4.3.2. Границы и запасы шахтного поля

Границы шахтного поля или его участка принимаются в соответствии с утвержденными на момент сбора геологических материалов. При этом указываются границы в плоскости пласта и по напластованию пород.

Если имеющиеся запасы недостаточны для работы предприятия в течение нескольких (5-6) лет, возможна в учебных целях прирезка запасов резервных участков или участков соседних шахтных полей.

Подсчет запасов осуществляется по одному из существующих методов, подходящих для данных условий (форма шахтного поля, выдержанность элементов залегания пласта, разведанность месторождения).

4.3.3. Технологическая часть

Общая организация работ и основные параметры шахты. Режим работы тахты принимается в соответствии с нормами технологического проектирования: число рабочих дней в году – 300; число рабочих смен по добыче угля в сутки – 3; продолжительность рабочей смены на подземных работах – 7 часов, на поверхности – 8. На сверхкатегорных шахтах и шахтах, опасных по внезапным выбросам угля, газа и породы, продолжительность рабочей смены на подземных работах принимается 6 часов и предполагается иметь 3 добычных смены и 1 смену для проведения профилактических мероприятий,

При продолжительности рабочей смены 7 часов рекомендуется следующий режим работы очистных забоев: 1-я смена – с 8 до 15 часов; 2-я смена – с 15 до 2 часов; 3-я смена – с 22 до 5 часов. После 3-й смены предусматривается перерыв продолжительностью 3 часа. Ремонтная смена специально не предусматривается, а совмещается во времени с добычными сменами.

Режим работы при проведении горных выработок и по другим производственным комплексам аналогичен режиму ведения очистных работ.

Иной режим работы предприятия должен аргументироваться с учетом местной специфики.

Проектная мощность шахты должна обосновываться с учетом промышленных запасов, горно-геологических условий, спроса на конечную продукцию и перспектив дальнейшего развития шахты.

Правила технической эксплуатации предъявляют к обоснованию производственной мощности шахты следующие требования:

на участках с большими запасами угля следует проектировать крупные шахты производственной мощностью свыше 3 млн.т угля в год;

производственная мощность действующей шахты и ее отдельных технологических звеньев по мере изменения геологических и горнотехнических условий разработки месторождения устанавливается расчетом по принятым в отрасли методикам;

производственную мощность шахты следует определить по товарному углю;

расчет пропускной способности всех технологических звеньев шахты следует производить по горной массе;

шахты должны осваивать проектную мощность в сроки, установленные действующими нормативами;

календарный план развития горных работ составляется на стадии проектирования и является составной частью выпускной работы;

проектная мощность шахты должна быть обеспечена, как правило, ведением эксплуатационных работ на одном горизонте;

при возможности необходимо обеспечивать производственную мощность шахты работой 1-2 высоко нагруженных очистных забоев.

Вскрытие запасов шахтного поля. Выбор схемы вскрытия за­пасов шахтного поля должен осуществляться в комплексе с обосно­ванием схемы подготовки и системы разработки пластов. При этом необходимо учитывать размеры участка месторождения, прини­маемого к разработке и определяющего тип шахты - индивидуаль­ная или блоковая.

Выбор схемы вскрытия обосновывается сравнением предпоч­тительных вариантов, желательно с применением ЭВМ. При этом в качестве критерия сравнения могут служить такие натуральные по­казатели, как объемы горных выработок, объем вскрытых запасов, протяженность проводимых и поддерживаемых вскрывающих вы­работок, число сопряжений звеньев транспортной цепи и т.д.

Конкретные схемы вскрытия принимаются в соответствии с нормами технологического проектирования. Ввод принципиально новых элементов схемы должен обосновываться с технологической и экономической точек зрения. Принимаемые решения должны удовлетворять требованиям правил безопасности и законодательст­ву по охране недр.

Для месторождений угля с большими запасами, залегающими на относительно небольшой глубине, предпочтительна комбиниро­ванная схема вскрытия: главными наклонными и вспомогательны­ми вертикальными стволами с капитальными квершлагами или без таковых.

При большой глубине залегания пластов принимаются схемы вскрытия вертикальными стволами.

