Описание шахты. Общая характеристика шахты

Устойчивость режима работы означает отсутствие значительных его колебаний и автоматическое восстановление режима после устранения причин, вызвавших его изменение. Это требование обеспечивается наличием только одной точки пересечения характеристики внешней сети Нс с напорной характеристикой насоса H. Устойчивость режима может быть обеспечена при выполнении условия:

          (16)

где Н0 — напор насоса при нулевой подаче, м; Нг— геодезическая высота подъема жидкости, м.

Если нельзя выбрать один насос, режим работы которого в заданных условиях эксплуатации удовлетворял бы условиям (15-17), то используют совместную работу нескольких насосов на общую внешнюю сеть. Насосы при этом могут работать последовательно или параллельно.

Последовательное соединение насосов применяют при больших сопротивлениях внешних сетей.

Водоотливные установки с несколькими последовательно соединенными насосами называются многоступенчатыми. В многоступенчатых установках насосы могут располагаться в одной насосной камере или быть рассредоточены по трассе трубопровода.

Заводы гарантируют нормальную работу насосов при давлении в корпусе, не более чем в 2 раза превышающем номинальное. Размещать в одной насосной станции более двух последовательно взаимодействующих насосов нельзя.

При установившемся режиме работы последовательно соединенных насосов выполняются условия:

        (17)

где QΣ и HΣ - соответственно суммарные подачи и напор последовательно соединенных насосов; Qi и Hi - подача и напор отдельных насосов; N— число последовательно соединенных насосов.

Когда невозможно выбрать один насос, обеспечивающий условие (15), то используется параллельное соединение насосов для увеличения подачи.

При установившемся режиме работы напор, создаваемый каждым насосом, будет одинаков, т.е. H1=H2=HΣ, а общая подача будет равна сумме подач отдельных насосов, как и при их последовательном соединении.

Водоотливные установки в зависимости от подачи оборудуются трубопроводом диаметром от 100 до 600 мм при откачивании воды под давлением 1—10 МПа. Для трубопроводов применяются стандартные стальные трубы и реже чугунные (при давлении воды до 1 МПа), соединяемые между собой подвижными или неподвижными фланцами.

В качестве прокладок при соединении труб используется резина или прорезиненный материал; при высоких напорах применяют прокладки из свинца или красной меди, иногда трубы соединяют электросваркой.

Трубопровод оборудуется арматурой, в состав которой входят: приемный клапан с сеткой (на всасывающем трубопроводе), обратный клапан, запорная задвижка с ручным или гидравлическим приводом, температурный сальниковый компенсатор, тройники и др.

Главные и центральные водоотливные установки должны иметь два нагнетательных трубопровода, из которых один резервный.

При расчетах трубопроводов устанавливаются внутренний диаметр, толщина труб и величина потерь напора в трубопроводе.

Внутренний диаметр (м) трубопровода

         (18)

где Q — расход воды через трубопровод, м3; vт — скорость воды в трубопроводе, м/с.

Обычно в нагнетательном трубопроводе vт = 2-2,5 м/с, во всасывающем vт = 0,9-1,2 м/с.

В соответствии со значением, полученным по формуле (18) производится выбор трубы стандартных размеров.

 

 

3.2. Методика откачки воды из шахты

 

Водоотливные установки являются автоматизированными. Для автоматизации их работы в зависимости от уровня воды в водосборнике используют поплавковые и электродные датчики уровня. Наибольшее распространение получили электродные датчики типа ЭД, которые подвешиваются на кабеле на отметках водосборника, соответствующих контролируемым уровням воды.

Реле подачи насоса осуществляет, наряду с контролем подачи насоса, его гидравлическую защиту — блокировку от включения не залитого насоса и отключение работающего насоса при потере им подачи.

Для автоматизации стационарных водоотливных установок выпускается автоматизированная аппаратура управления АВ-5 и АВ-7 — для участкового водоотлива, АВО-3 — для одиночного водоотлива, АВМ-1м — для водоотливных установок с низковольтными двигателями, УАВ — для главных водоотливов с низковольтными двигателями, ВАВ — для главных водоотливов шахт, опасных по газу и пыли.

Взрывобезопасная аппаратура типа ВАВ предназначена для автоматического управления водоотливными установками, имеющими до девяти насосных агрегатов с высоко- и низковольтными двигателями. Автоматическое управление насосными агрегатами осуществляется по уровню воды в водосборнике. В зависимости от заданной программы насосные агрегаты включаются при верхнем, повышенном и аварийном уровнях. При отключении неисправного насосного агрегата включается резервный. Насосы могут работать с управляемыми задвижками и без них.

