64

ВСТУП

Вугілля - єдиний енергоносій в Україні, власні обсяги видобутку якого є потенційно достатні­ми для практично повного забезпечення потреб національної економіки.

За окремими оцінка­ми, прогнозні запаси вугілля становлять 117,5 млрд. т (з них 70 млрд. - високоякісне енерге­тичне), у т.ч. 56,7 млрд. т - розвідані запаси, з них енергетичних марок - 39,3 млрд. т.

За запасами вугілля Україні належить сьоме місце в світі - 4 % світових запасів.

Вугільна промисловість є ключовою галуззю паливно-промислового комплексу країни.

Більше 75% вугілля, що здобувається в Україні, використовується в енергетиці і для побутових потреб, майже 25% вугілля використається в хімічній промисловості і застосовується для коксування.

Роль вугілля в паливно-енергетичному комплексі країни і надалі буде підвищуватиметься. Зросте значення вугілля і як сировини для хімічної переробки, отримання з нього сірки, пластмас, фарбників, добрив та ін.

В даний час в умовах переорієнтації енергетики, зміни пріоритетів виробництва електроенергії, при якому у всьому світі визначилася тенденція до скорочення будівництва атомних електростанцій перед вугільною промисловістю ставляться великі завдання по інтенсифікації виробництва і підвищенню його ефективності.

Основними напрямами економічного і соціального розвитку України на 2010-2015 роки передбачено забезпечити підвищення видобутку вугілля.

Рішення поставленої задачі здійснюється за рахунок будівництва нових і реконструкції діючих гірничих підприємств, вдосконалення техніки і технології гірничих робіт, збільшення швидкості проведення гірничих виробок, зростання навантаження на очисні вибої, кращої підготовки робочих і інженерно-технічних працівників для вугільної промисловості, підвищення продуктивності праці.

Останніми роками, не дивлячись на величезний збиток, який наніс економічний спад виробництва, особливо вугільним шахтам Донбасу і підприємствам гірничого машинобудування, гірнича промисловість продовжує розвиватися.

Про масштаби її розвитку можна судити на прикладі зростання видобутку вугілля на передових підприємствах, таких як ПАТ «Шахтоуправління «Покровське», ВАТ «ВК «Краснолиманськая» та ін.

Більш третині всього вугілля, що здобувається, йде на отримання електроенергії.

Четверта частина - для коксування і використання в металургійному виробництві для виплавки із залізняку чавуну з подальшою його переробкою в сталь і прокат.

Вугілля використовується як сировина для хімічної переробки і отримання до 300 найменувань різних продуктів, а відходи його переробки - в гумово - технічному виробництві, виробництві будівельних матеріалів, при будівництві автодоріг і ін. З вугілля одержують рідке і газове паливо.

Сучасні способи видобутку вугілля характеризуються утворенням значної кількості пилу і виділенням її в атмосферу гірничих виробок, яка в певних умовах може привести до вибухів пилоповітряних сумішей і професійного захворювання робочих пневмоконіозом.

Боротьба з пилом, як професійною шкідливістю, є складним інженерним і організаційно-технічним завданням.

Рішення цієї задачі, тобто зниження запиленої повітря в шахтах до рівня гранично допустимої концентрації, можливо тільки при комплексному застосуванні різних способів запобігання пило утворювання , зниження пило відділення і знепилювання шахтного повітря.

Досвід роботи ряду вугільних шахт України показує, що при нормальному використанні серійно випускаючихся засобів боротьби з пилом, запилення повітря на робочих місцях може бути понижено до величин, що практично виключають захворювання шахтарів пневмоконіозом.

Проблема зниження запиленості у вугільних шахтах включає два аспекти: зниження утворювання пила і боротьба з розповсюдженням пила.

Основним способом зниження пилоутворювання , що набув широкого поширення на шахтах, є попереднє зволоження вугільних пластів, пило відсмоктування , пнемогідрозрошення і т.п.

Метою дипломного проекту є розробка заходів комплексного знепилювання при веденні підготовчих робіт з метою зниження запиленості повітря до допустимих ПБ меж.

1 Загальна частина

1.1 Загальні відомості про шахту

Технічний проект ВП шахта «Росія» ДП «Селидіввугілля» виконав інститут «Дніпрогіпрошахт».

