пп. ПЗ. Курсовой проект Дисциплина Система разработки пластовых месторождений

• Название: Курсовой проект Дисциплина Система разработки пластовых месторождений
• Дата: 15.03.2023
• Размер: 264.26 Kb.
• Имя файла: ПЗ.docx
• Тип: Курсовой проект; #993022
• страница: 2 из 4

Определение суточной нагрузки на очистной забой


Для принятого вида механизации очистной выемки суточная нагрузка на очистной забой принимается, исходя из значения нормативной нагрузки, которое определяется в соответствии с рекомендациями, изложенными в источнике [6].

При этом нормативная нагрузка на очистной забой А_н (т/сут) с учетом горно-геологических и горнотехнических условий отработки выемочного участ­ка рассчитывается по формуле:



где А_о - табличный норматив нагрузки на очистной забой, т/сут. Для принятого типа выемочного оборудования определяется с использованием данных, приведенных в приложении Г методических указаний.

А₁, А₂ - табличные нормативы нагрузки, соответствующие нижнему и верхнему пределам применения выемочной машины по мощности пласта, т/сут;

m₁, m₂ - нижний и верхний пределы применения выемочной машины по мощности пласта, м;

п_см - количество смен в сутки по добыче угля;

Т_см - продолжительность смены по добыче угля, мин;

у - плотность угля в массиве, т/м³;

к_К - коэффициент, учитывающий выемку угля в очистном забое двумя комбай­нами. При вынимаемой мощности пласта m<1,20 м — к_к=1,3; m=1,21-1,60 м — кк=1,2; m>1,61 м кк=1,15;

кд._л - коэффициент, учитывающий отличие фактического значения длины очистного забоя от значения длины очистного забоя, которое было принято при расчете табличного норматива нагрузки (см. примечания в приложении Г). Значения кд._л для лав с узкозахватной выемкой при различных значениях скорости выемки V_e приведены в табл. 2.1 М.У.

к_г.ф - общий коэффициент снижения нормативной нагрузки из-за осложняющих горно-геологических факторов:



к₁ - коэффициент, учитывающий наличие дизъюнктивных нарушений. Для очистного забоя с механизированным креплением на пласте мощностью до 1,2 м и для очистного забоя с индивидуальным креплением независимо от мощности пласта при длине нарушения, составляющей до 25% длины очистного забоя, к₁ = 0,8; при длине нарушения,

составляющей более 25% длины очистного забоя, к₁ = 0,7.

l - длина очистного забоя, м;

h - амплитуда нарушения, м;




к₂ - коэффициент, учитывающий наличие "ложной" и неустойчивой

непосредственной кровли, уменьшение мощности пласта. При длине нарушения, составляющей до 10% длины очистного забоя, к₂ = 0,9; при длине нарушения, составляющей до 25% длины очистного забоя, к₂ = 0,8; при длине нарушения, составляющей более 25% длины очистного забоя к2 = 0,7;

к₃ - коэффициент, учитывающий поступление воды в очистной забой. При поступлении воды в очистной забой до 5 м³/ч к₃ = 0,85; более 5 м³/ч — к₃ = 0,7.

к_сс - коэффициент, учитывающий срок службы оборудования очистного забоя. Для механизированных крепей устаревших типов со сроком эксплуатации от одного года до двух лет ксс = 0,9; со сроком эксплуатации более двух лет к_с._с = 0,85.

При этом общий коэффициент, учитывающий сложные горно­геологические условия ведения очистных работ, к_г.ф не должен быть меньше 0,3.





При больших объемах газовыделения на участке нагрузка на очистной забой может ограничиваться условиями проветривания. Поэтому в проекте необходимо определить максимально допустимую нагрузку на очистной забой по газовому фактору.

Расчет ее значения производится в соответствии с рекомендациями "Руко­водства по проектированию вентиляции угольных шахт" [7] по формуле


где q_p - используемое при расчете значение относительной метанообильности, м³/т;

Ар - планируемая нагрузка на очистной забой, т/сут (принимается, исходя из рас­считанного выше значения нормативной нагрузки);

Qp - расход воздуха, который можно использовать для разбавления метана до допустимой концентрации, м³/мин



V_max - максимально допустимая средняя скорость движения воздуха в призабой­ном пространстве, м/с. Принимается равной 4 м/с, согласно требований ПБ (табл. 1, Приложение 4) [17];

к_о._з - коэффициент, учитывающий движение части воздуха по выработанному пространству, непосредственно прилегающему к призабойному. При пол­ном обрушении кровли и наличии в непосредственной кровле песчаников, песчаных или глинистых сланцев принимается соответственно равным 1,3; 1,25 и 1,2; при плавном опускании, частичной и полной закладке вырабо­танного пространства значения его будут соответственно равны 1,15; 1,10 и 1,05.

