Технология отработки пласта выемочного участка шахты

2.3.4 Подготовка выемочного участка

Подготовка выемочных столбов предусматривается спаренными штреками – конвейерным и вентиляционным, закрепленными анкерной крепью. Подготовку пластов на участке планируется производить уклонами (конвейерным и путевым). Подготовка выемочного столба будет производиться следующим образом:

по простиранию – проведение конвейерного и вентиляционного штреков;

по падению (восстанию) – проведение монтажной камеры.

Проходка уклонов, штреков и монтажных камер будет производиться проходческим комплексом типа АБМ-20. Крепление уклонов, штреков и монтажных камер – анкерное (АСП). Порядок отработки выемочного участка – прямой.

2.3.5 Расчет объема подготовки

Количество подготовительных выработок и их основные параметры представлены в таблице 5.

Таблица 5 – Объем подготовительных и нарезных выработок

Определить объем подготовительных выработок, приходящихся на

1000 т промышленных запасов по формуле:

L1000 = (∑Lвыр × 1000) / Zпром, м, (7)

где ∑Lвыр – суммарная длина подготовительных выработок в пределах выемочного участка, м.

L1000 = (6390 × 1000)/ 4353750= 1,4м.

2.4 Проведение, крепление и ремонт подготовительной выработки

2.4.1 Назначение выработок и их характеристика

Конвейерный штрек 5а-6-18 предназначен для транспортировки угля из лавы, доставки материалов и оборудования, выдачи исходящей струи воздуха, движения людей. На конвейерном штреке монтируются перегружатель, энергопоезд, дробильная установка, ленточный конвейер. По штреку прокладывается противопожарно-оросительный трубопровод и трубопровод сжатого воздуха, трубопровод чистой воды, трубопровод нагнетания и слива эмульсии. Длина штрека 3070м, Sсв =22м2. Закреплен анкерной крепью АСП.

Вентиляционный штрек 5а-6-18 предназначен для доставки материалов и оборудования в лаву, выдачи исходящей струи воздуха из лавы. По штреку прокладывается пожарно-оросительный трубопровод и трубопровод сжатого воздуха. Длина штрека 3070м, Sсв =22м2. Закреплен штрек анкерной крепью АСП.

Монтажная камера предназначена для монтажа механизированного комплекса “Joy” и лавного скребкового конвейера. Длина монтажная камера 250м, Sсв =36,1м2.

2.4.2 Выбор способа проходки и механизации

Проведение выработок производится комбайнами АБМ-20 «Alpine» с отгрузкой отбитой горной массы на электрический самоходный вагон типа 10SC32 «Joy» с дальнейшей отгрузкой на скребковый конвейер 2СР-70 и далее на ленточный конвейер 2ЛТ-100.

Бурение шпуров под анкера в кровле выработок и борта выработок производится гидравлическими навесными бурильными установками: 4 бурильных установки для установки анкеров в кровлю и 2 навесных бурильных установки для установки анкеров в борта выработки, слева и справа.

Проветривание выработок производится вентиляторами местного проветривания. Воздух в забой подается по вентиляционным трубам.

По выработкам прокладывается пожарно-оросительный трубопровод диаметром 114 мм с отводами. Комбайн АБМ-20 с встроенным пылеотсосом мокрого типа.

Комбайн АБМ-20 имеет высоту около 3,6м и может использоваться для проходки выработок от 3,8 до 4,5м и шириной 5,5м. Для того, чтобы можно было анкеровать зоны вывалов, превышающие по высоте 4,5м, навесные бурильные установки сделаны в расчете на высоту 4,8м.

Глубина шпуров в кровлю составляет от 2 до 2,4м. Глубина шпуров в борта составляет максимум 1,6м. При необходимости бурить более глубокие шпуры, необходима смена буровых штанг.

Таблица 6 - Техническая характеристика комбайна АБМ-20

Таблица 7 – Техническая характеристика шахтного самоходного вагона10SC32

Таблица 8 - Техническая характеристика 2СР – 70

2.4.3 Выбор формы и размеров сечения

Проведем выбор необходимого сечения конвейерного штрека.

Определяется количество воздуха, которое должно проходить по штреку в период его эксплуатации

, м3/с (8)

где Кн - коэффициент, учитывающий неравномерность доставки воздуха;

Асут - добыча угля на участках, для проветривания которых подается воздух по данной выработке, т/сут.;

 - относительное газовыделение, м3/т;

Сд - допустимая концентрация метана в исходящей струе, %.

Qнв= 1,45 ∙ 10 ∙ 9120/ 648 ∙ 1= 173 м3/с.

Исходя из необходимого количества воздуха, которое надо пропустить по выработке и допустимой по ПБ максимальной скорости его движения по данной выработке, определяется минимальное сечение выработки в свету

, м2, (9)

где Vдоп - максимально допустимая скорость движения воздуха по выработке, 8 м2/с

Sсв = 175/8=21,8 м2.

, м/с. (10)

Ориентировочно высоту выработки Нв можно определить при известной ширине В и сечению, принятому по необходимому количеству воздуха по формуле:

, м (11)

H = 21,8 /5,5=3,9 м

Окончательно принимаем:

Ширина выработки – 5,5м;

Высота выработки – 4 м;

Сечение выработки в свету -22м2;

Сечение выработки в проходке – 22,2м2.

Проходка конвейерного штрека осуществляется сразу по форме проводимой выработки одной заходкой, что позволяет проводить выработку практически без остановок и обеспечивать высокие темпы проходки.

