Конструирование, проектирование и организация ведения горных работ

3 Выбор способа и схемы подготовки шахтного поля

3.1 Выбор способа  подготовки шахтного  поля

   После вскрытия шахтного поля приступаем ко 2 стадии разработки месторождения полезных, которая позволяет начать очистные работы в очистных выработках.

Различают способ и схему подготовки.

   Способ подготовки шахтного поля – это расположение подготовительных выработок относительно пласта и элементов его залегания.

   Все подготовительные горные выработки проводятся по пласту, т.е. применяется пластовый способ проведения горных выработок, т.к. пласты средней мощности.

3.2 Выбор схемы подготовки шахтного поля

   На основании исходных данных и норм технологического проектирования в данной курсовой работе применяется панельная схема подготовки, которая представлена на рис 3.2. Т.к. размер шахтного поля по простиранию – 5600, размер шахтного поля по падению – 2600 и угол падения 16⁰, позволяет применить данную схему. Схема дает возможность повышения концентрации горных работ и конвейеризации транспорта очистных забоев до ствола, сопровождение объема поддерживаемых выработок.

Рисунок 3.2 – панельная схема подготовки шахтного поля

1 –  монтажная камера; 2 - направление движения лавы; 3 – вентиляционный  ярусный штрек; 4 – ярусный конвейерный штрек; 5 – выемочный столб; 6 – проведение штреков; 7 – ходки; 8 – бремсберг; 9 – штрек; 10 – капитальный квершлаг.

3.3 Безопасность ведения горных работ при подготовке шахтного поля

1. При проведении подготовительных выработок с подрывкой боковых пород 
отставание породного забоя от угольного должно быть не более 5м. При проведении выработок по углю широким забоем при ширине раскоски более 5м необходимо иметь соединенный со штреком закрепленный косовичник, служащий запасным выходом и вентиляционным ходком.

В подготовительных выработках, проводимых вслед за очистным забоем, отставание породного забоя от угольного забоя лавы не должно превышать 5м, если в очистной выработке применяется индивидуальная крепь, 8м - при      механизированной крепи и 11м - при выемке угля стругами.

2. Запрещается продолжение проходки вертикальной выработки после сооружения ее устья без предварительного перекрытия на нулевой отметке, а также проходка и углубки ствола (шурфа) без защиты полком рабочих, находящихся в забое от возможного падения предметов сверху.

Кроме того, забой углубляемого ствола должен быть изолирован от действующих подъемов рабочего горизонта предохранительным устройством (полком или целиком).

Полки в стволе (шурфе) должны сооружаться по проектам, утвержденным техническим руководителем организации, выполняющей работу.

Запрещается выемка предохранительного целика или разборка полка в углубляемом стволе без проекта, согласованного с техническим руководителем эксплуатирующей организации и утвержденного техническим руководителем организации, выполняющей работу.

3. Подготовительные работы в установленных прогнозом опасных зонах необходимо проводить с применением способов предотвращения внезапных выбросов угля и газа и контролем их эффективности или с помощью сотрясательного взрывания, в порядке, установленном Госгортехнадзором России.

4. При проведении подготовительных выработок по угольным пластам в 
установленных текущим прогнозом выбросоопасных зонах должна применяться, как правило, рамная крепь со сплошной перетяжкой пространства между рамами и обязательным забучиванием пустот в закрепленном пространстве.                                                                      

5. В наклонных выработках, предназначенных для передвижения людей, должен быть свободный проход шириной не менее 0,7м и высотой 1,8м, оборудованный при углах наклона:

от 7 до 10 град. - перилами, прикрепленными к крепи;

от 11 до 25 град. - трапами с перилами;

от 26 до 30 град. - сходнями со ступеньками и перилами;

от 31 до 45 град. - лестницами с горизонтальными ступеньками и перилами.

   В лестничных отделениях стволов и других выработок с углом наклона от 45 до 90 град, лестницы должны устанавливаться с уклоном не более 80 град, и выступать на 1м над горизонтальными полками, прочно заделываемыми в крепь с интервалом не более 8м. Лазы в полках должны иметь размеры:

ширина - не менее 0,6м;

высота - не менее 0,7м (по нормали к лестнице).

