты до горизонта +100 м (абс.) находятся в зоне газового выветривания и метаноносность их не превышает 4, 0 м /т.

Градиент нарастания газоносности на 100м глубины уменьшается с ее возрастанием и изменяется в следующих пределах: на глубине 200-300 м - 3, 5-4, 0 м³/т, на глубине 300-400 м - 2, 9-3, 5 м³/т и на глубине 400-500 м - 2, 3-2, 9м³/т [1].

По действующим в угольной промышленности правилам безопасности угли с выходом летучих веществ более 15% относятся к опасным по взрываемости угольной пыли. На участке " Полысаевский" угли всех пластов характеризуются значениями выхода летучих веществ выше 30%, поэтому их необходимо относить к опасным по взрываемости пыли.

Согласно санитарно-техническим нормам и правилам безопасности принято, что горные породы, содержащие свободную двуокись кремния более 10% являются силикозоопасными. Согласно геологическим материалам, все углевмещающие породы участка и породы внутрипластовых прослоев являются силикозоопасными. Согласно списку склонных к самовозгоранию шахтопластов угля ООО " Шахта Байкаимская" пласт Полысаевский II склонен к самовозгоранию. Инкубационный период самовозгорания угля составляет 63 суток. Склонность угля и инкубационный период определены НЦ ВостНИИ 21.06.2007 г [1].

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Основные положения проекта

Режим работы шахты

Число рабочих дней для шахты в году - 363. Число рабочих смен для подземных работ - четыре, из них три смены по добыче и одна ремонтно-подготовительная. Продолжительность рабочей смены на подземных работах - 6 часов [33].

Вскрытие шахтного поля

Подготовка пласта

Курсовым проектом предусматривается пластовый индивидуальный способ подготовки.

Схема подготовки, принятая в курсовом проекте, –двусторонняя панель [9].

Длина принятой к отработке части выемочных участков по простиранию пласта составляет лава №1 - 2500 м, лава №2 – 2500 м. Длина выемочных участков по падению пласта 200 м.

Все подготовительные выработки крепятся сталеполимерной анкерной крепью с металлической решетчатой затяжкой.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ШАХТЫ

В северо-восточной части шахтного поля пласт Полысаевский в.п. вскрыт с поверхности тремя наклонными стволами – конвейерным; людским; и путевым наклонными стволами, пройденными по пласту Полысаевский в.п..

Которые в свою очередь сбиты с двумя Воздухоподающими скважинами проведёнными в центральной части разреза шахтного поля.

На северо – западе и юго - востоке у грантицы шахтного поля пласт Полысаевский в.п. вскрыт с поверхности фланговыми стволами №1 и №2.

Настоящим проектом в пределах шахтного поля рассматривается отработка выемочных участков по пласту Полысаевский II в.п.

Для отработки пласта принята система разработки – длинные столбы по простиранию с обрушением кровли.

Выемочные столбы №1 и №2 отрабатывается в направлении от фланговой границы к путевому, людскому и конвейерному бремсбергу. Способ подготовки выемочных участков – проведение спаренных и одиночных выемочных штреков. Схема проветривания выемочных участков – возвратноточная, с отводом исходящей струи воздуха на массив угля. Длина вынимаемой части столбов составит: в.у. №1 – 2500 м, в.у. №2 – 2500 м; по падению пласта длина лав составляет 200 м.

Отработку выемочного участка предусматривается осуществлять механизированным комплексом «FAZOS-25/53-POZ» с очистным комбайном «KGE-750 ». В.у. оборудуется забойным конвейером «PSZ-950», штрековым перегружателем «PPZ-1000» и дробилкой «UKU-1500».

Процесс транспортировки угля от выемочного участка до поверхности максимально конвейеризирован.

Для транспортирования горной массы на конвейерных штреках выемочных участков, а также на главных магистральных выработках шахты применяются ленточные конвейеры 2ЛТ-100У [25].

При отработке В.У. №1 горная масса транспортируется по конвейерному штреку №1, далее по конвейерному наклонному стволу пл. Полысаевский II (в.п.), по которому горная масса выдается на поверхность.

Транспортировка горной массы из подготовительных забоев, при проведении вентиляционных штреков, предусматривается при помощи скребковых конвейеров СР-70-07, ленточных конвейеров 1ЛТ-800 и перегружателей ПЛШ-800.

Транспортировка горной массы из подготовительных забоев, при проведении конвейерных штреков, предусматривается при перегружателя ПЛШ-800, ленточных конвейеров 2ЛТ-100У.

При подготовке пласта Полысаевского II в.п. горная масса из подготовительных забоев, транспортируется на конвейерный наклонный ствол пл. Полысаевского II в.п., затем далее по описанной выше схеме.

Транспортирование вспомогательных материалов, оборудования и людей осуществляется по подвесной монорельсовой дороге ДП-155 с поверхности до выемочного и подготовительного участка дизелевозами ДПЛ-80 и DLZ-110F.

Расположение водоотлива предусматривается в нижней точке шахты. Он закладывается в нижней части главных вскрывающих выработок на горизонте -245м.

