2 Спецыальна частина

2.1 Аналіз технології проведення виробки на шахті.

При виконанні розділу необхідно:

- проаналізувати шахтний варіант технології проведення та кріплення на проектуємої дільниці

- спланувати путі покращення технології проведення виробки що існує на шахті;

- вказати на на предпологаємий ефект від застосування нового обладнання, або більшь прогресивної організації робіт та інше;

- вказати на заходи яки забезпечують досягнення мети дипломного проектування.

2.2 Призначення проектуємої виробки, прив'язка.

Дати визначення проектуємої виробки, указати її призначення. Описати гірничо-геологічні умови проведения виробки, вказати тип транспортних засобів в перед експлуатації, строк службы виробки, кількість повітря, яку буде проходити по ній в перед експлуатації, напрямок проведе»» виробки, Указати виробки, до яких примикає проектуєма виробка

2.3 Вибір місця проведення виробки відносно пласта. Геологічні умови проведення виробки

Описати гірничо — геологіч умови на проектуемої дільниці. Особливу

увагу наложить звернути на настушпні показники:

- середня потужність вугшьного пласта, межа змінності потужності

пласта, опір вугілля різанню, кут падіння пласта, обводненість пласта, наявність

прошарків породи, їх потужність та міцність,;

- привести характеристику порід покрівлі та підошви пласта, указати

схильність порід пщошви до розмокання;

- указати глубину на який ведуться гірничі роботи.

Враховуючи призначення виробки, строк використання, властивості порід

необхідно визначитися та обгрунтувати місто підривання порід покрівлі,

підошви, або проводити виробку по пустим породам. При проведені виробки по

пласту, слід визначитися з характеристиками порід, особливу увагу придають їх

міцності, потужності та стійкості.

Підривати слід породи з меншою міцністю, більш міцні та стійки породи

при можливості слід не порушувати. При проведенні конвєрного штреку лави

необхідно забезпечити можлиість навантаження вугілля конвейером лави на

конвеср штреку.

При проведенні вентиляционного штреку необхідно забезпечити можливість доставки матеріалів та обладнання в лаву.

3 метою спрощення кінцевих операції у лавах приводну та натяжну голівку

конвеєра виносять на штреки, отже на конвеєрному шттреку переважна нижня, або двостороння підривка, на вентиляційному - верхня, або двостороння

Рисунок 2.1 - Схеми проведення виробки відносно пласта.

2.4 Вибір технології та засобів механізації проведення виробки.

Вибір способу проведения виробки визначасться гірничо-геологічними і виробничо-технічними чинниками.

Способи проведення виробок класифікують:

-в залежності від стійкості оголень гірничих порід, їх водоносності газоносності - звичайні і специльні;

-в залежності від однорідності порід, що перетинаються, при звичайному способі проведення виробок - в однордних породах, коли вибій виробки перетинає тільки один вид породи, і в неоднорідних породах, коли вибій виробки перетинае два або більш виду пород. У неодноріднюх породах виробки проводять суцільним або уступним вибоями;

-в залежності від місця розміщення породи при проведенні виробок вузьким або широким вибоєм.

Залежно від способу відділення порід від масиву розрізняють комбайнову, технологічну, буро підривну, ручну і комбіновану технологію. Найбільш широкого поширення набули комбайнова і буро підривна технологія проведення виробок.

Переваги комбайновою технолоії: процес проведення виробок має безперервний (потоковий) характер; досягається висока безпека робіт забезпечується велика страсть виробки, оскільки не порушується масив по контуру виробки; підвищується середня швидкість приведення виробок і продуктивність праці прохідника, знижуеться вартість проведення 1м готової виробки.

Недоліки: для монтажу прохідницьких комбайнів і забезпечення їх нормальної роботи необхідно заздал- егідь готувати технологію відходів завдовжки 25 - 65 м, котрі проводяться буро підривним способом.

Враховуючи вище викладене, для проведения виробки, проектом приймаеться звичайна комбайнова технологія, вузьким, суцільним вибоєм.

Ддя механізації гірничопрохідницьких робіт проектом приймаеться

комплекс прохідницького устаткування, який є набором машин і механизмів, що

дозволяють механізму основні процеси циклу.

