1.Общие  сведения о шахте 

    Шахтное поле шахты  “Центральная” расположено  в Юго-западной половине Камышловской мульды Камышловского угленосного  района Челябинского буроугольного бассейна.

    В административном отношении шахтное  поле расположено на территории РФ в пределах города Капейска Челябинской  области. Границами шахтного поля служат: на северо-востоке – линия скважин №49585 4, а на юго-западе – граница шахты Капитальная и дополнительная линия разведывательных скважин IV-2, на юго-востоке – выход пластов под наносы, на северо-западе – охранный целик под поселком Старокамышинский. В 12 км расположен областной центр – Челябинск. Через шахтное поле проходит железнодорожная дорога Капейск – Коркино – Еманжелинск с выходом на железнодорожную магистраль МПС РФ. Питьевое и техническое водоснабжение осуществляется от Челябинского горводоканала.

    Шахта «Центральная» введена в эксплуатацию с 1.03.1952г. с проектной мощностью 300 тыс. тонн в год. После реконструкции и углубки стволов с 30.12.1985г. проектная мощность шахты увеличилась до 1800 тыс.тонн в год.

    Уголь, добываемый в шахте, подвергается обогащению на обогатительной фабрике, построенной  в комплексе с шахтой. Фабрика выдает уголь с зольностью от 27,7 до 33,9 %. Добываемый уголь относится к типичным бурым углям с высокой степенью углефикации. Теплотворная способность на горную массу (Q_в^г ) составляет  5714÷7495 ккал/кг.

    В геологическом строении шахтного поля принимают участие снизу вверх:

1. Нижнемезозойские отложения.
2. Мезозойские отложения.

    По  металлургическому составу и  их характеру угленосные толщи            подразделяются на 4 свиты (сверху вниз): Сукоянскую, Коркинскую, Козилевскую, Калачевскую. Шахтой в настоящее время разрабатывется часть пластов Коркинской свиты и  Сукоянской свиты. Из 38 Коркинской свиты в настоящее время рабочими считаются следующие пласты: IД, Ж-I, Ж-II, Ж-3,   И-I, И-3, К-2сл, К-2_2сл, К-2_IIсл, H-2_IIсл, H-I_IIсл, H-2_2сл, Н-3, Н-4, П-Iсл.

    Из  пластов Сукоянской свиты: IV-I, IV-2, Ш^а-I, Ш^а-II, I^a-3_сл,  I^a-4_сл.

    Всего шахтой отрабатывается 22 пласта рабочей  мощности.

    По  состоянию на 01.01.2001г. разведенные  балансовые запасы по категориям А+Б+С составляют 53638 тыс. тонн, промышленные 30418 тыс. тонн.

      Тектоника угленосных отложений  шахтного поля проявляются в виде отдельных блоков. Подземные воды покровных отложений поверхности сдренированы горными работами. Приток воды в шахту составляет по 160 м³/час на горизонте 286м и 190 м³/час на горизонте 510 м.

    Режим работы шахты

• число рабочих дней в году 357;
• рабочая неделя непрерывная;
• работа в 4 смены: 3 добычных и 1 ремонтная;
• продолжительность рабочей смены:

                        для подземных рабочих 6 часов;

                        для поверхностных рабочих 8 часов;

    -               срок службы шахты до 2015 года.  

    Шахтное поле вскрыто тремя вертикальными  стволами и погоризонтными главными квершлагами горизонта 286 м и 510 м.

    Главный (скиповой) ствол сечением 19,6 м² пройден на глубину 571 м, вспомогательный (клетьевой) ствол сечением 38,5 м² пройден на глубину 510 м.

    Способ  подготовки шахтного поля – этажный  с разделением на 2-3 подэтажа. 

    Учитывая  склонность добываемого угля, к самовозгоранию на шахте приемлем полевой способ подготовки с группированием сближенных пластов. Для этого проводится под нижним пластом полевой откаточный штрек, а затем участковыми квершлагами с него вскрывают лавы.

    Отработка пластов свиты и этажей на пластах  производится в нисходящем порядке, т.е. в направлении сверху вниз.

    В настоящее время горные работы сосредоточены  на горизонте 510 м. С горизонта 510 м проводятся выработки (уклоны) до глубины 710 м – конечной глубины разработки месторождения. При помощи уклонов подготавливаются уклонные поля. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    2.Горно-геологическая  характеристика участка. 

    Горно-геологические  данные с проектируемого участка: 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    3.Выбор  и обоснование  техники и технологии  очистных работ. 

    Для механизации очистных работ принимаем  комплексную механизацию, которая позволяет механизировать все основные и вспомогательные процессы, связанные с очистной выемкой.

    В соответствии с горно-геологическими условиями участка принемаем  панельную систему подготовки и  отработку длинными столбами по простиранию  и выемкой угля по падению.

    Для комплексной механизации и автоматизации  производственных процессов принимаем механизированный комплекс типа ОКП70Б, предназначенный для механизации очистных работ и частичной автоматизации очистных работ, процессов передвижки конвейера, поддержания, крепления и управления кровлей способом полного обрушения.

    Вынимаемая  мощность пласта при помощи данного  комплекса 2,3-3,5 м с легкоуправляемой, среднеуправляемой кровлей.

    Комплекс  ОКП70Б включает в себя: крепь механизированную типа ОКП70,  конвейер СУОКП70Б с гидростойками ,кабелеукладчик, комбайн 1КШЭ, выемочная машина КПП КГУ, гидрооборудование, насосные станции, электрооборудование, и комплекс автоматизированного управления.

    Механизированная  крепь ОКП70 оградительно-поддерживающего  типа, предназначена для крепления  и  управления кровлей способом полного обрушения, ограждения рабочего пространства, передвижения конвейера лавы. Производим проверку выбранной крепи для существующих условий настоящего проекта.