2.4.4 Расчет крепления выработки

Расчет производится согласно «Инструкцией по расчету и применению анкерной крепи на угольных шахтах России». [4]

Таблица 9 - Исходные данные для расчета анкерной крепи

Определение расчетного сопротивления пород на одноосное сжатие:

Расчетное сопротивление пород кровли на одноосное сжатие определяется для слоев кровли, залегающих на расстоянии, равном ширине выработки по формуле:

 (12)

где Rcn - расчетное сопротивление n-ого слоя пласта, МПа;

rc -коэффициент структурного ослабления;

mn - мощность n-ого слоя пласта, м;

n - число слоев.

Определение интенсивности горного давления.

В качестве критерия интенсивности горного давления для расчета параметров крепи следует принимать расчетные смещения кровли выработки с анкерной крепью. В пластовых выработках, проводимых в массиве и погашаемых за лавой, величина расчетных смещений Uп кровли определяется по формуле:

, (13)

где Uл – расчетные смещения кровли в период влияния опорного давления на протяжении 0,1Н от погашающей лавы, определяемые в зависимости от Н и Rc.

, (14)

где UТ – типовое смещение кровли, определяются по номограмме. [4]

Кα – коэффициент, учитывающий расположение выработок, для штреков, уклонов, бремсбергов Кα=1,0.

Кш – коэффициент, учитывающий отличие расчетной ширины выработки и сопряжения, определяется по формуле:

 (15)

Кв – коэффициент, учитывающий влияние других смежных выработок, 1;

Ка – коэффициент, учитывающий степень связывания и упрочнения пород различными конструкциями анкеров для сталиполимерных анкеров при длине закрепления их в скважине менее 1м. [4]

Выбор конструкции анкерной крепи

Основными факторами, определяющими выбор конструкций анкерной крепи, является назначение, срок службы выработок, их форма и размеры, интенсивность горного давления, а также степень устойчивости пород в кровле и боках выработок и сопряжений.

Выбираем анкер А20В с несущей способностью 131,2 кН закрепленный ампулой АП-470У.

Определяем длину закрепления анкера в скважине для коронки 30мм:

 (16)

Получаем длину закрепления стержня в скважине 0,625м.

Определяем длину закрепления анкера в скважине для коронки 27м:

 (17)

Получаем длину закрепления стержня в скважине 1,2м.

Определение параметров анкерной крепи для кровли выработки.

В условиях горного давления средней интенсивности и интенсивного при расчетных смещениях кровли Uп до 300мм, в выработках и спряжениях крепление и поддержание в течении всего срока службы следует производить одной анкерной крепью. Для I типа кровли сопротивления анкерной крепи Ра и длину анкеров Lа, устанавливаемых в забое следует принимать по номограмме. Для III типа кровли (в зонах тектонических нарушений) сопротивления анкерной крепи Ра и длину анкеров Lа, принимаем на 10 процентов больше по сравнению с расчетными по номограмме.

- для горных выработок (I тип кровли):

В=5,5 м, Ра=64 кН/м2, Lа=2,4 м;

- для горных выработок (III тип кровли):

В=5,5 м, Ра=70,4 кН/м2, Lа=2,7 м;

Количество анкеров по кровле выработки в ряду принимаем в зависимости от ширины выработки n=6шт. Несущая способность анкера А20В составит 131,2кН.

Шаг установки крепи по кровле рассчитывается по формуле:

 (18)

- для горных выработок (I тип кровли):

Принимаем Ск=1,0м.

- для горных выработок (III тип кровли), при весьма неустойчивой кровли, в зонах нарушений:

Расчетный шаг установки крепи сверяется с требуемой минимальной плотностью установки анкеров по формуле:

 (19)

Это удовлетворяет условиям.

Проверяем несущую способность анкерной крепи:

 (20)

Принимаем анкера типа А20В с несущей способностью 131,2кН.

Таблица 10 - Параметры анкерной крепи

Расчёт параметров анкерной крепи бортов выработки

Расчет производится согласно «Инструкцией по расчету и применению анкерной крепи на угольных шахтах России», СПб., ВНИМИ,- 2000.-70с

Таблица 11 - Исходные данные для расчета

Определение расчетного сопротивления пород на одноосное сжатие.

Расчетное сопротивление пород кровли на одноосное сжатие определяется для слоев кровли, залегающих на расстоянии, равном ширине

выработки по формуле:

 (21)

где Rcn - расчетное сопротивление n-ого слоя пласта, МПа;

mn - мощность n-ого слоя пласта, м;

n – число слоев.

Степень относительной напряженности пласта

 (22)

где -средний объемный вес пород, принимаемый равным 0,025МПа/м3;

Н- глубина от поверхности, м;

Rс.б.- расчетное сопротивление слоев, МПа;

Кв- коэффициент концентраций напряжений в боках от проходки выработок и сопряжений, 1,5;

Квл- коэффициент увеличения напряжений в боках выработок, 1;

Ко- коэффициент увеличения напряжений в боках выработок, 1.

.

Параметры анкерной крепи.

Сопротивление анкерной крепи и длину анкеров в боках выработок определяем по номограмме. [4]

Ра.б=22 кН/м2, lа.б=1,6м.

Для крепления борта выработки принимаем анкера А20В lа.б=1,6м, с несущей способностью Na=131,2кН и количество анкеров в ряду nб=2шт.( с установкой в одном ряду двух анкеров).

Определение шага крепи в боках выработок:

 (23)

Принимаем шаг крепи 1,0м.

Проверка шага крепи по плотности установки анкеров;

 (24)

Принимаем 1,0м.

На основании расчета и рекомендаций принимаем для крепления борта выработки анкера с параметрами:

Таблица 12 - Параметры анкерной крепи для бортов

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11