Для сокращения сроков строительства шахт необходимо при­менять следующие технические решения;

предусматривать проходку дополнительных стволов и сква­жин большого диаметра, позволяющих расширить фронт горнопро­ходческих работ;

осуществлять при вскрытии использование через выработки действующих шахт, а также открытых выемок разрезов.

При больших размерах шахтного поля по простиранию (более 6-8 км) необходимо ориентироваться на отработку шахтных полей блоками. При этом блоки должны вскрываться воздухоподающим и воздухоотводящим стволами и соединяться с главным стволом магистральными (концентрационными) штреками. При наличии свиты пластов их вскрытие в пределах блоков осуществляется блоковыми квершлагами.

Вскрытие запасов новых горизонтов на действующих шахтах осуществляется путем углубки существующих или про­ходки новых стволов.

Проходку новых стволов с поверхности необходимо пре­дусматривать в случаях, если невозможна передача сущест­вующих стволов под углубку с сохранением их функций на этот период, а также обосновывать проектом в тех случаях, когда углубка существующих стволов связана с большой продолжи­тельностью работ и снижением добычи угля на шахте.

При финансировании строительства шахты в условиях высоких банковских ставок за кредиты целесообразно исполь­зовать передовой отечественный и опыт ряда зарубежных стран с развитой угольной промышленностью, где практикуется строительство относительно небольших шахт - технических единиц - с ограниченными сроками службы. При вскрытии за­пасов штольнями и наклонными стволами срок службы такой шахты ограничивается 5 годами, а при вскрытии вертикальны­ми стволами – 10 лет. Преимущества такого технологического подхода заключаются в следующем:

имеется возможность обходиться достаточно простыми в строительстве, но высокотехнологичными, полустационарными технологическими комплексами поверхности;

используются при проведении горнокапитальных вырабо­ток легко возводимые крепи;

меньше размеры поперечных сечений выработок, что по­зволяет использовать при их сооружении высокопроизводи­тельное оборудование;

подготовительные выработки проводятся с незначительной подрывкой боковых пород;

проведение подготовительных и нарезных выработок осу­ществляется проходческо-добычными самоходными агрегатами, в результате чего себестоимость угля, получаемого при проведении выработок, ненамного выше себестоимости угля, получаемого из очистных забоев;

подготовительные выработки из-за низкой стоимости их сооружения дублируются параллельными выработками (от 2 до 6), что существенно

повышает надежность технологических схем и удобство эксплуатации за счет разделения функций между отдельными выработками;

для доставки различных грузов и механизации вспомогательных работ используются самоходные машины и агрегаты на гусеничном или пневмоколесном ходу;

относительно небольшие размеры шахтных полей позволяет иметь более простые системы внутришахтного транспорта;

относительно небольшая протяженность подготовительных выработок и их многократное дублирование делает более надежным процесс проветривания и кондиционирования шахтной атмосферы, а также повышает безопасность вентиляционной системы;

предоставляется возможность полного обновления технологии горных работ через относительно небольшой промежуток времени.

Подготовка шахтного поля. Схема подготовки запасов шахтного ноля должна оцениваться во взаимосвязи со схемой вскрытия (число и размеры рабочих горизонтов шахтного поля, число и размеры блоков).

При разработке свиты пластов, исходя из мощности пород междупластьев, угла падения пластов, схемы вскрытия и других технологических характеристик, принимается решение об индивидуальной или групповой их отработке. При этом обосновываются порядок и последовательность отработки запасов групп пластов и пластов в группе.

Обосновывается число одновременно разрабатываемых пластов и порядок отработки их запасов. Для пластов, принятых к разработке по проекту, принимается, исходя из горно-геологических условий, пластовая или полевая подготовка. Естественно, наилучшие результаты функционирования шахты будут иметь место при концентрации горных работ в пределах одного пласта.

Для принятых к отработке пластов обосновывается схема подготовки запасов: этажная, панельная, погоризонтная, комбинированная. При этом должны быть обоснованы размеры основных частей шахтного поля для разрабатываемых пластов (этажа, подэтажа, панели, яруса, выемочного участка). При этом необходимо ориентироваться на схемы подготовки, рекомендованные нормами технологического проектирования, и передовой производственный опыт.