   Лазы над первой верхней лестницей должны закрываться лядами. Лазы в стволах и других выработках между соседними полками должны быть смещены на ширину лаза.

   Расстояние между крепью и лестницей у ее основания должно быть не менее 0,6м. Ширина лестниц должна быть не менее 0,4м, а расстояние между ступенями - не более 0,4м.

4 Система разработки

   Система разработки – это установленный порядок ведения подготовительных и очистных работ, увязанный в пространстве и во времени, в пределах этажа, яруса или горизонта для заданных горно-геологических условий.

   Различают сплошную, столбовую и комбинированную системы разработки.

   Сплошная система разработки – это одновременный порядок ведения подготовительных и очистных работ. Применяется на пластах угля мощностью до 1.8 м. В виду своей трудоемкости и ограниченной области применения пласта широкое распространение не получило.

   Столбовая система разработки – это последовательное ведение подготовительных и очистных работ, т.е. до начала очистных работ проводятся все подготовительные оконтуривающие выработки (оконтуривают выемочный столб). В настоящее время она имеет широкое распространение.

Различают три дополнительных признака классификации разработки:

1. Технология  выемки.

  1.1. Длинными забоями (лава)

     1.1.1. На полную мощность (m до5,5 м.)

     1.1.2. Деление на слои

  1.2. Короткими забоями

2. Направление  продвигания очистного забоя.

  2.1. По простиранию

  2.2. По падению

  2.3. По восстанию

3. Технологическая  схема очистного забоя

  3.1. Без деления этажа на подъэтажи

  3.2. С делением этажа на подъэтажи

  3.3. Без деления ярусов на подъярусы

  3.4. С делением ярусов на подъярусы

4.1. Выбор и обоснование  системы разработки

   Согласно исходных данных выбирается столбовая система разработки с выемкой пластов на полную мощность. При столбовой системе разработки часть пласта в пределах этажа или яруса до начала очистных работ оконтуривается подготовительными выработками, в результате чего образуются столбы. Исходя из размеров шахтного поля  (по простиранию 5600 м, по падению 2600м) и угла падения пластов (16⁰) выбирается столбовая система разработки длинными очистными забоями, с подвиганием очистного забоя по простиранию.

4.2 Технические средства очистных работ

   В  настоящее время для отработки пологих и наклонных пластов средней мощности широкое распространение получили механизированные комплексы очистного оборудования.

Отечественные комплексы: КМ-138; КМ-142; КМ-144; КМ-174.

Зарубежные  комплексы: JOY; FA2OC; ГЛИНИК; ПИОМА.

В общем  случае в состав механизированного комплекса входит:

1. Узкозахватный  очистной комбайн (r=0,5м; 0,63м; 0,8м)

2. Скрипковый  конвейер

3. Механизированная  крепь, состоящая из секций

4. Крепь  сопряжений

   Для данного механизированного комплекса применили очистной комбайн KSW500-2A2V, скребковый конвейер СПЦ-27, механизированную крепь 1,2,3,4 КМ-174, характеристики, которых представлены в таблицах 4.1,4.2,4.3

Таблица 4.1 - Техническая характеристика очистного комбайна KSW500-2A2V

 

Таблица 4.2 - Техническая характеристика скребкового конвейера СПЦ-271

 

Таблица 4.3 - Техническая характеристика механизированной крепи 3 КМ-174

4.3 Размер выемочного поля и очистного забоя

   Выемочное поле – это часть этажа по простиранию, в пределах которой разработка пласта осуществляется на один участковый бремсберг, уклон, скат, или промежуточный квершлаг.

   Выемочный столб – это часть выемочного поля, отрабатываемая одним пластом.

   Очистной забой – это забой, в котором осуществляется массовая добыча полезного ископаемого.

    Размер лавы, уклонной и бремсберговой частей и размер панели представлены в таблице 4.4.

Таблица 4.4 - Размеры частей и панели шахтного поля