Автор работы: Пользователь скрыл имя, 24 Октября 2015 в 09:18, реферат
Горнодобывающая промышленность - это составная часть горного дела, цель которой состоит в добыче и первичном обогащении полезного ископаемого. Эта промышленность поставляет минеральное топливо (уголь, торф, горючие сланцы, нефть), руды (чёрных, цветных, редких и ценных металлов). Горнодобывающая промышленность имеет важную роль в экономике государства, определяет его самостоятельность.
Последовательная разработка шахтных полей применяется в жильных месторождениях золота, редких и благородных металлов, а также в тех случаях, когда разработка месторождения связана с крупными капиталовложениями и длительным сроком освоения.
Смешанная разработка производится, когда шахтные поля вводятся в эксплуатацию последовательно по мере окончания разведки новых участков, а разрабатываются одновременно либо когда одна группа шахтных полей включается в разработку одновременно, а другая последовательно, после окончания разработки первой.
Одновременная разработка шахтных полей применяется, когда в состав рудничных полей входят мощные залежи с большими запасами полезных ископаемых, разработка которых может осуществляться отдельными шахтными полями в течение десятков лет.
Как видим, порядок разработки шахтных полей в определенной мере условный.
2.3. Выбор способа и схемы подготовки шахтного поля
После вскрытия месторождения в пределах шахтного поля приступают к его подготовке, позволяющей начать добычу полезного ископаемого в очистных забоях. Подготовку шахтопластов ведут частями и по мере их отработки подготавливают следующие части. Следовательно, задачей подготовки является постоянное возобновление готовых к выемке запасов взамен отрабатываемых. Постоянное возобновление запасов называют воспроизводством запасов.
Подготовка пласта к очистной выемке состоит из двух этапов. На первом этапе проводят подготавливающие выработки на уровне транспортного горизонта.
Способ подготовки - расположение подготавливающих выработок в шахтном поле или его части относительно пласта и элементов его залегания.
В основу разделения способов подготовки положены два признака: расположение подготавливающих выработок относительно угольного пласта и число разрабатываемых пластов, обслуживаемых подготавливающей выработкой. На этом этапе подготавливающими выработками являются транспортные (главные) штреки. В зависимости от расположения этих штреков относительно угольного пласта различают пластовую и полевую подготовку пластов.
При пластовой подготовке транспортные штреки проводят по угольному пласту. Ее применяют при устойчивых боковых породах, а также на пластах с углями, не склонными к самовозгоранию. Это, как правило, пласты тонкие и средней мощности. При неустойчивых боковых породах и на пластах с углями, склонными к самовозгоранию, применяют полевую подготовку, при которой полевые штреки проводят в породах лежачего бока. Для выхода на пласт от полевого штрека проводят промежуточные квершлаги. От этих квершлагов по пласту проводят пластовые штреки, которые погашают вслед за выемкой. Как правило, полевая подготовка сопутствует мощным угольным пластам.
В зависимости от числа пластов, обслуживаемых подготавливающей выработкой (штреком), различают индивидуальную и групповую подготовку пластов в шахтном поле.
Следующим этапом подготовки является проведение подготавливающих выработок в плоскости пласта. К ним относятся проводимые в пределах выемочного поля наклонные (бремсберги, уклоны, скаты) и горизонтальные выемочные (конвейерные и вентиляционные штреки) выработки. Результатом второго этапа подготовки является образование очистных забоев принятой длины в количестве, обеспечивающем принятую производственную мощность шахты.
По расположению подготавливающих выработок различают: пластовый, полевой и комбинированный способы.
Пластовый способ - способ, при котором весь комплекс подготавливающих выработок производится по пласту. Данный способ обладает рядом достоинств, таких как: попутная добыча полезного ископаемого, сбор дополнительной информации об элементах залегания пласта, а также высокие темпы производительных выработок. При пластовой подготовке все горные выработки проводят и поддерживают по каждому из разрабатываемых пластов. Основные выработки проводят, как правило, по пласту узким забоем, охраняя их целиком.