Раздел должен включать формирование календарного плана отработки запасов одного из пластов.

Шахтный подъем, стволы и околоствольные дворы. Расчет шахтных подъемных установок, как правило, не приводится. Исключение составляют работы, в которых проектируется технологическая схема шахтного подъема.

В работе указывается тип подъемных установок (одноканатные или многоканатные). При использовании многоканатных подъемных установок необходимо предусматривать сооружение башенных копров. Следует ориентироваться на весовую дозировку при загрузке скипов горной массой или породой.

Армировка грузовых стволов должна быть гибкой, а вспомогательных - жесткой. Только для вспомогательных стволов, используемых в качестве запасных выходов, допускается применение канатной армировки. При проектировании необходимо предусматривать преимущественно типовые и унифицированные схемы армировки. На промежуточных горизонтах должны предусматриваться специальные переходные устройства, обеспечивающие проход подъемного сосуда без снижения скорости.

В работе должны быть указаны сечения вскрывающих выра­боток, как правило, типовые. Принятое сечение стволов должно проверяться по допустимой скорости движения воздуха.

Технологическая схема околоствольного двора должна быть типовой. Допущенные отклонения от типовой технологической схемы должны

обосновываться. Параметры околоствольного двора уста­навливаются по 1рузопотоку и необходимому количеству воздуха, подаваемого в шахту.

В работе обосновывается схема маневровых операций, выпол­няемых в околоствольном дворе и дается перечень основных выра­боток с указанием их параметров.

Технологическая схема очистных работ. В расчетно-пояснительной записке приводится перечень возможных вариантов систем разработки и дается подробное описание предпочтительных вариантов. Для 2-3 предпочтительных вариантов системы разработ­ки проводится технико-экономическое сравнение по натуральным показателям. На основании анализа горно-геологических и горно­технических условий даются рекомендации по рациональному рас­положению, охране и поддержанию подготовительных и нарезных выработок. При этом необходимо пользоваться следующими реко­мендациями:

предпочтительное использование пластовых выработок, про­водимых без подрывки боковых пород;

по возможности следует использовать параллельные выработ­ки - дублеры;

проведение пластовых подготовительных выработок долж­но, как правило, осуществляться комбайновым способом;

подготовительные выработки должны крепиться высокотех­нологичной анкерной крепью;

форма поперечного сечения подготовительных выработок и ее размеры должны хорошо сочетаться с конструкциями механизиро­ванных крепей сопряжений их с очистными выработками.

Система разработки и ее параметры должны отличаться прогрессивностью. Все отклонения от отраслевых рекоменда­ций должны быть аргументированы.

В работе необходимо рассчитать соотношение подготови­тельных и очистных работ во времени и пространстве, исполь­зуя для этого среднеотраслевые нормативы.

В соответствии с нормами технологического проектиро­вания осуществляется выбор средств механизации очистных ра­бот для определенного выемочного участка: выемочной маши­ны, механизированной крепи, скребкового конвейера, скребко­вого перегружателя, крепи сопряжений. Если выемка угля пла­ста осуществляется в несколько слоев, обосновывается выбор очистного оборудования для каждого слоя и описываются осо­бенности их работы в слоях.

Применительно к одному из пластов должна быть спроек­тирована технологическая схема очистных работ и приведен со­ответствующий графический материал, который должен вклю­чать: выкопировку из плана горных работ с изображением узла примыкания лавы к подготовительным выработкам; общий вид очистного забоя (вид сверху) с указанием типов используемого очистного оборудования, вид забоя в поперечном сечении лавы до и после передвижки механизированной крепи; вид сверху со­пряжений лавы с подготовительными выработками; планограмма работ; график выходов рабочих; основные технико-экономические показатели по очистному забою.

Параметры очистного забоя обосновываются на основа­нии расчетов на ЭВМ. Обязательным при этом является обосно­вание длины лавы и нагрузки на очистной забой.

Форма организации труда в очистном забое принимается в соответствии с рекомендациями, приведенными выше. По рас­считанной на ЭВМ нагрузке определяется число циклов в сутки и строится планограмма работ в очистном забое.

При этом на суточном уровне принимается целое число циклов и рассчитанная нагрузка на забой корректируется в сторону умень­шения.