F_Oч - минимальная площадь поперечного сечения призабойного пространства ла­вы в свету, м². Для механизированных крепей значение F_O4 принимается по характеристике комплекса (соответствующие значения приведены в [7] и в приложении Д). В том случае, если заданное значение мощности пласта m не совпадает с табличным значением, расчет F_O4 производится методом ин­терполяции по формуле



к_з - коэффициент, учитывающий загроможденность призабойного пространства. Принимается ориентировочно равным 0,9;

b_min - минимальная ширина призабойного пространства лавы, м. Принимается согласно паспорту крепления и управления кровлей;





q_оч - относительная метанообильность лавы, м³/т. При применении дегазации источников метановыделения опре­деляются по формуле:



q_m - относительное метановыделение из разрабатываемого пласта, м³/т;

кд.пл - коэффициент дегазации пласта. Принимается в пределах 0,2-0,4;

к_в._п - коэффициент, учитывающий метановыделение из выработанного простран­ства лавы в призабойное. Для схем с направлением исходящей струи воз­духа из лавы на массив к_в._п=1; для схем с направлением исходящей струи воздуха из лавы на выработанное пространство и с охраной участковой вентиляционной выработки кострами, бутокострами, бутовой или литой полосой с окнами (каналами) или сплошной бутовой полосой шириной до 5 м к_в._п=0; в иных случаях 0< к_в._п< 1;

q_в.п - относительное метановыделение в выработанное пространство из смежных пластов, пропластков и вмещающих пород, м³/т;

к_д._в._п - коэффициент дегазации источников метановыделения в выработанное пространство. Принимается в пределах 0,3-0,5;

q’_пл - относительное метановыделение из отбитого угля в пределах очистного забоя, м³/т:

q'_пл = q_m - q_mp;

q'_пл = 8,6-5,7 = 2,9 м³/т

q_mp - относительное метановыделение из отбитого угля при его транспортирова­нии по участковой выработке (м³/т):

q_mp = (0,1/0,15)q_пл,

q_mp = (0,1/0,15)*8,6 = 5,7 м³/т

k - коэффициент, учитывающий возможность поступления метана из отбитого угля при его транспортировании по участковой транспортной выработке в лаву. При поступлении метана из транспортной выработки со свежей стру­ей воздуха в лаву k=1, при отсутствии поступления — k=0.

4. 
   Параметры очистного забоя
   

Окончательная длина лавы и скорость ее подвигания выбираются, исходя из определенного выше значения нагрузки на очистной забой.

Эти три величины связаны между собой следующим соотношением



где 1_л - длина лавы, м;

Vсут - суточное подвигание очистного забоя, м/сут;

m - мощность пласта, м;

у - плотность угля, т/м³;

c - коэффициент извлечения угля из очистного забоя, c=0,95-0,98.

Так как значение длины лавы в первом приближении принимается при вы­боре средств механизации выемки угля, то из формулы можно ориентиро­вочно определить суточную скорость подвигания очистного забоя:




Далее определяется число выемочных циклов в сутки при работе комбайна (число передвижек крепи при работе струговой установки):



где r - ширина захвата комбайна (шаг передвижки крепи при работе струговой установки), м.



В целях лучшей организации работ необходимо планировать целое число циклов в сутки, поэтому полученная величина п_ц округляется до ближайшего це­лого значения, и затем рассчитывается окончательное значение длины лавы:




После этого определяется плановое годовое подвигание очистного забоя, которое потребуется для дальнейших расчетов при построении календарного плана отработки пласта:



где N - число рабочих дней в году, N=300 дней;

к_г - коэффициент, учитывающий влияние горно-геологических условий на ритмичность работы лавы, к_г=0,85-0,95.

5. 
   Основной и вспомогательный транспорт по участковым выработкам
   

В качестве основного вида транспорта на выемочном участке принимаем конвейерный с применением ленточных конвейеров 1Л800. Как промежуточный между лавным конвейером и 1Л800 стоит принять скребковый перегружатель КСП-1.

