Задание

16 вариант

Наименование показателя	Показатели
Количество пластов в шахтном поле	2
Угол падения, град	15
Мощность пластов, м: n1 n2	4.5 3
Размеры шахтного поля: по простиранию по падению	2300 700
Породы кровли	Алевролит f=3-4, =2.3 т/
Породы почвы	Аргелит f=3-4 средней устойчивости
Крепость угля	0,8

Содержание

Введение

1. Общие сведения о шахте

   1. Определение запасов угля в шахтном поле

   2. Определение производственной мощности и срока службы шахты

   3. Вскрытие и подготовка шахтного поля

2. Горно-геологическая характеристика пласта, вскрытие, подготовка и отработка

   1. Вскрытие и подготовка пласта

   2. Выбор и обоснование системы разработки

   3. Параметры системы разработки

   4. Технология отработки пласта

      1. Выбор механизированного комплекса

      2. Технология отработки пласта

      3. Определение нагрузки на комплексный механизированный забой

      4. Мероприятия по безопасной отработке пласта

3. Технико-экономические показатели

4. Специальная часть

Заключение

Список используемой литературы

Приложения

Введение

Уголь - это топливо будущего. Таково мнение мирового энергетического сообщества, включающего производителей нефти и газа.

Приближается период окончания нефтяной цивилизации на Земле. Газовых ресурсов хватит чуть надольше, но и они не бесконечны. Запасов нефти на планете хватит на 40-50 лет, газа на 60-70, угля - до 600 лет. Поэтому основными источниками энергии в долгосрочном периоде за пределами нефтегазовой цивилизации будут уголь и атомная энергетика.

В мировом топливном балансе на долю угля приходится 23% добычи первичных энергетических ресурсов, 38% производства электрической энергии, 70% производства металлургической продукции.

Уголь, наряду с нефтью и газом, является невозобновляемым углеводородным природным энергетическим ресурсом. Различные виды угля содержат до 10% водорода и до 90% углерода. В угле заключено до 90% энергетического потенциала ископаемого органического топлива. Сейчас в мире добывается около 5 млрд.т в год каменного, бурого и других разновидностей угля.

По некоторым оценкам, добыча угля в ближайшее десятилетие может возрасти до 7,5 млрд.т в год (в США до 2 млрд.т). В Европе увеличение потребления угля составит около 10% в 2003 г. помимо перспектив увеличения объемов добычи, мировыми тенденциями его производства и использования являются международная кооперация в области поставок угля и оборудования для его добычи и переработки, рост экспорта как из старых (Австралия, ЮАР, Россия, США, Польша и др.), так и из развивающихся поставщиков угля (общий объем экспорта более 500 млн.т). Только три порта - Дурбан, Ричардз Бей (ЮАР) и Кембла (Австралия) имеют погрузочную мощность около 200 млн.т в год.

Интенсивное развитие и техническое совершенствование угольной промышленности в России характеризуется созданием крупных горнодобывающих и перерабатывающих производств на базе перспективных месторождений бурых и каменных углей расположенных в различных природно-климатических зонах. Это требует новых технических и технологических решений и все больше капитальных вложений с учетом создания необходимой инфраструктуры, энергозатрат на транспортирование полезного ископаемого и грузов, на проветривание и создание удовлетворительных условий труда горнорабочих.

В настоящее время на долю угля приходится 11,8% в потреблении топливно-энергетических ресурсов, что значительно ниже технических возможностей отрасли. По прогнозным оценкам добыча угля к 2010 году достигнет 280 млн. т. Важной составляющей частью общей стратегии развития отрасли является обеспечение экологической безопасности производства, жизненных условий для населения угольных регионов.

Угольная промышленность - важное звено топливно-энергетического комплекса (ТЭК). Уголь используется в промышленности, на тепловых электростанциях как топливо, а так же как технологическое сырье и топливо в металлургии и химической промышленности (коксующиеся угли). Районообразующая роль топлива сказывается тем сильнее, чем крупнее масштабы и выше технико-экономические показатели ресурсов. Массовое и дешевое топливо притягивает к себе топливоемкие производства, определяя в известной мере направление специализации района.

Угольная промышленность является составной частью ТЭК России, и, соответственно, стратегия ее развития зависит от места, которое отводится углю в перспективном топливно-энергетическом балансе, и от конкретных характеристик последнего.

Целью курсового проектирования является закрепление полученных знаний при изучении дисциплины, практическое применение при решении вопросов вскрытия, подготовки шахтного поля; применение новых технологий для отработки пласта; развитие навыков пользования справочной и другой литературой.