    Максимальное  расстояние до заднего ряда стоек  крепи ОКП70 при ширине захвата 0,63 составляет 3,4 м, минимальное расстояние до переднего ряда стоек 1,4-3,0 м. Определим допустимые конструктивные высоты крепи:

    H_min=m_min (1-αl_з)-d=3,3×(1-0,05·3,0)-0,05=2,7 м

    где   H_min – минимально необходимая высота крепи;

             m_min –минимальная мощность пласта;

             α – коэффициент сближенных пород (=0,05);

              l_з – минимальное расстояние до заднего ряда стоек, м;

              d –запас раздвижности гидростоек на разгрузку крепи от давления пород, при мощности пластов более 1м принимаем равной 50 мм.  

                              H_mах=m_mах(1-αl_п)=3,5·(1-0,05·3,4)=2,9м

    где    H_mах – максимально необходимая высота крепи;

              m_mах –максимальная мощность пласта;

              l_п – максимальное расстояние до заднего ряда стоек, м;

    Также проводим проверку по сопротивлению  для данного типа пород кровли по нагрузочным свойствам с учетом мощности пласта.

                             

    где      h_ло – мощность легкообрушаемых пород кровли, м;

               m_в – вынимаемая мощность пласта, м.

    При 4,2   суммарное удельное сопротивление крепи должно быть не менее 600кН/м². По технической характеристике удельное сопротивление крепи на 1 м² поддержания кровли составляет 600 МПа.

    Таким образом принимаем крепь ОКП70, которая имеет соответствующие  размеры H_min=2100 мм и H_mах=3500 мм.

    Комбайн 1КШЭ предназначен для механизации  выемке угля на пологих пластах мощностью 2-4,2 м с углом падения до 35⁰ по простиранию, при сопротивляемости угля резанию до 300 кН/м.

    Выемка  угля может производиться по односторонней  схеме работ с рамно-передвижного забойного конвейера. В соответствии с настоящими горно-геологическими условиями принимаем одностороннюю схему работ. Данное решение принимается также из-за благоприятных условий по отжиму угля. Комбайн оснащен исполнительными органами в виде двухзаходных шнеков одинакового диаметра, расположенных с одной стороны. Регулирование по мощности и гипсометрии пласта производится с помощью гидродомкратов.

    Внедрение комбайна в пласт, из-за его конструкции  шнеков, может производиться косыми заездами, что позволяет сократить время на концевые операции и упростить зарубку, т.е. не нужно готовить ниши.   

    Управление  комбайном производится со стационарного  и выносного пультов управления, управления скорости подачи автоматическое, в зависимости от погрузки.

    Для транспортирования горной массы  по штреку устанавливаем ленточный телескопический конвейер типа 1ЛТ-100, предназначен для приемки горной массы с размерами кусков до 400 мм с забойного конвейера и транспортированием её по прямолинейным и наклонным выработкам непосредственно примыкающим к очистному забою, а также для механизации работ по сокращению конвейерной линии и передвижки вспомогательного оборудования лавы при времени очистных работ обратным ходом.

    Между приводными секциями расположено натяжное устройство, а на отдельной разгрузочной секции находится разгрузочный барабан ленточной части.

    Крепь сопряжения предназначена для механизации  в трапециевидных выработках, прилегающих к лаве, а также в зоне выхода приводной головки забойного конвейера в эти выработки, операции по поддержанию кровли в зоне наибольшего давления, из-за большой площади обнажения, поддержания головки конвейера и её передвижки по мере подвигания забоя. Питание крепи осуществляется от насосной станции очистного комплекса. 
 
 
 
 
 
 
 

    4.Производственные  процессы, выполняемые  в очистном забое. 

    В лаве принята односторонняя схема  работы комбайна: при движении комбайна вверх осуществляется отбойка угля, вслед за этим осуществляется крепление незакрепленного пространства вслед за проходом комбайна с отставанием указанном в паспорте «Крепление и управление кровлей с отставанием порядка 15 – 20 м, в соответствии с конструктивными возможностями, осуществляется передвижка конвейера на новую дорогу. При движении комбайна вниз операции по креплению и перемещению конвейерного  става повторяются.

    Управление  крепью осуществляется при помощи БУС (блок управления секции), который находится на вышестоящих секциях по ходу движения комбайна (при движении комбайна вверх). Управление может быть ручным или автоматическим. В результате чего секции могут передвигаться либо по волновой схеме последовательно, либо по 5 шт.

    В исходном положении забойный конвейер выдвинут к забою, комбайн находится в концевом участке лавы напротив массива, для осуществления зарубки, стойки   крепи  отстают от конвейера на шаг передвижки  крепи. По мере передвижения комбайна и кровли ГРОЗ по обслуживанию крепи осуществляют передвижку секций крепи к конвейеру.

    Передвижка  секций производится одним рабочим, который выполняет операции в  следующей последовательности: управляя секций крепи, находясь при этом под  вышестоящей закрепленной секцией, он переключает на блоке управления, тумблер автоматической передвижки, нижележащая секция снимает распор, подтягивается к конвейерному ставу (с постоянным подпором) затем осуществляется распор секций – крепления незакрепленного пространства. Второй горнорабочий осуществляет передвижку конвейера на новую дорогу, с отставанием от комбайна на 15 – 20 метров.

    На  концевых участках лавы осуществляется зарубка косыми заездами комбайна в  пласт. Конвейерный  став, передвигаясь к забою, дает прижимное усилие комбайна  работающего с его рамы, комбайн осуществляет зарубку. Зарубка при этом сопровождается подъемом и опусканием шнеков и изменением положения комбайна вдоль продольной оси става.