 |
Определение характеристик пласта
|
|
|
|
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Тема: Комплексная механизация очистных работ в условиях отработки
лавы 1212-ю пл. Тройного шахты «Северная»
Аннотация
Курсовой проект выполнен на основе показателей деятельности выемочного участка 1212-ю пласта Тройного шахты «Северная». Целью является закрепление теоретических знаний, полученных при изучении курса «Механизация горного производства» и приобретение навыков в решении подобных технических задач. Проект содержит 30 страниц, 1 графический лист.
Значительная часть проекта посвящена анализу технологического процесса на участке и выбору основного оборудования. В проекте проведены упрощенные расчеты режимов работы и производительности очистного комбайна, выбран наиболее оптимальный, устойчивый режим работы. Сформулированы выводы.
The summary
Term paper is run for the base of activity factors of area of mine «Vorkytinskaya» course project is executed on the basis of parameters of activity of a site 822-iy of a layer purpose is fastening theoretical knowledge received at study of a rate «Mechaniztior mountain manufacture» and purchase of skills in the decision of similar technical tasks project contains 33 pages, l graphic sheet.significant part of the project is devoted to the analysis of technological process site and choice of the capital equipment. I the project the simplified accounts of mode operations and productivity of a clearing combine are carried out(spent), is chosen opti steady mode of operations. The conclusions are.
Содержание
Введение
. Горно-геологические условия выемочного участка лавы 1212-ю пласта n14+13+12 Тройного
. Определение характеристик пласта
. Анализ схемы механизации работ на участке
Описание комплекса.
Технология очистных работ.
Транспорт
Транспорт материалов и оборудование
Водоотлив
Выбор выемочной машины
Технические данные очистного комбайна KSW-460N
Выбор типа и параметров механизированной крепи
Выбор забойного конвейера
|
|
|
. Расчет скорости подачи по силовым и энерготехническим характеристикам с использованием эмпирических коэффициентов.
Параметры энергетической и силовой характеристик
Определение скорости подачи комбайна по ограничивающим факторам
. Расчет сменного коэффициента машинного времени.
. Расчет нагрузки на забой.
Добыча угля за цикл:
Среднесуточная нагрузка на очистной забой
Среднесменная нагрузка
Количество циклов сутки:
Допустимая нагрузка на очистной забой по фактору проветривания
. Построение планограммы работ.
. Расчет производительности очистного комбайна КSW-460N
Заключение
Список использованных источников
Введение
Современные темпы отработки угольных пластов, в частности Воркутского месторождения, предполагают использование наиболее совершенной техники и технологии производств, снижение трудозатрат на производство работ, а также повышение безопасности при их производстве.
Все горные машины могут работать в широком диапазоне режимов, как в рациональных, так и значительно отклоняющихся от них. Отклонение режимов работы от рациональных влечет за собой негативные последствия:
· увеличение энергоемкости работ (добычи, бурения),
· снижение ресурсов машин и увеличение потока отказов,
· увеличение времени на вспомогательные операции,
-снижение производительности рабочих и экономической эффективности работы участков в целом.
Работа горной машины и всего забоя в рациональных режимах возможна только при рациональной схеме механизации участка в целом и если не будет других сдерживающих факторов, например, по интенсивности выделения газа метана, ограниченной производительности участкового или магистрального транспорта, скорости перемещения машиниста в очистных забоях (на тонких пластах), производительности погрузочной машины и буровых машин в подготовительных забоях. Поэтому при выборе и расчете режимов работы очистного комбайна, струговой установки или очистного комплекса и конвейерно-стругового агрегата необходимо учесть все важнейшие исходные данные, характеризующие горно-технологические и горнотехнические условия.
|
|
|
1. Горно-геологические условия выемочного участка лавы 1212-ю пласта n14+13+12 Тройного
Лава 1212-ю пласта n14+13+12 расположена в южной части II горизонта поля шахты «Северная». Длина лавы составляет 234м, длина оставшегося выемочного столба ~ 760м (от линии временной приостановки до линии остановки лавы в демонтажной камере).