Специальные насосы предназначены для подачи в шахту технической воды для питания механогидравлических машин и для гидроподъема из шахты смеси твердого материала (как правило, угля) и воды при гидравлическом способе добычи угля, транспортирования гидравлической закладки в выработанное пространство, очистки зумпфов и водосборников от шлама, транспортирования гидросмесей на обогатительных фабриках и др.

Для перекачивания технической оборотной воды на гидрошахтах используют в основном насосы ЦНСГ 850-240 . . . 960. Вода должна быть нейтральной с содержанием примесей на более 40 г/л при размерах твердого не более 10 мм и иметь температуру от 1 до 40°С.

Для гидроподъема и гидротранспорта применяются углесосы (специальные центробежные насосы), которые позволяют перекачивать и транспортировать угольную гидросмесь при отношении твердых материалов крупностью от 70 до 100 мм к жидкому по массе не более 1:3 ... 1:5. Технические данные углесосов, выпускаемых отечественной промышленностью, приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Первая цифра в шифре типа углесосов обозначает диаметр всасывающего патрубка в миллиметрах, уменьшенный в 25 раз. Углесосы имеют проточную часть, элементы которой изготовляются из материалов, особо устойчивых к абразивному износу. Углесосы 10У4, 12У10 и 12У6 представляют собой горизонтальные одноступенчатые центробежные насосы, а углесос 14УВ6 — двухступенчатый центробежный насос с горизонтальным разъемом корпуса. К.п.д. специальных насосов ниже, чем у обычных, и составляет для углесосов 0,53— 0,68.

Прогнозный приток воды по шахте:

-нормальный-550 м3/час.

-максимальный-850 м3/час.

Проектом шахты предполагается иметь два водоотлива: главный водоотлив гор.1294 и перекачной гор.639м.

Все водоотливы должны быть оснащены семью насосными установками каждый типа ЦНС 500*800, из них в работе-3,в резерве-2, в ремонте-2.

Фактически:

Водоотлив главный гор.1294 м – имеет насосные установки:

ЦНС 300*600-1шт.

НСШ 320*720-2шт.

НСШ 320*144-1 шт.

и две насосные установки НСШ 300*600-в ремонте.

Водоотлив, перекачивающий гор.639 м.имеет:

НСШ 320*720 – 3 шт. в работе.

ЦНС 300*120  -1 шт. в работе

- Зумпфовые водоотливы:

1. Для откачки воды из зумпфа вспомогательного ствола предусмотрена водоотливная установка с двумя насосами (рабочим и резервным) 1В20/10-16/10 производительностью 16 м3/ч с напором 100 м. Водоотливный став d.80мм.

2. Вентиляционный ствол ЦБ оборудован двумя насосами 3МС- 10*8 производительностью 36 м3/ч.

3. Зумпфовой водоотлив вентиляционного ствола ВБ оборудуется двумя насосами 1В20/10-16/10 производительностью 16 м3/ч.

4. Оборудование зумпфового водоотлива воздухо-подающего ствола ВБ аналогично оборудованию зумпфовой установки вентиляционного ствола этого блока.

 

 

 

 

3.3. Водоотлив по ярусным штрекам

 

Для обеспечения конвейерного транспорта ярусные штреки проходятся строго по направлению, в связи, с чем профиль их может быть переменным. В местах максимального заглубления штреков проходятся водосборники, которые оборудуются насосами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

Технологическая схема шахты - совокупность горных выработок, поверхностных зданий и сооружений с размещенными в них машинами и механизмами, совместная работа которых должна обеспечивать эффективную и безопасную добычу угля.

Основа технологической схемы горнодобывающего предприятия - взаимосвязанное решение вопросов вскрытия, подготовки шахтного поля, системы разработки и механизации очистных работ, транспорта, подъёма, вентиляции, энергоснабжения, водоотлива. В связи с этим технологическая схема горнодобывающего предприятия реализуется в виде цепи последовательно осуществляемых процессов, которая включает ряд звеньев - основных, непосредственно создающих поток полезных ископаемых, и вспомогательных, обеспечивающих его функционирование в заданном режиме. Процессы (и их составляющие), а также звенья для ряда технологических схем горнодобывающего предприятия могут быть одинаковыми (способ отбойки, доставки, транспорт, подъём, аккумулирующие и перепускные выработки, системы канализации, энергии и др.). Реализация вспомогательных процессов (вентиляции, энергоснабжения и водоотлива) в значительной мере связана с теми же выработками, в которых осуществляются основные процессы. Главные факторы, определяющие формирование технологической схемы горнодобывающего предприятия: форма, размеры и глубина залегания полезных толщ, наличие полезных ископаемых различных видов и сортов, производственная мощность рудника (шахты), параметры выемочной единицы, тип применяемого оборудования, очерёдность разработки отдельных участков месторождения, особенности использования выработанного пространства.