Будівництво шахти почалося в 1953 році, а в грудні 1960 р. шахта була введена в експлуатацію.

ВП «Шахта «Росія» в промисловому відношенні підпорядкована

ДП «Селидіввугілля». Адміністративно шахта розміщена на території Красноармійського геолого - промислового району. В геологічному відношенні дільниця шахти розміщена на території Котляревсько - Курахівського комплексу, який входе до складу Красноармійського кам'яновугільного району Донбасу.

На території дільниці шахти розміщені села Михайлівка та Маринівка.

На заході знаходиться місто Селидове, на півночі - місто Новогродівка. Найближчими промисловими підприємствами являються шахта «Україна» з якою шахта має межу на півдні, та шахта імені Д.С. Коротченко - на заході.

Дільниця шахти розміщується на водорозділі між верховями річки Солона та балкою Мемрик і представляє собою рівнину.

Добовий режим роботи шахти:

- одна загальна для всіх ділянок шестигодинна ремонтна зміна;

- три шестигодинні робочі зміни по видобутку вугілля.

Кількість робочих днів в році – 355 днів.

1.2 Коротка геологічна характеристика шахти

Кам'яновугільні відкладення Красноармійського геолого-промислового району формують пологу моноклиналь південно-західного крила Кальміус - Торецької котловини.

Площина поля шахти приурочена до висячого крила Селидівського насува, який є її межею. В геологічній будові шахтного поля приймають участь відкладення свити Сз¹ верхнього карбону та свити С₂⁷, С₂⁶ середнього карбону, перекриті утвореннями нижнє неогенового та четвертинного віку.

Залягання порід карбону моноклинальне з кутами падіння від 4 до 15 °. Простягання порід в основному меридіональне, у Селидівського насува простягання переходять у північно-західне.

Гідрогеологічні умови.

В межах шахтного поля підземні води знаходяться в четвертинних неогенових та кам’яновугільних відкладеннях.

Водоносними в четвертинних відкладеннях являються прошарки тонкозернистих пісків, які залягають серед глин та суглинків. Вони утворюють водоносний горизонт "верховодка". Рівень її непостійний та залежить від кількості атмосферних опадів. Запаси води в ній незначні, та з великою мінералізацією. Частково використовується населенням для господарських цілей.

В неогенових відкладеннях водоносними є мілко зернисті кварцові піски, потужністю до 40 метрів.

Живлення водоносного горизонту відбувається за рахунок атмосферних опадів та поверхневих водотоків. Особливої участі у наводненості вони не приймають. У відкладеннях кам’яновугільних порід підземні води приурочені до пісковиків та вапняків.

Водоносні горизонти карбону мають гідравлічний зв'язок з горизонтами неогенових та четвертинних відкладень, які утворюють єдиний водоносний комплекс. Прогнозний приток в шахту складе: нормальний 860, максимальний 945 м³ за годину.

Шахтні води, які відкачуються на поверхню, сульфатно - хлорині, натрієво-магнієві та сульфатно-магнієво-натрієві з мінералізацією 3,0-3,2 г/л.

Вода дуже жорстка (в окремих випадках 60-75мг-екв/л)переважно з рН 6,9-7,75.

На різних стадіях відробки вугільних пластів характер наводненості

гірничих виробок різний.

При проведенні підготовчих виробок притоки води відсутні або незначні. З початком ведення очисних робіт, після посадки покрівлі поступлення води різко збільшується за рахунок дренування запасів в водоносних горизонтах, які знаходяться в зоні впливу гірничих виробок. Потім, хоча площа виробленого простору збільшується, відбувається відносна стабілізація притоку води.

Розкриття зон підвищеної тріщинуватості порід та тектонічних порушень, які перетинають потужні водообільні горизонти, слід виконувати з випереджувальним бурінням для попередження проривів.

Най більш велике геологічне порушення у межах шахтного поля - Селидівський насув. Його наявність визначило тектонічну структуру шахтного поля, а саме: розвиток порушень скидного характеру, значний розвиток дрібно амплітудної тектоніки. Простягання цих порушень північно-західне (Котляревські скиди №1 та №2), південно-східне (Михайлівський скид , скид «А» та «Б» ), а також північно-східне (Орловський скид, скид №1 та Новаковський скид). Кут падіння порушень 80-85°.

