Курсовая: Разведка и разработка полезных ископаемых
Курсовая: Разведка и разработка полезных ископаемых
Министерство образования Российской Федерации
Новокузнецкий филиал-институт
Кемеровского государственного университета Кафедра экологии и естествознанияПО РАЗВЕДКЕ И РАЗРАБОТКЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
Курсовая работа студента IV курса, группы ГЭ-99 А.В. Ауцерс Научный руководитель проф. д.т.н. Ю.П. ВанжаНовокузнецк 2003
СОДЕРЖАНИЕ
Введение................................3 Исходные данные для разработки проекта..................4 1 Основные параметры шахты 1.1 Промышленные запасы шахтного поля............5 1.2 Проектная мощность шахты..................5 1.3 Срок службы.......................6 2 Выбор схемы и способа вскрытия шахтного поля...........7 3 Выбор схемы и способа подготовки шахтного поля..........8 4 Системы разработки 4.1 Выбор и обоснование системы разработки............9 4.2 Технические средства очистных работ.............9 4.3 Размеры выемочных полей и очистного забоя.........9 4.4 Нагрузка на очистной забой.................10 4.5 Проверка нагрузки на забой по фактору проветривания......11 4.6 Определение числа действующих забоев.............12 5 Горнотехнические показатели работ шахты............14 Заключение ...............................15 Литература..............................16 Приложения............................17ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время на долю угля приходится 11,8% в потреблении топливно- энергетических ресурсов, что значительно ниже технических возможностей отрасли. По прогнозным оценкам добыча угля к 2010 году достигнет 280 млн. т. Важной составляющей частью общей стратегии развития отрасли является обеспечение экологической безопасности производства, жизненных условий для населения угольных регионов. Данный курсовой проект выполняется с целью формирования навыков самостоятельного решения задач конструирования, проектирования и организации горных работ. Задачами проекта являются: выбор рациональной схемы вскрытия и подготовки шахтного поля, выбор системы разработки и расчет некоторых ее параметров. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ПРОЕКТА Таблица 1. Исходные данные| Н, км | S, км | α, град | H0, м | Мощность пластов (mi) | ƒy | γ, T/m2 | Aо.з.м., тыс.т. | α i, м | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | ||||||||
| 3 | 6 | 15 | 10 | 2 | 3 | 6 | 5 | 1,2 | 1,3 | 150 | 50 |
,
где кпл – коэффициент, учитывающий влияние числа угольных
пластов в шахтном поле и принятых к одновременной разработке;
,
кноз – коэффициент, учитывающий влияние нагрузки на очистной
забой на уровень проектной мощности шахты;
кгл – коэффициент, учитывающий влияние глубины разработки и
угла падения угольных пластов.
,
где Ψ - коэффициент, отражающий степень влияния средней нагрузки на
единичный забой, на годовую мощность шахты, учитывающий вместе с тем
особенности угольных бассейнов (для Кузбасса Ψ = 0, 0016);
Аозм – месячная нагрузка на забой, для Кузбасса равна 150 000 т/мес;
mср – средняя мощность угольных пластов в шахтном поле, м;
mpi – мощность первого пласта, принятого к разработке, м (таблица 1);
mор – мощность всех пластов, принятых к одновременной обработке, м (таблица 1);
mсум – мощность всех рабочих пластов в рабочем поле, м.
;
;
где Нвг – глубина верхней границы шахтного поля, м (таблица 1);
Ннг – глубина нижней границы шахтного поля, м.
;
;
;
;
;
.
1.3 Срок службы шахты
Срок службы шахты определяется по формуле:
Тп = Т + t,
где Т – период стабильной работы шахт;
t – суммарное время на развитие и свёртывание добычи (принимаем 5 лет).
;
.
2. ВЫБОР СХЕМЫ И СПОСОБА ВСКРЫТИЯ ШАХТНОГО ПОЛЯ
Вскрытием месторождения или шахтного поля называется проходка горных
выработок, открывающих доступ с поверхности к полезному ископаемому и
обеспечивающих возможность проведения подготовительных выработок.
Схема вскрытия описывает пространственное расположение всех вскрывающих
выработок. Различают вертикальную и горизонтальную схемы вскрытия.
Вертикальное вскрытие – это обеспечение доступа с поверхности к
разрабатываемому горизонту, горизонтальное – вскрытие угольных пластов в
пределах горизонта.
Так как угол падения равен 15°, то выбираем горизонтальную схему вскрытия,
которую выполняют, как правило, в плоскости главного транспортного горизонта.
На основании исходных данных для выполнения курсового проекта и норм
технологического проектирования принята одногоризонтная, безуглубочная схема
вскрытия.
3. ВЫБОР СХЕМЫ И СПОСОБА ПОДГОТОВКИ ШАХТНОГО ПОЛЯ
Подготовкой шахтного поля называют определённый порядок проведения выработок,
осуществляемый после вскрытия шахтного поля и обеспечивающий возможность
подготовки выемочных полей.
На основании исходных данных и норм технологического проектирования выбрана
панельная схема подготовки шахтного поля, так как размеры шахтного поля по
простиранию велики (S = 6000 м); размер по падению
Н = 3000 м (одногоризонтная безуглубочная схема).
По простиранию шахтное поле делится на 2 панели с размерами Sn
´Hn=3000м´1500м каждая. Каждая панель делится в
нисходящем порядке подготовительными штреками на ярусы с размерами Sя
´Ня=3000м´200м, где Ня – длина лавы, лестницы,
забоя при панельной подготовке; Sя=Sn.
Все подготовительные выработки проводятся по пласту, то есть применяется
пластовый способ. Из свиты пластов в задании берётся один пласт. Остальные
пласты свиты принимают участие при расчёте запасов.