Основные элементы технологической схемы шахты:

- очистные забои;

- подготовительные забои;

- система транспортирования полезного ископаемого;

- система доставки людей, материалов и оборудования;

- система вентиляции;

- система водоотлива;

- система дегазации угольных пластов;

- шахтный подъем;

- поверхностный технологический комплекс;

Вскрытие шахтных полей производится вертикальными и наклонными стволами или штольнями, а также их комбинацией. Подготовка к очистной выемке осуществляется проведением от главных штреков панельных откаточных и вентиляционных штреков, делящих шахтное поле на отдельные панели. Её непрерывность достигается использованием выемочных комбайнов в комплексе с телескопическими (или самоходными) ленточными конвейерами, а в лавах - очистных комплексов, включающих очистной комбайн, забойный конвейер и механизированную крепь, в сочетании с конвейерным транспортом по остальным выработкам (включая наклонный ствол).

Курсовая работа показывает, что только на основе глубокой проработки основных технических решений проектов шахт (схем и способов вскрытия, подготовки шахтного поля, системы разработки пластов месторождения и т.п.) можно скомпоновать действительно оптимальную технологическую схему на основе оптимизации качественных характеристик - элементов технологической схемы шахты.

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

 

1. Бурчаков А.С. «Технология подземной разработки пластовых месторождений полезных ископаемых» - М., Недра, 1978 г.;
2. Килячков А.П., Брайцев А.В. Горное дело: Учебник для техникумов.- М: Недра, 1989.-422 с.;
3. Соин В.В. «Вскрытие и подготовка шахтного поля», учебное пособие, СибГИУ – Новокузнецк, 1994 – 46с.;
4. Семенихин А.Я., Соин В.В. «процессы очистных работ и системы разработки», учебное пособие, СибГИУ – Новокузнецк, 1988 – 104с.
5. М.И. Агошков, С.С. Борисов, В.А. Боярский. Разработка рудных и нерудных месторождений. - М.: Недра, 1983.
6. Справочник по горнорудному делу (Под редакцией В.А.Гребенюка и др.) - М.: Недра, 1983. 
7. Справочник по горнорудному делу. ГНТИ литературы по горному делу, том 2, М., 1961.
8. Г.Н. Попов.  Технология  и  комплексная механизация разработки рудных месторождений, Недра, 1970.
9. С.С.Борисов. Горное дело. Недра,1987. 
10. Н.И.Мельников. Проведение и крепление горных выработок. М.: 1969.
11. Г.Г.  Ломоносов и др.  Горно-инженерная графика.  М., Недра, 1976.
12. Нормы технологического проектирования горнодобывающих предприятий с подземным способом разработки. - Санкт-Петербург: Гипроруда, 1993.
13. Борисов С.С. Горное дело. - М.: Недра, 2008. - 417с. Бурчаков А.С., Харченко В.А. Выбор технологических схем угольных шахт. - М.: Недра, 1975. - 274 с.
14. Бурчаков А.С., Жежелевский Ю.А., Ярунин С.А. Технология и механизация подземной разработки пластовых месторождений. - М.: Недра, 1989. - 431 с.
15. Васючков Ю.Ф. Горное дело. - М.: Недра, 2010. - 315 с.
16. Егоров П.В., Бобер Е.А., Кузнецов Ю.Н. и др. Основы горного дела. Учебник для вузов. - М.: Изд-во МГГУ, 2009. - 408 с.
17. Казаков В.Б. Вскрытие, подготовка и системы разработки пластовых месторождений. Учебное пособие для вузов. М.: 2011 г., - 177 с.
18. Килячков А.П. Технология горного производства. - М.: Недра, 1992. - 415 с.
19. Михеев О.В., Виткалов В.Г., Козовой Г.И., Атрушкевич В.А. Подземная разработка пластовых месторождений. Теоретические и методические основы проведения практических занятий. М.: МГГУ. - 2009г. - 487 с.