Гірничими виробками відмічено ряд дрібних амплітудних порушень з амплітудами 0.1 -0.7 м. Вони не мають великої довжини та закономірності, різні елементи залягання, але нерідко супроводжуються значними зонами послаблення порід (до 10 м), що приводе до втрати вугілля.

Планом розвитку шахти розраховується, що в роботі буде 4 робочих пласта т₂, т₃, l_1, l₂¹ .

3 них пласт l₁ витриманий, т₃ - відносно витриманий; т₂, l₂¹ - не витриманий. Пласт l₂¹ та пласт l₁ характеризуються простою будовою.

Шахта віднесена до надкатегорійних та небезпечна за суфлярними виділеннями. Вугільний пил усіх пластів вибухонебезпечний.

Характеристика вугільних пластів приведена в таблиці 1.

Таблиця 1.1 - Характеристика вугільних пластів

Характеристика пластів вугілля	Одиниця виміру	Найменування пластів
		m2	l1	l21
Корисна потужність пласта	М	0,61 -1,18	0,70-1,39	1,0-1,30
Середня	М	0,94	1,1	1,15
Продуктивність пласта	т/м2	1,408	1,569	1,54
Щільність вугілля	т/м3	1,32	1,32	1,34
Відстань по нормалі до нижче лежачого пласту	М	49	-	30
Зольність	%	5,2-35,0	4,6-30,6	2,1-29,3
Волога	%	3,2	2,4	2,2
Сіра	%	4	4,4	4,2
Вихід летючих речовин	%	40,6	40,7	40,7
Марка вугілля	-	ДГ	ДГ	ДГ
Кут падіння пласта	град.	4-8	6-8	6-8
Кількість пачок в пласті	шт.	2	-	-

1.3 Розкриття і підготовка шахтного поля

Поле шахти "Росія" розкрито двома вертикальними центрально-здвоєними стволами глибиною 210м та 8^ю вентиляційними стволами різної глибини.

На горизонті 210 м розміщене приствольне подвір'я, камери водовідливу, підземна електропідстанція, склад вибухових речовин.

Від стволів пройдений капітальний розкриваючий квершлаг горизонту 210м.

Для розкриття похилої частина пласта l₂¹ від основного квершлагу пройдений розкриваючий похилий польовий квершлаг від горизонту 210 м до горизонту 270 м. Для вихідного струменя служить шурф №1 пласта К₈.

Підготовка шахтного поля панельна.

Межами шахтного поля являються :

- на сході - ізогіпса мінус 350 м;

- на заході - вихід пластів на поверхню карбону під наноси;

- на північ – Селидівський насув;

- на півдні (загальна межа з шахтою Україна) - для пластів т₂, l_1, l₂¹ - умовна лінія, яка проходе на відстані 3,4 км південніше головного ствола шахти "Росія".

Розміри шахтного поля в даних межах складають:

по простяганню з півночі на південь -7,5км ;

по падінню - 5,2км.

Площа шахтного поля складає 39 км.

1.4 Система розробки і технологія очисних робіт, яка використовуються

на шахті

Система розробки - довгими стовпами по простяганню.

Підготовчими виробками являються конвеєрний та вентиляційний штреки, довжина виймальної дільниці коливається від 900м до 1150.

Штреки проведені вузьким суцільним вибоєм з підриванням порід підошви і покрівлі пласта.

Напрям проведення виробок - по простяганню, з деяким відхиленням від ізогіпси, з профілем виробки, який забезпечує стік води.

Проблема збереження виробок вугільних шахт зв'язана з економічністю прийнятих рішень, які забезпечують тривалу підтримку виробок в задовільному стані.

Для підвищення стійкості доцільно розміщувати виробки в зонах природних навантажень. Тому при способі охорони в прісичку, відстань між погашеною та проводимою виробкою повинна бути мінімальною - повна прісичка до виробленого простору. Конвеєрний штрек проводиться у масиві, а після проходу лави - погашається.

Лави обладнані механізованим комплексом МКД-90, до складу якого входить комбайн 1К-101, та скребковий конвеєр СП-26В. Виймання відбувається по односторонній схемі. Середня довжина очисного вибою складає 250м.