Выемочный столб лавы ограничен:
- с востока - отработанным участком лавы;
- с севера - вентиляционным бремсбергом 112-2-ю;
- с юга - конвейерным бремсбергом 122-ю;
- с запада - южным конвейерным штреком пласта Тройного.
Угол падения пласта в начале вынимаемого столба составляет 5° и постепенно выполаживается к нижней части столба до 2÷3°. Угол падения пласта по забою лавы в сторону вентиляционного бремсберга 112-ю в начале вынимаемого столба составляет 3÷4° и постепенно выполаживается до 1÷2° в нижней части.
Перепад высотных отметок составляет от минус 667м (глубина 751 м) до минус 717 м, максимальная глубина отработки равна 876 м. При максимальной вынимаемой мощности пласта 2,5 м ширина зоны опорного давления на конечной глубине отработки составит 88 м.
Пласт опасен по газу, пыли и внезапным выбросам угля и метана, угрожаемый по горным ударам.
Северная часть выемочного столба лавы 1212-ю пл. n14+13+12 (на длину 119м по забою лавы) подработана лавой 1212-ю пласта n11 («Четвертого») в период с января месяца 2001г. по июль 2002г. Южная часть (115м) подработана лавой 1312-ю пласта n11 ("Четвёртого") с июля 2004г. по октябрь 2005 года.
В связи с этим угольный пласт "Тройной" защищен по фактору выбросов и горных ударов. Срок подработки северной части лавы составляет более 5 лет. Об эффективности защитного действия подработки вышеуказанной части лавы на основании экспериментальной оценки удароопасности будет получено заключение ВНИМИ.
По данным окантуривающих выработок мощность пласта изменяется от 2,10 до 2,48м и в среднем составляет 2,36м. Уголь средней крепости, в верхней половине пласт имеет прослой мощностью от 0,36 до 0,84м угля рассланцованного.
|
|
|
Ложная кровля мощностью от 0,10 до 0,30м распространена повсеместно и представлена аргиллитом с линзами и полосками угля, с обилием обугленных растительных остатков, с неровными поверхностями скольжения.
Непосредственная кровля представлена аргиллитом слоистым мощностью от 1,1м до 2м. По скважинам ШК-4137 и ШК-2, пробуренным в подработанной зоне, аргиллиты непосредственной кровли сильно трещиноватые предел прочности на сжатие (sсж) составляет от 20,4 до 24,0 МПа по скв. ШК-4137 и от 28,2 до 31,2 МПа по скв. ШК-2. Переход от аргиллитов к выше залегающим мелкозернистым алевролитам постепенный.
Вследствии подработки породы кровли пласта n14+13+12 по данным скважин ШК-4137 и ШК-2 разбиты частыми трещинами.
Основная система трещин ориентирована по падению пород с углами, близкими к вертикальным.
Непосредственная кровля пласта n14+13+12 характеризуется как неустойчивая. По предыдущей лаве 1112-ю обрушение ее происходило на высоту до 6÷8 м от кровли пласта, что сопоставимо с суммарной мощностью аргиллитов и алевролитов м/з залегающих над пластом n14+13+12 по лаве 1212-ю.
Породы основной кровли представлены алевролитами к/з с переходами до алевролитов м/з. Отмечаются прослои песчаника м/з мощностью до1,5м. Породы основной кровли трещиноватые.
С учетом фактора подработки основная кровля по лаве 1212-ю в верхней и средней части столба характеризуется как среднеобрушающаяся, с переходом в нижней части к легкообрушающеяся (протокол №6 от 27.12.2004 г. заседания комиссии по ДЯ по Печорскому бассейну).
Почва угольного пласта n14+13+12 в районе лавы 1212-ю представлена аргиллитом скрытослоистым мощностью 1,0÷1,5 м, средней крепости. Непосредственно в почве пласта мощностью 0,2 м залегает аргиллит слабый, с неровными поверхностями скольжения. Аргиллит почвы склонен к пучению.
Ниже, как правило, залегает песчаник м/з мощностью 1-1,5. Песчаник трещиноватый.
Первоначально отработка лавы производилась с использованием вент. бремсберга 112-ю.