Допустимий коефіцієнт прісечки, визначається по формулі

K_пер=

де S_пр - перетин виробки в проходцы, м²

S_вуг -перетин угільного масиву, м²

Технічні характеристики комбайнів, які можуть бути використані для проведення виробки приведені в табл. 2.1

Таблиця 2.1 - Технічна характеристика комбайнів

Показники	Одиниця виміру	Значення показників
Руйновані породи - коефіцієнт міцності - міцність - абразивність Коефіцієнт присічки порід Продуктивність по вугіллю Продуктивність по породах з f=4/5 f=6/7 f=8/9 кут нахилу виробки розміри виробки в проходці Переріз Висота Ширина Хід телескопічного пристрою Потужність електродвигунів в.о Сумарна потужність електродвигунів Габарити комбаїна - довжина - ширина - висота Маса комбайна Питомий тиск на підошву	- МПа Мг - м3/хв м3/хв м3/хв м3/хв градус м2 м м м кВт кВт м м м т МПа

Вказати призначення, будову та тип прийнятого комбайна, привести його технічну характеристику у ви

Для забезпечення безперебійної роботи прохідницкого комбайна проектом потрібно прийняти транспортні засоби для транспортування гірничої маси та доставки матеріалів.

Дати опис цім транспортним засобам, та привести їх технічну характеристику у виигляді таблиць.

Таблиця 2.2 - Технічні характеристики конвеєра

Показники	Одиниці вимірювання	Значення
Ширина стрічки Швидкість руху стрічки Потужність приводу Продуктивність Кут установки Довжина конвеєра Телескопічність	мм м/с кВт т/год градус м м

Конвеєри 1ЛТП800МП складаються з : приводу, розвантажувального барабана, става, ролікоопір, стрічки, хвостового барабана, натяжного барабана, гидродатчика для контролю за натягненням стрічки

Таблиця 2.3 - Технічної характеристики перевантажувача

Найменування показників	Одиниця Вимірювання	Значення
Продуктивність Ширина стрічки Ширина руху стрічки Потужність приводу Довжина консольної частини Розміри: довжина ширина Маса

Прийнята проектом технологічна схема проводиться в таблиці 2.4.

таблиця 2.4 - Проектна технологічна схема.

Виконані роботи	Прийняте устаткування
	Тип	Кількість
Вибій і навантаження гірничої маси Транспортування гірничої маси Доставка матеріалів і устаткцування Зведення кріплення Тимчасове запобіжне кріплення Допоміжні робочі процеси Провітрювання виробки

2.5 Вибір форми Перерізу Коробки

Форми поперечного перетину гірничих виробок залежить від характеру

гірничого тиску, термину служби, призначення виробки, а також від матеріалу

крі плення.

Підтримка виробок в робочому стані досягається здійсненням комплексу

технічних 1 організаційних заходів, основним з яких є надання виробці

найдоцільнішої форми перетину для конкретних гірничо - геологічних умов.

Трапецівидну, прямокутну форму поперечного перетину рекомендуеться

застосовувати у виробках, при помірному гірничому тиску, порівняно невеликих

поперечних перетинах.

Арочна, склепіста форми поперечного перетину застосовуються при

значному гірничому тиску, в слабких гірничих породах, при значних розмірах

поперечного перетину.

При великому гірничому тиску (боковому, з боку підошви) застосовують

кріплення арочне металеве з зворотним зведенням, бетонне, із зворотним

зведенням.

При усесторонньому гірничому тиску - бетонне, залізобетонне круглого

перетину. При виборі конструкций і материку кріплення необхідно виходити з

призначення, строку служби, розміри гірничого тиску,форми поперечного

перерізу.

Якщо виробка проводиться по пласту вугілля з підривкою боковых пород і в

покрівлі находиться міцна стійка порода ( вапняк і дінше.),порушувати її не мае

сенсу, т. я. вона при цьому утратить несучу здатність, що значно збільшить

навантаження на кршлення.

Приклад:

Виходячи з вище сказанного проектом приймаю:

- форма поперечного перерізу - аркова

- тип кріплення - металеве, тре ланкове, податливое КМП-А3 з спец профілю

СВП;

- затяжка-залізобетонна (дерев'яна);

- режим роботи-податливий.

2.6 Вибір типорозміру кріплення.