Вантаж вугілля на конвеєр проводиться шнеком під час виймання вугілля комбайном. Зачистка лави проводиться шнеком при згоні комбайна по лаві.

На даний час буде відпрацьовуватися 4 північна лава південного похилу ІІ ступеню пласта l₂¹ .

Середнє добове навантаження на лаву складає 900-1200 т/добу.

Роботи по вийманню ведуться в 4 зміни.

Тривалість кожної 6 годин. Перша зміна ремонтна, три останні по видобутку вугілля. Роботи ведуться при безперервному робочому тижні.

Середнє навантаження на очисний вибій 800-1000т вугілля.

1.5 Механізація і організація підготовчих робіт

Проведення підготовчих виробок виконується прохідницьким комбайноми КПД, КСП32 та КП-75Д з навантаженням гірничої маси на конвеєр причіпним стрічковим перевантажувачем ППЛ-1К на стрічковий конвеєр 1ЛТП800.

Виробки малої довжини проходяться за допомогою БПР з навантаженням гірничої маси скреперами типу ЛС-55, та ручним навантаженням вугілля та породи на скребковий конвеєр СР-70, СП-202.

По мірі виїмки гірничої маси (просування вибою) на відстані одного шагу кріплення робиться установка нової рами постійного кріплення.

Шарошкою виконуючого органу комбайну розбурюються лунки в ґрунті під ніжки наступної рами постійного кріплення.

Всі роботи ведуться під охороною тимчасового і постійного кріплення.

Тип кріплення, яким кріпляться виробки різний, в залежності від гірничо-геологічних умов, міцності порід, наводненості, часу експлуатації виробки та ін. Кріплення, яке приймається для кріплення підготовчих виробок та похилів - КМП-А3 (кріплення металеве податливе аркове), затягування покрівлі та боків виробки дерев’яне, або комбіноване – дерев’яне і металева сітка.

Крок встановлення кріплення – 0,5-0,8м.

Місячні темпи проведення підготовчих виробок 150-180м.

Кількість циклів за зміну - 3, за добу – 13.

Роботи впродовж доби організовуються в 4 зміни по 6 годин кожна при безперервному робочому тижні.

Перша зміна відведена на ремонтні - підготовчі роботи.

Три останні зміни відведені на проведення виробки.

1.6 Енергопостачання шахти

Енергопостачання шахти "Росія" здійснюється від Курахівської ГРЕС через П/С 110/6 кВ, де розташовані два трансформатори типу ТДТН-31.5-110/35/6 потужністю по 31.5 МВт кожен, коефіцієнт завантаження складає 0.61.

Для прийому і розподілу електроенергії на території шахти є трансформаторна підстанція 6/0.4-0.23 кВ. Вона складається з розподільного пристрою 6 кВ з вічками камерного типу, силових трансформаторів. Приводні двигуни шахтних машин та механізмів живляться трьохфазним струмом.

Розподіл електроенергії між стаціонарними пристроями, а також у підготовчих і очисних виробках здійснюється за допомогою розподільних підземних пунктів - РПП-660.

В шахті використана напруга:

- для розподільних мереж – 6 кВ;

- для силових дільничних струмоприймачів – 0,66 кВ;

- для стаціонарних освітлювальних мереж та ручного інструменту – 0,127кВ.

Захист від витиків на землю в мережі 6 кВ забезпечується схемними рішеннями високовольтних розподільних пристроїв УК-6; в мережах 0,7 та 0,127 кВ – апаратами, вмонтованими в пересувні трансформаторні підстанції ТСВП та агрегати АПШ-1.

У підземних виробках шахти комутаційна та захисна апаратура на напругу до 1 кВ та вище прийнята з рівнем вибухобезпеки не нижче РВ.

1.7 Охорона навколишнього середовища і природних ресурсів

Для забезпечення нормальної експлуатації об'єктів в межах впливу гірничих робіт шахти "Росія" розраховані ймовірні деформації земної поверхні та розроблені міри по охороні споруд від підробки.

Вода з шахти насосами відкачується на поверхню. Там після очищення попадає в річку Солона.

Вплив на навколишнє середовище на поверхні мають:

- вугільний комплекс;

- породний відвал; допоміжні цехи;

- складське господарство.