Для доставки материалов и оборудования к лаве в качестве вспомогательного принимаем рельсовый транспорт с применением напочвенной канатной дороги ДКН.

6. 
   Выбор места расположения, площади сечения, вида крепи и способа охраны участков подготовительных выработок
   

Направление проведения выработок от магистрального транспортного штрека до главного вентиляционного (так как угол падения пласта не превышает 18 ), для обеспечения проветривания тупиковой выработки свежей струей воздуха и чтобы избежать скопления воды в забое выработки.

7. 
   Способ подготовки длинных столбов к выемке
   

Проводить выработки при сравнительно небольшой крепости вмещающих пласт пород необходимо комбайнами. Для этого возможно применение проходческих комбайнов 4ПП2М, ГПКС.

В обоих вариантах возможно, как повторное использование конвейерных выработок в качестве вентиляционных, так и иные варианты подготовки столбов. Но в виду того, что глубина ведения работ составляет в среднем 300м, породы вмещающие пласт относительно неустойчивые, повторное использование становиться затратным, хотя для варианта с подсвежением в любом случае необходимо поддержание ходка для подсвежения исходящей струи и транспортировки полезного ископаемого, во втором случае, вентиляционная выработки позади лавы на время ее отработки не нужна, и ее поддержание будет неоправданно, поэтому для варианта без подсвежения примем способ подготовки столбов вприсечку к выработанному пространству с проведением выработок от транспортного штрека к вентиляционному противоположно направлению движения очистного забоя.

3. 
   Технико-экономическое сравнение вариантов системы разработки
   
   1. 
      Составление экономико-математических моделей систем разработки
      

Для сравнения систем разработки составим их экономико-математические модели.

Сравнение сводится к расчету удельных затрат на отдельные виды (основные) горных работ [1] по системам разработки и к выполнению условия:



Где – суммарные затраты соответственно на проведение (сооружение) выработок, их поддержание и транспорт угля по ним, руб;

Z – запасы угля в выемочном поле, т.

Для комбинированной системы разработки (столбовой со сплошной со схемой 1-В) суммарные затраты на проведение (сооружение) горных выработок в пределах блока принимают вид



Где – затраты на проведение (сооружение) соответственно конвейерного, вентиляционного ходков, скипа, разрезной печи и на оборудование очистного забоя, руб.

– количество выемочных столбов в пределах блока;

– затраты на проведение (сооружение) соотвественно конвейерного, воздухоподающего и вентиляционного штреков, руб.

Общие затраты на проведение какой-либо выработки могут быть записаны следующим образом:



Где – стоимость проведения 1м выработки, руб;

– длина выработки, м.

Получим суммарные затраты на проведение (сооружение) горных выработок:



Полная стоимость проведения 1м горной выработки в зависимости от ее типа определяется по формулам, приведенным в табл. 3.1 [1]:

Условные обозначения к табл. 3.1

– коэффициент стоимости проведения выработки, учитывающий затраты, постоянные на 1м и не зависящие от площади поперечного сечения, руб/м;

– тоже, постоянные на 1 , руб/ ;

Таблица 3.1 – Формулы для определения полной стоимости проведения 1м горной выработки

Горные выработки	Полная стоимость 1м, руб.
Горизонтальные и наклонные, проводимые по: Породе (квершлагов): Углю и смешанным забоем (ходков и разрезной печи):

– коэффициент, учитывающий уменьшение стоимости проведения выработки смешанным забоем или только по углю по сравнению со стоимостью проведения ее по породе, руб/ ;

F – площадь поперечного сечения выработки в свету крепи, ;

η – отношение площади забоя по углю к полному сечению выработки в свету крепи;

– поправочный коэффициент, учитывающий глубину работ, обводненность и выбросоопасность забоя, длину транспортировки горной массы на изменение стоимости проведения



– коэффициент глубины работ:



– средняя глубина расположения выработки, км;

– коэффициент обводненности забоя;

– коэффициент выбрасоопасности забоя;

– коэффициент влияния длины транспортировки горной массы.

Для ветрикальных , для горизонтальных и наклонных выработок



Где – средняя длина транспортировки, км;

–коэффициент, учитывающий период строительства или работы шахты в течение, которого проводится выработка;

- стоимость укладки одного рельсового пути;

n – количество рельсовых путей в выработке

2.