1. Общие сведения о шахте

1. . Определение запасов угля в шахтном поле

Для установления проектной мощности шахты и срока ее службы необходимо определить запасы угля в шахтном поле. Геологические запасы подсчитывают по следующей формуле:

(1)

где:

–геологические запасы поля, т

S – размер шахтного поля по простиранию, м

H – размер шахтного поля по падению, м

–суммарная мощность пластов, м

n – число пластов в шахтном поле

–средняя плотность углей, т/м³

= 1,3 т/м³

= 2300м700м ×7,5м1,3 т/м³ =15697500 т

Балансовые запасы () определяют:

, т (2)

где:

- некондиционные (забалансовые) запасы, т , к которым относят пласты углей, имеющие мощность менее 0,7 м, некондиционные угли, потери по геологическим причинам.

Промышленные запасы равны:

, т (3)

где:

- потери в охранных и барьерных целиках, т

- эксплуатационные потери, т

Потери в целиках принимаем равными 1 % балансовых запасов:

, т

Эксплуатационные потери определяют:

где:

k - коэффициент эксплуатационных потерь, равен 0,1

Зная балансовые и промышленные запасы, определяют коэффициент извлечения полезного ископаемого:

(4)

C = 13986472,5т/15697500т=0,89

2. Определение производственной мощности и срока службы шахты

Годовую производственную мощность шахты ориентировочно определяем по формуле М.С. Малкина:

(5)

где:

- расчетная производительная мощность шахты, тыс.т/год;

- коэффициент надежности технологической цепи шахты, в зависимости от схемы вскрытия и подготовки пластов на горизонте составляет 0,7÷0,9;

–коэффициент, учитывающий влияние числа пластов в шахтном поле;

–коэффициент, учитывающий влияние нагрузки на очистной забой;

- промышленные запасы угля в шахтном поле, тыс.т;

–суммарная мощность одновременно разрабатываемых пластов в шахтном поле, м;

-суммарная мощность всех разрабатываемых пластов в шахтном поле, м;

–коэффициент, учитывающий влияние глубины разработки и угла падения пластов

= 0,9

где:

- количество одновременно разрабатываемых пластов;

- количество рабочих пластов в шахтном поле

= 1; = 2

где:

–коэффициент, учитывающий степень влияния средней нагрузки на очистной забой. При разработке пологих пластов принимается 0,0016;

- нагрузка на очистной забой, т/мес.

При механизированной выемке на пластах пологого и наклонного падения месячную нагрузку на забой ориентировочно определяем по формуле:

т/мес

где:

- количество рабочих дней в месяце (25);

- длина лавы, м (200 м);

- ширина захвата комбайна, м (0,63 м)

–количество выемочных циклов в сутки (6);

- плотность угля, т/ м³

- средняя мощность одновременно разрабатываемых пластов

Для отработки принимаем пласт = 3 м

= = 3м

73710 Т/мес

- средняя мощность пластов в шахтном поле, м;

, м

= = 3,75

где:

- глубина верхней границы шахтного поля, м (20м);

H – размер шахтного поля по падению, м;

- угол падения пластов, град;

тыс. т/год

Расчетный срок службы шахты ( равен:

(6)

/ 937,15 тыс.т/год = 15 лет

Полный срок службы шахты (Т) с учетом периода освоения и периода затуханиясоставит:

(7)

Для укрупненных расчетов период освоения проектной мощности () шахты и срок затухания добычи () к концу отработки запасов принимают равными 1,5-2 годам.

1.3 Вскрытие и подготовка шахтного поля

Подготовка пластов к очистной выемке осуществляется после вскрытия месторождения. Выбор схемы вскрытия шахтного поля принимается исходя из горно-геологических условий и размеров шахтного поля. Для пологих пластов мы принимаем вскрытие наклонными стволами:

• Вскрытие наклонными стволами с капитальным квершлагом

• Вскрытие наклонными пластами пересекающими пласты

• Вскрытие наклонными стволами, проводимыми по лежачему боку каждого из пластов

Схема вскрытия шахтного поля представлена в приложении 1

Подготовка пластов производится в 2 этапа:

1. Проводится на уровне транспортного горизонта

2. Проводят подготовительные выработки в плоскости пласта, т.к угол падения пласта до 18° мы применяем панельную подготовку шахтного поля

Панельную подготовку применяют при любой мощности угольных пластов с углами падения до (преимущественно до). Размер панели по простиранию достигает 2,5-3 км. Её размер по падению равен наклонной высоте выемочной ступени. Различают двусторонние (двукрылые) и односторонние (однокрылые) панели. В двусторонней панели бремсберг (уклон) с ходками проводят в середине выемочного поля по простиранию, а в односторонней – у одной из его границ. Наиболее часто применяются двукрылые панели.

