Вступ

Вугільна промисловість завжди була і зараз залишається однією з найважливіших галузей промисловості і важливою частиною паливно-енергетичного комплексу України. На базі вугільної промисловості України працюють горна, кольорова металургія, хімічна промисловість, медицина, енергетика.

В теперішній час вугільна промисловість України, як і інші галузі, переживає занепад у розвитку.

Шахтний фонд України, особливо Донбас, характеризується складними гірничо-геологічними та виробничо-технічними умовами розробки: збільшилась глибина розробки, багато шахт небезпечні по метану, раптовим викидам вугілля, газу і пилу; зі збільшенням глибини робіт росте температура гірничих порід; вугільні пласти мають невелику міцність; крім того постійною є нехватка коштів на розвиток вугільних підприємств, а зношеність основних фондів дуже висока.

Велике значення для розвитку гірничих робіт на шахтах має сучасне проведення у достатньому обсязі підготовчих виробок, для підготовки очисних вибоїв. При проведенні гірничих виробок розширюється використання прохідницьких і нарізних комбайнів, удосконалюється буро-вибухова технологія, застосовується найбільш ефективні металеві та анкерні кріплення; розроблюються нові засоби охорони підготовчих виробок для їх неодноразового використання.

Зараз створені нові типи гірничої, у тому числі і прохідницької техніки: прохідницькі комбайни (КПД, П110, П220, КСП32); стрічкові конвеєри; вентилятори місцевого провітрювання та інші.

Краснодонський вугленосний район є одним з найбільш перспективних в Донбасі. Метою даного курсового проекту є вибір і розробка прогресивної технології проведення конвеєрного похилу в умовах ш.у «Молодогвардійська».

1. Гірничо-геологічна характеристика порід і умови проведення конвеєрного штреку

Характеристика хідка

Ходок – горизонтальна або похила, підготовча гірнича виробка, проведена вхрест простяганню вугільного пласта або паралельно бремсбергу чи похилу, обладнана трапами та сходами і, що служить для транспортування вантажу і матеріалів, вентиляції, пересування людей, водовідливу, прокладення електричних кабелів і ліній зв'язку.

Термін служби конвеєрного штреку 3 роки. Його довжина - 1100м, глибина проведення –617. У період експлуатації у виробці буде розміщене наступне устаткування: стрічковий конвейер – 1Л1000У, 1 рейковий шлях із шириною колії – 900мм, вагонетки типу ВГ-3.3

Гірничо-геологічна характеристика порід

Конвеєрний штрек проводиться по пласту Кл₂ . Об'ємна вага вугілля – 1,34т/м³, марка вугілля Ж придатна для коксування. Потужність пласту – 1,4м, коефіцієнт міцності по шкалі М.М.Протод'яконова f = 1,49. Пласт небезпечний по раптових викидах і вибуховості вугільного пилу. Кут падіння пласту – 6°.

Основну покрівлю пласту утворить пісковик потужністю 18м і з коефіцієнтом міцності f = 10; у ролі безпосередньої покрівлі пласту виступає алевроліт потужністю 3,5м і з коефіцієнтом міцності f = 8; основна підошва - пісковик потужністю 23м і з коефіцієнтом міцності

f = 10, у ролі безпосередньої підошви алевроліт потужністю 4м з коефіцієнтом міцності f = 7.

Виробка проводиться по стійких породах середньої міцності. Літологічний склад порід показано на рисунку 1.1

Умови проведення виробки

Конвеєрний штрек проводиться по пласту вугілля і породам середньої міцності.

Вугільний пласт небезпечний по раптових викидах і по вибухонебезпечності вугільного пилу. Абсолютне метановиділення у вибої – 1,45 м³/хв.

Пісковик m = 18м; f = 10; γ = 2,6 т/

Аргіліт m = 3,5м; f = 8; γ =2,5 т/

Вугільний пласт m =1,4м; f = 1,49; γ = 1,34 т/

Алевроліт m = 4м ; f = 7; γ = 2,5 т/

Пісковик m = 23 м; f = 10; γ=2,6 т/

Рисунок 1.1 - Літологічний склад порід

2. Вибір форми і розмірів поперечного перерізу штреку

Загальні положення

У вугільних шахтах для горизонтальних і похилих гірничих виробок застосовуються наступні форми поперечного перерізу: прямокутна, трапецієподібна, аркова, кругла й інших форм. Форми і розміри поперечного перерізу гірничих виробок залежать від міцності бічних порід, від гірничого тиску з боку покрівлі, ґрунту і боків виробки, від призначення виробки і терміну її служби.

Вибір форми та типового перерізу похилу

Для конвеєрного штреку вибираємо аркову форму поперечного перерізу виробки, тому що вона близька до зводу природної рівноваги, що зменшує гірничий тиск на кріплення.