4. СИСТЕМА РАЗРАБОТКИ
4.1 Выбор и обоснование системы разработки
Система разработки должна обеспечивать безопасное ведение работ,
экономичность разработки, минимальные потери полезного ископаемого.
На основании исходных данных и технических характеристик механизмов для
очистной выемки принята система разработки длинными столбами по простиранию с
полным обрушением кровли. Так как пласт имеет простое строение и малый угол
падения, то данная схема разработки наиболее целесообразна.
Поскольку для разработки принят только один пласт т1=4 м, то
принят механизированный комплекс КМ-138 с размером проходного сечения для струи
воздуха 10 м2.
4.2 Технические средства очистных работ
· Механизированный комплекс – 2КМ–138;
· Комбайн – КСВ – 460 Н;
· Вынимаемая мощность m=2 м;
· Ширина захвата r = 0,8 м;
· Рабочая скорость Vp=5 м/мин;
· Маневровая скорость Vm=10 м/мин.
4.3 Размеры выемочных полей и очистного забоя
На основании «раскройки» шахтного пласта m1 по принятой панельной
схеме размеры выемочных горизонтов равны S´H=6000·1500=9000 м2
– размер выемочного поля. Остаток, то есть нижняя часть пласта отрабатывается
как уклонный горизонт с минимальными размерами.
Длина лавы с комплексами КМ в настоящее время по возможности гипсометрии
принимается равной 200 м.
Принятые следующие размеры очистного забоя:
· Длина лавы – 200 м;
· Длина ниши – 10 м;
· Длина вынимаемого столба – 1500 м.
4.4 Нагрузка на очистной забой
Нагрузка на очистной забой с механизированным комплексом определяется из
выражения:
,
где n – число смен по добыче угля в сутки (n=4);
Т – длительность смены, мин (360 мин при шестичасовой смене);
Тпз – время на подготовительно-заключительные операции в смену (15 мин);
Тп – суммарное время учитываемых технологических перерывов и
организационно-технологических простоев в смену (10 мин);
То – время на отдых (15 мин в смену);
Кн – коэффициент надёжности механизированного комплекса и средств
транспорта на выемочном штреке (поле);
L – длина лавы (200 м);
r – ширина захвата исполнительного органа выемочной машины (0,8 м);
m – вынимаемая мощность пласта, м (4 м);
γ - средняя плотность угля, т/м3;
С – коэффициент извлечения угля в лаве (0,98);
Lм – длина машинной части лавы (190 м);
Vp – рабочая скорость подачи комбайна (5 м/мин);
Vм – маневровая скорость подачи комбайна при зачистке лавы (10 м/мин);
tв – время на вспомогательные операции, отнесённые к 1 м длины
машинной части лавы (0,1 мин);
t – продолжительность концевых операций для подготовки лавы к следующему
циклу (15 мин).
Коэффициент эксплуатационной надёжности:
,
где Кк – коэффициент готовности комбайна (0,94);
Км.к. – коэффициент готовности механизированной крепи (0,90);
Кк.л. – коэффициент готовности конвейера лавы (0,94);
Кп – коэффициент готовности крепи сопряжения с перегружателем (0,94);
Кл.к. – коэффициент готовности ленточного конвейера на транспортной
выработке (0,95);
n – число конвейеров в транспортной цепи (n=4).
;
.
4.5 Проверка нагрузки на очистной забой по фактору
проветривания
Определив нагрузки на очистной забой, произведём её проверку по фактору
проветривания:
,
где Fл – проходное сечение для струи воздуха при минимальной ширине
призабойного пространства (10 м2);
Vmax – допустимая по ПБ скорость движения воздуха в лаве (для
мехкомплексов 6 м/с);
d – допустимая по ПБ концентрация метана в исходящей струе (не более 1%);
k – коэффициент, учитывающий движение части воздуха по выработанному
пространству за крепью выработки (1,2);
q – метановыделение из лавы в исходящую струю воздуха (10 м3/т суточной добычи);
Кн – коэффициент неравномерности газовыделения в лаве (при абсолютном
газовыделении, равном 5 м3/мин, Кн = 1,46);
Кд – коэффициент дегазации (0,6).
4.6 Определение числа действующих забоев
Число действующих забоев целесообразно определить через нагрузку на очистной
забой. При разработке одного пласта число лав определяется по выражению:
,
К0 = 0,95 – коэффициент, показывающий удельный вес добычи очистных забоев;
где Ашс – суточная добыча по шахте.
;
;
Определим число циклов, выполняемых за сутки в очистном забое из выражения:
,
где Тсм – длительность смен;
tпз – время на подготовительно-заключительные операции;
n – число смен;
L – длина лавы;
tв – время на вспомогательные операции, отнесённые к 1 метру длины
машинной части;
tко – продолжительность концевых операций для подготовки лавы к
следующему циклу.
циклов.
5. ГОРНОТЕХНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ РАБОТЫ ШАХТЫ
| Наименование показателей | Единицы измерения | Значения показателей |
Производственная мощность шахты (суточная добыча по шахте Ашс) | т/сут. | 21363 |
| Запасы шахтного поля (Z) | млн. т | 299,5 |
| Размеры шахтного поля (Н´S) | м | 3000х6000 |
Срок службы шахты (Tn) | лет | 52 |
| Количество пластов | шт. | 4 |
| Мощность пластов (m) | м | 2 3 6 5 |
| Угол падения пластов (α) | град. | 15 |
Нагрузка на забой (Amax) | т/сут. | 10 652 |
| Число забоев (n) | шт. | 3 |