Вентиляционный бремсберг 112-ю по пласту n14+13+12 «Тройной» был пройден в 2004 году параллельно конвейерному бремсбергу 112-ю с оставлением угольного целика между ними 12м. Конвейерный и вентиляционный бремсберга были закреплены анкерной крепью. После отработки лавы 1112-ю пласта «Тройного» и погашения конвейерного бремсберга 112-ю сечение вентиляционного бремсберга 112-ю из-за интенсивного пучения почвы и отжатия угля с боков выработки было полностью перекрыто. Для использования вентиляционного бремсберга 112-ю в дальнейшем для отработки лавы 1212-ю, была проведена зачистка его практически в контуре первоначальной проходки. Выполнено усиление сохранившегося анкерного крепления рамами МТПШ с шагом 1м, в местах вывалов анкерной крепи произведено перекрепление на арочную крепь.
|
|
|
Из-за продолжающихся процессов отжатия угля с боков выработки, и пучения пород почвы состояние вентиляционного бремсберга 112-ю не позволяло вести эффективную отработку лавы 1212-ю.
Выполняемые работы по расширению вентиляционного бремсберга 112-ю впереди лавы высокозатратны и мало эффективны из-за сильной трещиноватости пород на сопряжении выработки с лавой и их неустойчивости. В связи с этим для переподготовки лавы 1212-ю по пласту n14+13+12 «Тройной» Технической дирекцией ОАО «Воркутауголь» принято решение о проведении дополнительной выработки вентиляционного бремсберга 112-2-ю.
Проходка вентиляционного бремсберга 112-2-ю осуществлялась от южного конвейерного штрека параллельно вентиляционному штреку 112-ю с целиком между ними 18м (Заключение ВНИМИ №10/02-370). При отходе вент. бремсберга 112-2-ю на 189м от южного конвейерного штрека (от места засечки) при очередном прогнозе удароопасности по выходу штыба была выявлена категория «ОПАСНО». В дальнейшем проведение вентиляционного бремсберга согласно разработанных мероприятий по предотвращению горных ударов осуществлялось с бурением разгрузочных скважин.
В интервале 420-470м (ПК34-ПК39) мощность целика с 18м была уменьшена до 15м (заключение ВНИМИ №10/2-536).
В дальнейшем до 680м (ПК58) категория «ОПАСНО» выявлялась при выходе забоя выработки за зону влияния разгрузочных скважин.
В связи с этим было принято решение о проведении вентиляционного бремсберга 112-2-ю только в зоне влияния разгрузочных скважин длиной 10м с последующим контролем эффективности через 3м.
При проходке конвейерного бремсберга только в зоне влияния разгрузочных скважин контролем эффективности категории «ОПАСНО» не выявлено.
На сопряжении лавы 1212-ю с вентиляционным бремсбергом 112-2-ю, вследствие влияния разгрузочных скважин, породы непосредственной кровли пласта имеют ослабленную межслоевую связь и склонны к обрушению на высоту 2,5-3м.
|
|
|
Лава 1212-ю пласта «Тройной» будет переезжать диагонально расположенную между конвейерным бремсбергом 122-ю и вентиляционным бремсбергом 112-2-ю бывшую конвейерную сбойку 1212-ю.
На сопряжении лавы со сбойкой ожидается обрушение пород сильно трещиноватой непосредственной кровли на высоту до 3,5-4м.
Лава пересечет ствол затампонированной разведочной скважины №3106.
Обводненность лавы не ожидается.