Розміри поперечного перерезу гірничої виробки визначаються головном

чином:

- габаритами засобів підземного транспорту, машин і апаратів;

- величиною зазорів, передбачених ПБ;

- вимогами пропуску певної кількості повітря з допустимою швидкістю

його руху;

- складанням умов безремонтної підтримки виробок,

Розм іри поперечного перерізу виробки визначають шляхом підбору

типового перерізу. Вибір типового перерізу проводиться на підставі мінімальної

ширина виробки в св1тл1 шсля осщання. Ширина проходя для людей 1 зазори,

передбачені ПБ повинні дотримуватися на висоті не менше 1,8м, від підошви

(тротуару).

Мінімальна ширина виробки визначається по формулі:

В=т+кС+Р=кА+n+2а, м

де т - зазор між кріпленням і конвеєром, м

к - кількість транспортні засобів даного вигляду,шт.;

С - ширина ставу конвеєра,м;

Р - зазор між конвеєром і вагоном,м

п - ширина вільного проходу для людей , м

а - розширення виробки за рахунок кривизни або нахилу ніжки кріплення, м (0,1 - 0,15м)

По набутому значенню В, м, враховуючи тип кріплення, вид транспорту і призначення виробки, а також можливість повторного її використовування підбирається типовой перерез виробки з найближчою більшою шириною виробки в світлі по підошві після осідання.

Рисунок 2.2 - Схема до визначення мінімальної ширини виробки

Основні дані про питомий типорозмір кріплення наводяться в таблицю

Таблиця 2.5 - характеристика кріплення

Типорозмір кріплення

Матеріал кріплення

Коефіцієнт міцності порід

Податливість кріплення, м

Розмір виробки, м

Площа перерізу

У проходці

У світлі

В проходці

У світлі

ширина

висота

высота

ширина

До осідання

Після осідання

До осідання

Після осідання

До осідання

Після осіданняя

Дається опис конструкції прийнятого кріплення та умови його застосування.

При проведенні виробки по неоднорідних породах необхідно визначити

площу вугільного і порідного вибою в проходці

S_вуг= , м²

- потужність пласта, м

В- ширина виробки в проходці до осідання, м;

a -кут нахилу пласта в перерізі виробки, град.

S_пор=S_пр-S_вуг,м²

де S_пр -площа поперечного перерізу виробки в проходці з урахуванням канавки до осідання, м²

Вибраний типорозмір переріз виробки перевіряється за швидкістю рух вентиляційного струменя по формулі

V= , м/с

де V- розрахункова швидкість руху повітря в гірничій виробці, м/с

Q - кількість повітря , що проходить по виборці в період експлуатації, м³/хв

S_св - переріз виробки в світлі після осідання, м².

Розрахункова величина швидкості повітря повина бути в межах доступних значенні ПБ.

V≤V_max, м/с; V≥V_min м/с

де V_max V_{min -} допустима по ПБ швидкість руху повітря по виробці, м/с.

Умова виконана, кріплення вибрано правильно.

2.7 Розрахунок кріплення

Простий розрахунок арочного кріплення зводиться до визначення відстані

між рамами (крок кріплення) залежно від навантаження на раму кріплення.

Максимально допустима відстань між рамами для спецпрофілю СВП,

можно визначити по формула

l_кр= , м

де Р - мінімальна несуча здатність однієї арки, що працює в податливому режимі, т; (СВП17=12т.; СВП19=11-12т; СВП22=13-14т; СВП27=14-16т.)

f - коефіцієнт міцності порід покрівлі;

y - щільність порід покрівлі, т/м³

a_пр - половина ширини виробки в проходці, м.

a_пр= ,м

Відстань, що остаточно приймається , між арками, що працюють в податливому режимі, повинна відповідати рекомендаціям ДонНДІ.

Таблиця 2.6 Рекомендована ДонНДІ відстань між рамами кріплення

Ширина виробки у Світлв,мм	Відстань між рамами кріплення,м
	f=7-8	f=4-6	f=3
2950 3270 3570 4180 4750 5200 5440	1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,0 0,8	1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 0,8 0,5	0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,5 0,5

Враховуючи результати обчислення, проектом приймається крок установки кріплення.

2.8 Розрахунок продуктивності комбайна

Теоритична продуктивність комбайна по вугіл приведена в його технічній характеристиці (дивиться табл 2.2. Для комбайна П110-01 воно рівна 3,0 м³/хв.).

Теоритична продуктивність комбайна по породі з урахуванням міцності порід у виробки, що проводиться, перераховується по формулі :

Q_n= , м³/хв.