Поперечний переріз штреку і його розмір обирається на основі розрахунку мінімальної ширини виробки та згідно типових перетинів . Для цього складаємо розрахункову схему і визначаємо мінімальну ширину виробки, мм

B_min= m + C + p + A + n (2.1)

B_min= 400+1450+400+1350+700=4300 мм

де m – зазор між рухомим поїздом і кріпленням, мм

m = 400 мм [4, п.2.2];

р – зазор між ставом конвеєра і рухомим поїздом, мм

p = 400 мм [4, т.2.2];

С – ширина става конвеєра, мм

С = 1450 мм [6, с.16];

А – ширина рухомого поїзду, мм

А = 1350 мм [6, с.16];

n – ширина вільного проходу для людей на висоті 1,8м, мм

n = 700 мм.

Після того, як обчислили мінімальну ширину похилу B_min, вибираємо розміри поперечного перетину по «Уніфікованих типових перетинах гірничих виробок»

Рисунок 2.1 – Поперечний переріз похилу

з розміщенням у ньому устаткування

Після того, як обчислили мінімальну ширину штреку, вибираємо розміри поперечного перетину по «Уніфікованих типових перетинах гірничих виробок», підсумки заносимо до таблиці 2.1

Таблиця 2.1 – розміри типового перетину

f	Bпр, Мм	Всв мм	Нпр мм	Нсв мм	Sпр м2	Sсв м2
7	5230 (5450)	4980 (5200)м	3250 (3550)	3490 (3550)	17,5	13,1 (14,9)

Прийнятий типовий перетин перевіряється по чиннику вентиляції.

Швидкість руху повітря у виробленні повинна задовольняти умовам [1]. с. 12:

υ = (2.2)

де Q кількість повітря, що минає по виробленню в процесі її експлуатації, м³/с;

S_СВ – площа поперечного перерізу вироблення у світлі, м²;

припустима за ПБ швидкість руху повітря по виробленню.

Згідно ПБ у виробках, що проведені по вугіллю і породі – 6,0 м/с.

Кількість повітря, що може проходити по виробці, можна визначити так: максимальна кількість повітря, що проходить по дільничній виробці, буде дорівнювати максимальній витраті повітря в лаві, що обслуговується підготовчою виробкою.

Максимальну витрату повітря в лаві Q_max , м³/с визначаємо за формулою

Q_max = S₀₄ υ _max k_0.3 (2.3)

де S_оч = 3,92 м² – прохідний перетин лави, що залежить від потужності пласту і його механізованого комплексу, при m = 1,4 м комплекс 2КД-90, [10], c. 56;

υ _max = 4 м/с – максимальна припустима швидкість повітря в лаві;

K_0.3= 1,2 коефіцієнт враховуючий рух повітря по частині виробленого простору, що безпосередньо прилягає до привибійного; [10],c. 124.

Дані підставляємо у формулу і одержуємо:

Q_max =3,92

υ =

умову виконано, це значить, що типовий перетин конвеєрного штреку обрано вірно.

Визначення коефіцієнта присічки

Тому що штрек проводиться по вугільному пласту бічних порід, необхідно вибрати вид підривання (верхня, нижня, двостороння) і визначити величину коефіцієнта присічки (підривання).

Коефіцієнт присічки визначаємо за формулою:

(2.4)

Де S_пор- площа породного вибою, ;

S_пр - площа поперечного перерізу вибою в проходці, м².

Площа породного вибою визначаємо за схемою, заначеною на рисунку 2.2

Рисунок 2.2 – Схема визначення коефіцієнта присічки

Площа породного вибою визначається за формулою:

S_пор = S_пр – S_уг (2.5)

де S_пр – площа поперечного перерізу виробки у проходці, м²;

S_уг – площа вугільного вибою, м².

Площа вугільного вибою визначається за формулою:

S_вуг = (2.6)

де В_пр – ширина виробки в проходці до осідання, м;

m – потужність вугільного пласту, м;

α – кут падіння пласту, градуси.

Дані підставляємо у формулу (2.6), одержуємо:

S_вуг = = 8 м²

Дані підставляємо у формулу (2.5), одержуємо:

S_пор = 17,5 – 8 = 9,5 м²

Дані підставляємо у формулу (2.4), одержуємо:

Виходить,коефіцієнт присічки 54 %.

При проведенні ходків по тонких шарах вибір місця підривання залежить від умов навантаження вугілля з очисного вибою на штрек у вагонетки чи конвеєр, кута падіння і характеру бічних порід. При цьому бажано, щоб шар вугілля займав у перетині вироблення найбільшу площу.

При транспортуванні конвеєром положення грунту визначаємо за формулою:

h₁= h+0.4, м (2.7)

де h₁- висота риштачного ставу конвеєра, м;

0,3 – перевищення конвеєра лави над конвеєром штреку для зручності навантаження, м.

Дані підставляємо у формулу (2.7) та одержуємо:

h₁ = 0,3 + 0,4 = 0,7 м