Лава 1212-ю пласта Тройного Таблица 1.1
Исходные данные
| № | Показатели | Условные обозначения | Ед. изм. | Значения |
| 1 | 2 | 4 | 5 | |
| 1. ГОРНОГЕОЛОГИЧЕСКПЕ | ||||
| 1.1 | Мощность | м | 2,360 | |
| -пласта угля | Нпл | м | ||
| -прослоев породы | Нпп | м | ||
| -ложной кровли | Нлк | м | ||
| -непосредственной кровли | Нок | м | ||
| 1.2 | Угол падения пласта | пл | град | 1-2 |
| 1.3 | Сопротивляемость резанию | |||
| -угля | Ау | кН/м | 180 | |
| -прослоев | Ann | кН/м | ||
| -пласта (приведённая) | Апр | кН/м | 180 | |
| 1.4 | Содержание твердых включений | Qy | - | - |
| 1.5 | Абразивность пласта | мг/км | ||
| 1.6 | Хрупкость пласта угля | Е | 1,81 | |
| 1.7 | Способность угля к измельчению | mи | 0,7 | |
| 1.8 | Коэффициент отжима пласта на поверхности забоя | Кот | 0, 62 | |
| 1.9 | Показатель разрушаемости угольного пласта | Rnp | м5 | 24,34 |
| 1.10 | Относительная метанообильность | qn | м'/т | 3,2 |
| 1.11 | Сопротивление почвы на вдавливание | Gn | мПа | 1,2 |
| 1.12 | Водоприток | м'/час | 3 | |
| 1.13 | Класс кровли по управляемости | |||
| 2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ | ||||
| 2.1 | Длина лавы | Lл | м | 254 |
| 2.2 | Длина ниш | 1н | м | нет |
| 2.3 | Схема работы комбайна | односторонняя | ||
| 2.4 | Ширина захвата | Вз | м | 0, 63 |
| 2.5 | Добыча угля с цикла | Уц | т | 500 |
| 2.6 | Число циклов в сутки | nц | 4 | |
| 2.7 | Подвигание забоя в сутки | Вс | м | 2,54 |
| 3. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ | ||||
| 3.1 | Суточная нагрузка на забой | Qc | т | 2215 |
| 3.2 | Количество смен по выемке в сутки | nсм | см | 3 |
| 3.3 | Количество рабочих в сутки | чел. | чел | 14 |
| 3.4 | Производительность рабочего на выход | П | т/вых | - |
| 3.5 | Тип применяемых машин и оборудования: |
| ||
| -выемочный комбайн | KSW-460N | |||
| -забойный конвейер | А-30 | |||
| -механизированный комплекс | 3КМ138 | |||
| -крепи сопряжения | ОКСА | |||
Определение характеристик пласта
2.1 Приведенная сопротивляемость резанию: - при наличии породных прослоев
Апр=(Ау×Ну + Аn×Нn)/Нпл, кН/м; (2.1)
где, Ау - сопротивляемость резанию угля;
Ап - сопротивляемость резанию прослоев породы; Ну - мощность пласта угля без прослоев породы; Нп - мощность прослоев породы; Нпл -мощность пласта угля.
Так как по исходным данным нам не даны следующие значения Ау, Апп, Нп, Нпл, то приведенная сопротивляемость резанью будет равна 205 кН/м
2.2 Показатель степени хрупкости:
(2.2)
Е = 
где е - основание натурального логарифма; mи - способность угля к измельчению.
По степени хрупкости все угли делятся на вязкие (Е<2,1), хрупкие (2,1<Е<3,5) и весьма хрупкие (Е>3,5).
Значение коэффициента отжима пласта находим по формуле:
Кот = 
(2.3)
Кот = 0,36
Значение Кот в глубине забоя на расстоянии В3 от кромки забоя
(2.4)
где, Вз - расстояние от кромки забоя угольного пласта.
Кот = 0,36 + (1 - 
) = 0,76
Показатель разрушаемости (R) являющийся комплексной характеристикой пласта, определяется по формуле:
R = 
; кВт.ч.см/м3 (2.5)
R = 
= 24, 3
В зависимости от свойств пласта значение показателя R могут принимать значения от R=2 до R=80 квт.ч.см/м3 [1].
По номограмме (см. лист 1, граф. часть КП) для определения значения и категорий разрушаемости пласта находим группу условий, характерную значениям рассчитанных выше показателей, которым удовлетворяет зона II (ВСК, К) <201. А=180-300 на пластах без прослойков и включений, или пласты сложного строения с А=120-180, но содержащие более крепкие прослойки или не раздробленные включения, содержанием до S=2,5%.
Существенные ограничения на работу выемочных машин могут оказать газообильность пласта (qM), кливаж, наличие породных прослоев.
|
|
|