де f_n^* - максимальна міцність порід, якою може руйнувати комбайн;

Q_п - теоретична продуктивність комбайна по породі з максимальною міцністю порід, м³/хв.;

f_n - коефіцієнт міцності порід в вибої.

Середнєзважену теоретичну продуктивність комбайна визначають по формулі

Q_сер= м³/хв

де S_пр - площа перетину виробки в проходці з урахуванням канавки, м²;

S_вуг - площа вугільного вибою, м².

Коефіцієнт технічно можливої безперервної роботи комбайна визначається по формулі

К_m =

де К_Г - коефіцієнт готовності комбайна (0,8-0,9)

t - час простою за цикл (5-10хв.)

l - посування вибою за цикл, м

l_ц=l·n, м

де n- кількість кріпильних рам , що встановлюються в вибої за один цикл, оди.;

l - крок установки кріплення,м

Технічна продуктивність комбайна визначається по формулі

Q_m=K_T ·Q_ср,м³/хв.

Коефіцієнт експлуатаційної продуктивності комбайна визначається по формулі

К=

де А - коефіцієнт , що врвховує регламентовані перерви в роботі (0.8-0.9)

- час простою за цикл з організаційно-технічних причин (20-40хв)

Експлуатаційна продуктивність комбайна визначається по формулі

Q =K_e · Q_ср,м³/хв

Виходячи з експлуатаційної продуктивності максимально можливі темпи проведення виробки комбайном в місяць визначаються по формулі

,м

де n_дн - кількість робочих днів в місяц, дн.;

n_зм - кількість змін по проведенню виробки, зм.

Оптимальна швидкість проведення виробки комбайном можна визначити по формулі

V₀ = ,м

де N- кількість прохідників в ланці, чол.;

n_дн - кількість робочих днів в місяц, дн.;

n_зм - кількість робочих змін по проведеню виробки на добу, зм.;

S_пр - площа перерізу виробки в проходці, м²;

K_п - коефіцієнт підривання порід;

l - крок установки крыплення,м ;

K - Коефіцієнт, що враховує тип комбайна (0,65-0,88)

Планова швидкість проведення виробки визначається по формулі

V=(n_ц ·n_ст ·n_см ·l_ц)+(n_ц ·n_сп ·l_ц ),м

де n_ц - кількість циклів в зміну, один;

l_ц - просування вибою за цикл, м

K - коефіцієнт, що враховує тип комбайна (0,65-0,88).

Прийнята проектом планова швидкість проведення виробки, повина задовольняти умовам :

V_пл>V_H м ;

V_пл>V_э м;

V_пл>V₀ м;

2.9 Провітрювання виробки, вибір ВМП

Розрахунок витрати повітря по виділенню метану проводиться таким чином.

При виїмці вугілля в тупикових виробках комбайнами, відбійними молотками або вибурюванням пласта, а також при проходці стволів по формулі

де Q_зп - витрата повітря, яке необхідно подавати в при вибійний простір тупикової виробки, м³/хв

I_зп - газовиділення на привибійному просторі, м³/хв.;

С - допустима згідно ПБ концентрація метану у вихідному з виробуки вентиляційному струмені %/

C₀ - концентрація метану в струмені повітря, що поступає в тупикову виробку %.

Розрахунок витрати повітря по числу людей проводиться по формулі :

де n_чол - найбільша кількість людей, що одночасно працюють в привибійному просторі тупикової виробки, чол.

Витрати повітря по мінімальній швидкості у виробках розраховується по формулі:

де V_зп - мінімально допустима згідно ПБ швидкість повітря в тупикової виробки, м/с

Витрати повітря по мінімальній швидкості в привибійному просторі тупикової виробки залежно від температури визначається по формулі

де V_з.msn - мінімально допустима згідно ПБ швидкість повітря в при вибійному просторі виробки залежно від температури, м/с

Таблиця 2.7 - Допустима швидкість повітря

Швидкість повітря, м/с	Допустима температура,С, з відносною вологістю,%
	75% і менше	76-90%	понад 90%
До 0,25	24	23	22
0,26-0,50	25	24	23
0,51-1,00	26	26	24
1,01 та вище	26	26	26

До пдальшого розрахунку приймається більше із значень

Витрати повітря для провітрювання всієї тупикової виробки по газовиділенню Q_зп (м³/хв.) при будь яких способах її проведення визначається по формулі

де I_n - виділення метану в тупикової виробці, м³/хв;

К_н-коефіцієнт нерівномірності газовиділення в тупикової виробки;

Розрахунок витрати повітря для провітрювання всієї виробки по кількості людей визначається по формулі:

Q_n=6·n_чолм³/хв.