Схема подготовки - совокупность характерно расположенных с учетом функционального назначения подготавливающих выработок, обеспечивающих формирование готовых к выемке частей шахтного поля. Различают панельную, этажную и погоризонтную подготовку выемочных полей.
На основании исходных данных и норм технологического проектирования выбрана панельная схема подготовки шахтного поля, так как размеры шахтного поля по простиранию велики (S = 5000 м); размер по падению Н = 2500 м и угол падения а=15°
Сущность панельной схемы подготовки заключается в том, что на уровне околоствольного двора проводится главный откаточный штрек. Затем в пределах каждой панели проводят панельные бремсберги с ходками. Каждая панель отрабатывается частями по простиранию, называемыми ярусами. Проветривание очистных и подготовительных выработок в панелях осуществляется через центрально-сдвоенные стволы.
Различают двусторонние (двукрылые) и односторонние (однокрылые) панели. Наиболее часто применяются двукрылые панели. В двусторонней панели бремсберг (уклон) с ходками проводят в середине выемочного поля по простиранию.
Порядок отработки ярусов в панели, как правило, обратный, порядок отработки панелей в бремсберговой части шахтного поля преимущественно прямой, в уклонном - обратный. Число очистных забоев в панели, как правило, два-три.
Достоинства панельной подготовки: возможность создания крупных по мощности шахт за счет одновременной работы в нескольких панелях; возможность повышения концентрации горных работ и конвейеризация транспорта от очистных забоев до ствола; сравнительно малый объем постоянно поддерживающих выработок; сокращение объема поддерживаемых выработок, возможность достижения большой производственной мощности шахт. Недостатки: большие затраты на проведение и поддерживание панельных наклонных выработок; сложная схема проветривания, сложная система изоляции. Особенностью панельной подготовки является расположение очистного забоя по падению пласта, а подвигание - по простиранию.
Водоотливная установка — это комплекс технических средств для удаления воды из горных выработок и выдачи ее на поверхность. Для откачки подземных вод применяют водоотливные установки, которые в зависимости от назначения подразделяют на центральные, главные, участковые, вспомогательные, перекачные, проходческие и скважинные.
Центральная водоотливная установка предназначается для откачки воды из нескольких шахт; главная водоотливная установка — для выдачи непосредственно на поверхность притока воды всей шахты; участковые — для откачки воды из выработок какого-либо участка шахты или рудника в главный водосборник или на поверхность; вспомогательные, располагаемые на участках, уклонах, зумпфах, — для перекачки воды в водосборник главной и центральной водоотливной установки; перекачные, применяемые при волнистой почве пласта, — для откачки воды из участков в водосборник главной водоотливной установки.
Проходческими называют водоотливные установки, применяемые при проходке уклонов, наклонных и вертикальных стволов шахт. Они перемещаются по мере подвигания забоя или понижения уровня воды. При проходке уклонов перекачивают воду в водосборник главной водоотливной установки, а при проходке наклонных и вертикальных стволов выдают ее на поверхность.
Установки для понижения грунтовых вод называются скважинными.
Центральные, главные, вспомогательные и участковые водоотливные установки, как правило, размещаются в специальных камерах и являются стационарными.
При проведении горных выработок применяют передвижные водоотливные установки.
Водоотливные установки (рис. 1) оборудуются в основном центробежными насосами. Установка состоит из насоса (1) с двигателем, всасывающего трубопровода (9) с приемной сеткой (11) и клапаном (10), нагнетательного трубопровода (5) с задвижкой (3) и обратным клапаном (4), трубки (6) с вентилем (7) для заливки водой насоса перед его пуском. Давление во всасывающем (9) и нагнетательном (5) трубопроводах измеряется вакуумметром (8) и манометром (2).
Рисунок 1.