Велику шкоду приносить пил, який здувається з породного відвалу. Крім цього, не дотримується технологія відваловлаштування, не проводяться профілактичні міри. Відвал відноситься до розряду інтенсивнопалаючих.

Річна подача у відвал складає 420 тис.т.

Ливневі стоки відвалу не уловлюються і не очищуються, що забруднює територію, яка прилягає до відвалу.

1. Аналіз по породному відвалу:

Формувати відвал з профілактикою самозапалювання потрапляючих мас. Старі вогнища горіння на відкосах відвала будуть гаснути без поступлення нових. Для цього необхідно як можна більше породи залишати в шахті, використовуючи закладку виробленого простору.

2. Аналіз по деревообробці.

Встановивши циклони Гідродревпрому (очистка до 85%) на бункер приведе до зниження деревного пилу:

- на пилорамі - на 4,15 т/рік;

- на комплексному станку - на 1,89 т/рік;

- на будівельному цеху - на 1,27 т/рік.

3. Покращення санітарно-гігієнічних умов промислових майданчиків.

Для покращення санітарно-гігієнічних умов на території промислових майданчиків використовуються такі заходи:

- полив у літній час;

- засадження промислового майданчика деревами та рослинами.

Насадження для озеленіння промислового майданчика шахти приведені в таблиці 1.2.

Таблиця 1.2 - Насадження для озеленіння проммайданчика шахти

Тип насадження	Назва насадження	Найменування поглинаючої речовини	Кількість поглинання за вент. період
Дерева	Тополі чорні	пил	844
Продовження таблиці 1.2
Дерева	Тополі білі	пил	585
Дерева	Ясень зелений	діоксид сірки	140
Дерева	В’яз гладкий	діоксид сірки	120
Чагарники	Верба біла	пил	388
Землепокриваюча трава	Дерн білий	діоксид сірки	45
Землепокриваюча трава	райграс	пил	117

Перелік повітрьоохоронних заходів по зниженню об'ємів викидів забруднюючих речовин до нормативного рівня.

1. Підвищити коефіцієнт корисної дії пилоочисних установок до 85%:

1.1 Прибрати другорядний пиловіднос:

- виконати ревізію знепилюючих пристроїв;

- виконати роботи по герметизації знепилюючих пристроїв.

1.2 Наладка котлоагрегатів на оптимальний режим роботи:

- піддержання оптимального режиму роботи поточного пристрою;

- піддержання у чистоті зовнішніх і внутрішніх поверхонь нагріву;

- випробування палива (зольність, крупність, вологість та ін.) потрібного для установленого типу котлоагрегатів.

1.3 Випробування та наладка циклонів на оптимальний режим роботи.

2. Ефективність використання - 36,4%. Підвищити коефіцієнт корисної дії пилоочисних установок до 85%:

Прибрати другорядний пиловіднос:

- виконати ревізію знепилюючих пристроїв;

- виконати роботи по герметизації знепилюючих пристроїв.

1.8 Вихідні дані на дипломне проектування

Вихідні дані на дипломне проектування зведені в таблиці 1.3.

Таблиця 1.3 - Вихідні дані на дипломне проектування

Показники	Одиниця виміру	Значення показників
1	2	3
Категорія шахти по метану	-	Надкатегорна
Характеристика пласта: індекс	-	l21
потужність	м	1,1
кут падіння	градус	13
обводненість	м3 /год.	6
відносна метановість	м3/т	0,4
безпечність по раптовим викидам	-	ні
безпечність по вибуху вугільного пилу	-	так
схильність до самозапалення	-	ні
опірність різанню	кГс/см	280
щільність	т/м3	1,39
Підошва пласта:	-	алевроліт
Покрівля пласта:	-	аргіліт
Довжина виробки	м	960
Кут похилу виробки	градус	0
Строк служби виробки	рік	1
Температура повітря	градус	22
Кількість повітря яке буде надходити по виробці	м3 /хв.	192
Кількість циклів за добу	Шт.	13
Темпи проведення виробки	м/міс.	195
Назва прохідницького комбайна	назва	КПД-26
Засоби транспорту гірничої маси	назва	ППЛ, 1ЛТП-800
Засоби транспорту матеріалів	назва	ДКН-1