Численность производственного персонала в очистном забое и продолжительность выполнения отельных рабочих процессов рассчитываются с учетом нормативов.

В выпускной квалификационной работе должны содержаться решения, связанные с обоснованием технологической схемы прове­дения одной из подготовительных выработок.

Транспорт по горным выработкам. Обосновывается и выбира­ется в соответствии с принятыми решениями по вскрытию, подготов­ке и системе разработки пластов технологическая схема внутришахтного транспорта. Детально обосновывается схема транспорта угля в пределах выемочного участка. Достаточно подробно описывается технологическая схема магистрального транспорта угля, а также транспорта материалов, оборудования, перевозки людей и т.д.

В работе должны быть обоснованы, в соответствии с рассчи­танными грузопотоками, типы ленточных конвейеров, бункеров, ти­пы и параметры технических средств локомотивного транспорта.

Вспомогательное транспортное оборудование (толкатели, оп­рокидыватели, маневровые средства погрузочных и разгрузочных комплексов и др.) выбираются по существующим нормативам.

Приводится краткое описание системы автоматизации внутришахтного транспорта.

Вентиляция и охрана труда. Проектирование вентиляции шах­ты ведется в соответствии с «Руководством по проектированию вен­тиляции угольных шахт». Обосновываются схемы проветривания вы­емочных участков и шахты в целом. Определяется количество возду­ха, необходимого для проветривания шахты, рассчитывается депрес­сия шахты (расчетные направления указываются консультантом). Принимаются решения о способе проветривания и обосновываются способы регулирования воздуха в вентиляционной сети шахты.

По результатам расчета количества воздуха для провет­ривания шахты, а также минимальных и максимальных значе­ний ее депрессии осуществляется выбор вентилятора главного проветривания.

Приводятся также результаты проектирования вентиля­ции тупиковой выработки. При этом обосновывается способ проветривания выработки, осуществляется выбор типа и па­раметров вентиляционных труб. Рассчитываются утечки воз­духа в трубопроводе. Определяются дебит и депрессия венти­лятора, на основании чего осуществляется его выбор.

Разработка мероприятий по охране труда осуществляет­ся с учетом принимаемых конкретных решений по всем раз­делам проекта шахты.

Приводится обоснование необходимости конди­ционирования воздуха.

Разрабатываются мероприятия по борьбе с суфлярными выделениями и внезапными выбросами угля и газа, а также мероприятия по предотвращению горных ударов.

Обосновывается комплекс мероприятий по борьбе с пы­лью как профессиональной вредностью.

Осуществляется обоснование устройства запасных вы­ходов из шахты и их оборудования.

Дается обоснование исполнения электрооборудования, устройств заземления электроустановок и применения

средств защитного отключения.

Приводится характеристика санитарно-бытового обслу­живания трудящихся, питьевого водоснабжения шахты.

Разрабатываются противопожарные мероприятия в шах­те. Обосновывается порядок снабжения подземных рабочих самоспасателями конкретного типа и в определенном количестве.

План ликвидации аварий в шахте составляется по одной по­зиции (но указанию консультанта) в соответствии с «Инструкцией по составлению плана ликвидации аварий» и «Правилами безо­пасности в угольных шахтах".

Осушение шахтного поля и водоотлив. С учетом гидрогео­логических условий разработки угольных пластов принимаются решения по предварительному осушению шахтного поля, а также по эксплуатационному осушению очистных и подготовительных забоев.

Осуществляются расчет производительности насосов и их выбор для водоотливных установок соответственно гидрогеологи­ческим данным с учетом количества воды, расходуемой на гидро­закладку и заиловку выработанного пространства, а также воды, поступающей в водосборник от оросительной системы, нагнета­ния воды в пласт и др.

Технологический комплекс поверхности шахты. Описыва­ются основные рабочие процессы, выполняемые на поверхности шахты. Дается характеристика технологической цели движения и обработки потоков угля и породы.

Указывается номенклатура основных зданий и сооружений технологического комплекса поверхности.

Укрупненно разрабатываются мероприятия по профилакти­ке самовозгорания угля на угольном складе и породы на породных отвалах.

В работе должны быть освещены мероприятия по охране окружающей среды.