В практике разработки угольных пластов применяют различные схемы подготовки панелей. Наиболее простая схема, при которой для начала очистных работ достаточно пройти главный транспортный штрек, бремсберг (уклон) с ходками и ярусные штреки. Более сложная схема предусматривает, кроме названных выработок, проведение фланговых печей и главного вентиляционного штрека. Такая схема подготовки позволяет осуществить прямоточное проветривание. При подготовке панелей в уклонной выемочной ступени на пластах наклонного падения уклоны проводят диагонально (под углом к линии падения). Достоинства панельной подготовки: возможность повышения концентрации горных работ и конвейеризация транспорта от очистных забоев до ствола; сокращение объема поддерживаемых выработок. Недостатки: большие затраты на проведение и поддерживание панельных наклонных выработок; сложная схема проветривания. Особенностью панельной подготовки является расположение очистного забоя по падению пласта, а подвигание – по простиранию.

2. Горно-геологическая характеристика пласта, вскрытие, подготовка и отработка

1. . Вскрытие и подготовка пласта

Под вскрытием пласта понимают проведение комплекса вскрывающих выработок, которые открывают доступ с поверхности к полезному ископаемому и обеспечивают возможность проведения подготовительных выработок.

Горные выработки, используемые для вскрытия шахтных полей, делятся на главные и вспомогательные. К главным вскрывающим вы­работкам относят выработки, проводимые с поверхности (вертикальные и наклонные стволы, штольни), к вспомогательным — квершлаги, слепые стволы, гезенки, шурфы.

Рис. 1. Вскрытие шахтного поля верти­кальными стволами:

1 — главный ствол; 2 — вспомогатель­ный ствол; 3 — шурф; 4 — квершлаг; 5 — штрек

Большинство шахтных полей вскрывается вертикальными ство­лами (рис. 1). Наклонные стволы применяются в основном при вскры­тии шахтных полей с пологими пластами, залегающими на небольшой глубине, штольни — при вскрытии шахтных полей в гористой или хол­мистой местности.

После вскрытия приступают к подготовке шахтного поля, под ко­торой понимают проведение подготовительных выработок, обеспечи­вающих условия для подготовки выемочных полей (столбов).

В зависимости от расположения подготовительных выработок раз­личают три схемы подготовки шахтных полей: этажную, панельную и погоризонтную (рис.2).

При этажной подготовке от капитального бремсберга или уклона, располагаемого примерно в середине шахтного поля по прости­ранию, проводят до границ поля этажные транспортные и вентиляцион­ные штреки, которые делят шахтное поле на вытянутые прямоугольники, называемые этажами. Иногда этажи делят промежуточными или подэтажными штреками на подэтажи. Этажная подготовка применяется при разработке пластов различной мощности с любыми углами падения. Отработка этажей ведется в прямом (от ствола к границам шахтного поля) и обратном (от границ шахтного поля к стволу) порядке.

При панельной подготовке шахтное поле главным транс­портным штреком, проводимым на горизонте околоствольного двора, делится на поля по восстанию и по падению пласта, которые в свою оче­редь разделяются на панели. Каждая панель в поле по восстанию пласта обслуживается панельным бремсбергом, а в поле по падению — панель­ным уклоном. От панельного бремсберга (уклона) проводят ярусные штреки, которые делят панель на ярусы. Панельную подготовку при­меняют при горизонтальном и пологом залегании пластов, а также при разработке нарушенных месторождений. Порядок отработки ярусов в панели принимается, как правило, обратный (от границ панели к брем­сбергам или уклонам) ,а панелей в шахтном поле — прямой.

Сущность погоризонтной подготовки заключается в том, что пласт между горизонтами шахтного поля делят на выемочные столбы, вытянутые по падению (восстанию). Погоризонтная подготов­ка применяется на пластах любой мощности с углами падения до 10 .

Рис.2. Этажные поля:

1 – ствол; 2 – главный транспортный штрек; 3 – бремсберги; 4- ходки; 5 этажный штрек; 6 - ярусный штрек; 7 — этажный вентиляционный штрек; 8 ярусный вентиляционный штрек; 9 - главный вентиляционный штрек;