Способ проветривания шахты – нагнетательный, с использованием вентилятора ВДК-10 – №30. Схема проветривания шахты – комбинированная. Система проветривания – единая.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Курсовой проект разработан на тему «Проектирование шахты «Байкаимская» по схеме шахта – пласт. Поле шахты считать не тронутым».

Пласт опасен по взрываемости угольной пыли, склонен к самовозгоранию, отнесен к неопасным по внезапным выбросам и угрожаемым по горным ударам с глубины 250 м. Все вмещающие породы силикозоопасны. В настоящее время шахте установлена первая категория по газу метану.

Вскрытие шахтного поля: В северо – восточной части шахтного поля пласт Полысаевский в.п. вскрыт с поверхности тремя наклонными стволами – конвейерным; людским; и путевым наклонными стволами, пройденными по породе у почвы пласта Полысаевский в.п..

На северо-западе и юго-востоке у грантицы шахтного поля пласт Полысаевский в.п. вскрыт с поверхности фланговыми стволами №1 и №2.

Конвейерный наклонный ствол L=4200м, S_св=11, 3 м² закреплен металлической арочной крепью А-10-22, оборудован ленточным конвейером 2ЛТ-100-У, служит для выдачи горной массы.

Людской наклонный ствол L=4200м, S_св=25, 0 м² закреплен металлической арочной крепью А-25-27, служит для подачи свежего воздуха.

Путевой наклонный ствол L=4200м, S=25, 0 м². Служит для для подачи свежего воздуха, доставки оборудования и материалов, оборудован монорельсовым путём.

Воздухоподающая скважина №1 и №2 L=453м, сечением в свету 7, 0 м², служит для подачи свежего воздуха в шахту, обслуживания главного водоотлива, в качестве запасного выхода.

Фланговые наклонные стволы L=4200м, S_св=11, 3 м² закреплены металлической арочной крепью А-10-22, служат для выдачи исходящей струи воздуха, доставки оборудования, материалов и людей, а так же как запасные выходы из шахты.

Проведение вентиляционного штрека: Проведение выработок по пластам предусматривается проходческими комбайнами КСП-33.

Схема проведения выработок: проходческий комбайн КСП-33 – ленточный перегружатель ПЛШ-800.

Для проветривания забоев подготовительных выработок предусматривается использовать вентиляторы местного проветривания ВМЭ-6.

По пласту Полысаевскому II в.п. конвейерные штреки предусматривается проходить сечением S_св.=16, 1 м², вентиляционные штреки сечением S_св.=14, 0 м². Для монтажа механизированного комплекса предусматривается проведение монтажных камер S_св.=34, 0м². Для организации запасного выхода предусматривается проведение разрезных печей S_св.=12, 0 м²_.

Темпы проходки приняты для наклонных стволов по углю - 150 м/мес., для штреков - 280 м/мес., для квершлагов и наклонных стволов по породе – 70 м/мес.

Схема отработки пласта Полысаевский II в.п.: Вынимаемая мощность пласта при отработке данных выемочных столбов составит m_в=5, 41 м.

В курсовом проекте, исходя из горно-геологических и горнотехнических условий эксплуатации (угол падения, мощность, степень нарушенности, глубина разработки и т.д.), принимается система разработки длинными столбами по простиранию с полным обрушением кровли [21]:

- Выемочные столбы №1 и №2 отрабатывается в направлении от фланговой границы к путевому, людскому и конвейерному бремсбергу;

- способ подготовки выемочных участков – проведение спаренных и одиночных выемочных штреков;

- схема проветривания выемочных участков – возвратноточная, с отводом исходящей струи воздуха на массив угля [21];

- длина вынимаемой части столбов составит: в.у. №1 – 2500 м, в.у. №2 – 2500 м;

- по падению пласта длина лав составляет 200 м.

Технологическая схема шахты: Процесс транспортировки угля от выемочного участка до поверхности максимально конвейеризирован.

Транспортировка горной массы из подготовительных забоев, при проведении конвейерных штреков, предусматривается при перегружателе ПЛШ-800, ленточных конвейеров 2ЛТ-100У.

При подготовке пласта Полысаевского II в.п. горная масса из подготовительных забоев, транспортируется на конвейерный наклонный ствол пл. Полысаевского II в.п.

Курсовым проектом принимается три насоса ЦНСК 300-480. При нормальном часовом притоке в 340 м³/ч работает один насос. В весеннее время года, при максимальном водопритоке до 590 м³/ч в одновременной работе находятся два насоса. Третий насос в находится в резерве.

Вентиляция шахты: Способ проветривания шахты – нагнетательный, с использованием вентилятора ВДК – 10 – №30. Схема проветривания шахты – комбинированная. Система проветривания – единая. Категория шахты по газу – I. Относительное газовыделение – 3, 0 м³/т.

Исходя из проведенных расчетов рабочие параметры главной вентиляторной установки таковы: количество воздуха, подаваемое в шахту - 184 м³/с, депрессия - 216 мм вод.ст., лопатки развёрнуты на 35°.

Экономика: В экономической части рассчитанная себестоимость выемочного участка составила – 220, 4 руб/т; Стоимость проведения 1 пог. метра выработки составила – 28540, 0руб/м; списочная численность промышленно – производственного персонала по добыче угля составила – 113 человека.