де n_чол - найбільша кількість лююдей, що одночасно працюють в привибійному просторі тупикової виробки, чол.

До подальшого розрахунку приймаємо найбільше значення Q_n , м³/хв. (м³/хв)

Відповідно до вимог, викладених"Керівництві по проектуванню вентиляції вугільних шахт" , спираючись на прийняту до подальшого розгляду величину Q_зп ³/хв, проектом приймається :

тип вентилятора -

тип вентиляційного трубопроводу - гнучкий , прогумовий , довжина однієї ланки - 20 м, діаметром 0,8 (1,0),м;

довжина ділянки без поліетиленового рукава-вкладиша, м.

довжина ділянки з поліетиленовим рукавом-вкладишем, м.

Коефіцієнт витоку повітря в трубопроводі

К_ут.тр=Ктр₁·Ктр₂

Подача вентилятора визначається по формулі

Q_в=Q_з.п.·К_ут.тр, м³/хв

Для того, щоб дотримувалося вимоги ПБ, необхідно виконати наступну умову:

Q_в>Q_n м³/с.

де Q_n - витрати повітря для провітрювання всієї тупикової виробки, м³/с.

Аеродинамічний опір гнучкого трубопроводу визначається по формулі

R_ТР.Г=Ч_ТР·(l_тр+20·d_тр·n₁+10·d_тр·n₂)+ Ч_тр·(l_тр2+20·d_тр2·П₁+10·d₂·n₂), кн

де Ч_ТР - питомий аеродинамічний опір гнучкого вентиляційного трубопроводу без витоків повітря;

n n - кільість поворортів трубопроводів на 90^о і на 45^о відповідно.

Тиск вентилятора , що працює на гнучкий вентиляційний трубопровід(депресія трубопроводу), визначаються по формулі

h_B=Q_B²·R_ТР.Г ·( ², да ПА

Остаточний вибір ВМП проводимо шляхом нанесення розрахункового режиму роботи на графік аеродинамічних характеристик вентилятора.

Для провітрювання приймаємо такий вентилятор , характеристика якого проходить через точки розрахункового режиму роботи, або вище за неї.

Визначається режим роботи вентилятора по характеристики вентилятора, вирисовується характеристика вентилятора

Рис.2.3 - Характеристика вентилятора

З метою визначення робочого режиму вентилятора будуємо аеродинамічну характеристику трубопроводу

Qв, м3 /с	1	2	3	4	5	6	7	8
hв даПА

По точності перетину характеристики визначається Q_в.р, м³/с та h_в.р даПА

Робоча витрата повітря у вибою складе

Q_зп=1,69· м³/с

де h_вр - робочий тиск вентилятора, даПА

Q_вр - робоча подача вентилятора, м³/с

Приводиться технічна характеристика обратного вентилятора, яка зводиться у таблицю

Таблиця 2.8 - Характеристика вентилятора

Найменування показників	Одиниця вимірювання	Значення
Номінальна подача Номінальний повний тиск Потужність електроприводу Габаритні розміри: довжина ширина висота Маса	м3/с даПА кВт мм мм мм кг

Після остаточного вибору ВМП і трубопроводу проводиться перевірка витрати повітря в усті тупикової виробки по формулі.

Q_пр= ≥Q_n м³/с

Q_n- витрата повітря для провітрювання всієї тупикової виробки, м³/с;

К_ут.тр - коефіцієнт витоку повітря в трубопроводі на ділянці від ВМП до устя тупикової виробки.

Для гнучких вентиляційних труб К_ут.тр розраховується по формулі

К¹_ут.тр=

де К_ут.тр - коефіцієнт витоків повітря в трубопроводі;

К_ут.тр.т - коефіцієнт витоків повітря від устя виробки до вибою.

Витрата повітря в місці установки ВМП повина задовольняти наступним умовам:

Q_вс ≥ 1,43·Q_вр · К_р , м³/с

де Q_вс - кількість повітря, що поступає до всмоктування вентилятора,м³/с

К_р - коефіцієнт запасу, повязаний із ступінчатим регулюванням продуктивності ВМП