Вертикальное расстояние от уровня воды в заборном резервуаре (колодце) до оси насоса называется геодезической (геометрической) высотой всасывания hвс, а вертикальное расстояние от оси насоса до сливного отверстия трубопровода — геодезической (геометрической) высотой нагнетания hн. Сумма геодезических высот всасывания и нагнетания есть геодезическая (геометрическая) высота подачи Hг, которая по существу является полной геодезической высотой водоподъема. Центробежные насосы, применяемые на горных предприятиях, классифицируются по следующим признакам:
Специальные насосы отличаются от обычных наличием защитных устройств, обеспечивающих более долговечную работу агрегата при транспортировании агрессивной жидкости или гидросмеси.
В главных насосных установках шахт и рудников широкое распространение получили горизонтальные центробежные секционные насосы (рис. 2) типа ЦНС (центробежный насос секционный), имеющие вертикальный разъем корпуса. Каждая секция имеет корпус (4) с направляющим аппаратом (5) и рабочее колесо (6) одностороннего всасывания. Рабочие колеса устанавливаются на одном валу, а корпуса секций вместе с крышками всасывания (8) и нагнетания (3) соединены стяжными шпильками (7) и образуют единый герметичный корпус насоса. Места выхода вала (1) из корпуса насоса герметизируются сальниковыми уплотнениями (2).
Рисунок 2.
При работе насоса жидкость последовательно проходит через все рабочие колеса, получая в каждой секции приращение напора. Жидкость из одной секции (ступени) в другую перетекает по каналам неподвижных лопаточных направляющих аппаратов.
В обозначениях типоразмеров насосов ЦНС цифры после букв: первая — подача (м3/ч) при максимальном значении к.п.д.; через дефис — напоры (м) — наименьший и наибольший. Если насос предназначен для откачки кислотных вод, то добавляется буква К, для грязевых насосов — буква Г.
В настоящее время для шахт и рудников промышленностью выпускаются следующие насосы:
- с частотой вращения (синхронной) 25 с-1: ЦНС 60-50 ... 250 ЦНС 180-85 . . . 425, ЦНС 300-120 . . . 600, ЦНСК 300-120 ... 600 ЦНСГ 850-240 .. .960:
- с частотой вращения (синхронной) 50 с-1 ЦНС 38-44 . . . 220, ЦНС 60-66 . . . 330, ЦНС 105-98 ... 490, ЦНС 180-500 .. . 900, ЦНС 300-650... 1040, ЦНСК 60-66... 330.
Направляющие аппараты и рабочие колеса центробежных насосов ЦНС и ЦНСГ чугунные (СЧ21 или СЧ28). Корпус направляющего аппарата может быть также чугунным или из сталей марок 35Л и 40ХН.
В насосах ЦНСК, предназначенных для откачки кислотных шахтных вод температурой от 1 до 40°С с содержанием механических примесей не более 0,2% по массе и размером частиц 0,2 мм, опорные кронштейны выполняются из чугуна, уплотняющие кольца, направляющие аппараты, втулки разгрузки — из прессматериала АГ-4В, остальные детали — из хромоникелевой стали.
Для привода насосных установок в основном применяют асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором в нормальном исполнении единой серии А и АО на напряжение 380/660В.
Для водоотливных установок, работающих во взрывоопасных условиях, выпускаются электродвигатели серий МА, КО и ВАО на напряжение 380/660В и продуваемые под избыточным давлением электродвигатели повышенной надежности серий А, АО, АП, АЗП; взрывонепроницаемые двигатели серии ВАО мощностью до 1600 кВт и серии «Украина» мощностью 630 кВт на напряжение 6000 В.
Насос в процессе работы должен обеспечивать необходимые подачу, экономичность и устойчивость режима работы.
Необходимая подача обеспечивается, если:
Где Qд — подача насоса в действительном режиме работы, м3/ч; Qр — расчетная производительность водоотливной установки, определяемая по притоку воды в водосборник, м3/ч.
Экономичность режима работы обеспечивается эксплуатацией насоса в зоне высоких к.п.д., которая определяется из условия:
(15)
где ηд — к.п.д. насоса в действительном режиме работы; ηmax— максимальный к.п.д. насоса.
Информация о работе Описание шахты. Общая характеристика шахты