Введение.

Конструирование и выбор технологических схем шахт представляет собой многогранный творческий процесс. В данной работе автор постарался найти такие решения, при которых строительство шахт требует минимальных затрат труда, материалов и средств, но обеспечивает максимальную эффективность эксплуатации шахты.

Курсовой проект посвящен выбору оптимального варианта схемы подготовки шахтного поля, системы разработки и средств комплексной механизации и организации очистных работ и их параметров для конкретных 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.

1. Краткое описание горно-геологических условий залегания угольного пласта.

В пределах данного шахтного поля, имеющего размеры по простиранию и падению , под углом залегает угольный пласт мощностью м.

Ложной кровли данный пласт не имеет. Непосредственная кровля представлена глинистым сланцем, мощностью м и крепостью . Основную кровлю составляет известняк, мощностью м и крепостью . Непосредственная почва образована песчаным сланцем, мощностью м и крепостью .

Относительная газообильность данного угольного пласта достигает , в то время как водоприток в пределах выемочного участка составляет .

Глубина ведения горных работ .

2. Выбор системы разработки

Система разработки угольных месторождений представляет собой определенный порядок проведения подготовительных и очистных выработок в пределах выемочного поля, участка, столба, увязанных в пространстве и во времени. Условия залегания угольных месторождений весьма разнообразны, поэтому выбор системы разработки зависит от ряда геологических, технических и организационных факторов, определяющих эти условия.

К основным факторам, влияющим на выбор систем разработки угольных месторождений, относятся: форма залегания пластов в недрах, их мощность, угол падения, строение; свойства угля и вмещающих пород; газоносность и водоносность месторождения; склонность пластов к горным ударам, внезапным выбросам угля и газа и самовозгоранию; расстояние между смежными пластами угля; глубина разработки; способы и средства механизации производственных процессов в очистных и подготовительных выработках; календарный план развития горных работ; порядок отработки пластов; форма организации работ в очистной выработке и др.

Система разработки должна обеспечивать безопасность ведения горных работ, их экономичность, минимальные потери полезного ископаемого и наибольшую его добычу.

Выбор схемы подготовки шахтного поля, ее параметров и конструктивных элементов является одним из основных элементов технико-экономических вопросов, решаемых при проектировании новых шахт и планировании горных работ.

Учитывая безопасность ведения работ, экономичность, охрану недр и окружающей среды человека, а также обеспечение условий для комплексной механизации производственных процессов концентрации производства и надежности работы, принимаем систему разработки длинными столбами по простиранию (мощность m=2,2 м, угол падения пласта α=12°).

Для обеспечения конвейеризации и создания крупной мощности предприятия выбираю панельную схему подготовки шахтного поля. Панельная схема подготовки шахтных полей применяется при разработке горизонтальных пластов и пластов с углами падения до 25 градусов. . Размер панели по простиранию 3000 м, по падению 1250 м. Достоинства данной схемы:

• возможность увеличения производственной мощности шахты за счёт увеличения отрабатываемых панелей;

• благоприятные условия для применения конвейерного транспорта;

• использование откаточных выработок одного горизонта для подготовки и отработки значительных по объёму запасов;

• сравнительно малый объём постоянно поддерживаемых выработок;

• высокая концентрация горных работ.

Недостатки:

• ограничение области применения пологими и наклонными пластами.

• трудности с эксплуатацией длинных наклонных выработок.

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

Исходя из заданных горно-геологических и горнотехнических условий принимаем систему разработки длинными столбами по простиранию. Длина выемочного столба 1500 м. Данная система разработки позволяет доразведать пласт в период подготовки и разнести во времени очистные и подготовительные работы.

Системы разработки длинными столбами характеризуются независимым ведением очистных и подготовительных работ в пределах выемочного поля. На момент начала очистной выемки все подготовительные выработки, соединяющие забой с системой откаточных и вентиляционных выработок шахты, должны быть проведены на всю длину. Подготовительные выработки располагаются в нетронутом массиве угля, а те участки, которые в результате очистных работ оказываются в выработанном пространстве, как правило, погашаются, и только в редких случаях одна я из выработок поддерживается для вентиляции или повторного использования.

Данная схема характеризуется:

• панельным способом подготовки шахтного поля бремсберговыми двусторонними панелями;

• пластовой подготовкой пласта для панелей и ярусов;

• нисходящим, последовательным порядком отработки выемочных участков;

• прямоточная с обособленным разбавлением вредностей схема проветривания выемочного участка;

• в качестве способа управления кровлей используется полное ее обрушение;

• основные выработки охраняются целиками угля и расположением выработок в разгруженной зоне;

• выемочные выработки охраняются искусственными сооружениями.

К достоинствам столбовых систем разработки относятся:

• хорошее состояние выемочных выработок, поддерживаемых в массиве угля и в зоне установившегося горного давления, и малые затраты на их поддержание;

• исключение взаимных помех в работе по проведению выработок и очистной выемки; это позволяет эффективно использовать высокопроизводительную технику для очистных и подготовительных работ;

• детальная разведка пласта в период подготовки столбов условиях его залегания, возможность своевременного выявления геологических нарушений и принятия необходимых мер при пересечении их очистными забоями или подготовка новых забоев на нарушениями;

• возможность погашения выемочных выработок частями по мере подвигания очистных забоев, что обеспечивает регулярность извлечения металлической крепи;

• при возникновении пожара от самовозгорания оставшегося в выработанном пространстве угля возможность заизолировать его возведением герметичных перемычек и выемочных выработках, пройти новую разрезную печь и продолжить очистные работы без длительных перерывов.

Недостатки столбовых систем разработки следующие:

• проведение большого объема подготовительных выработок до начала очистных работ, что удлиняет срок ввода шахты в эксплуатацию;

• трудность проветривания подготовительных забоев в период проведения выработок;

• ограничение нагрузки на лаву по газовому фактору, особенно на весьма газоносных пластах;

• необходимость поддержания подготовительных выработок как в период их проведения, так и во время производства очистных работ.