Технология отработки пласта выемочного участка шахты

Рс = 8600 кН > Qc = 4290 кН.

Управление горным давлением - совокупность мероприятий по регулированию проявлений горного давления в рабочем пространстве очистного забоя и прилегающих к нему подготовительных выработках с целью обеспечении безопасности и необходимых производственных условий.

Эти мероприятия сводятся к правильному выбору крепи горных выработок, предупреждению массовых обрушений пород, горных ударов и внезапных выбросов угля и газа.

При отработке пологих и наклонных пластов горное давление проявляется в основном со стороны кровли.

Принимаем управление кровлей – полное обрушение. Этот способ является самым экономичным. Он отличается малой трудоемкостью и позволяет полностью механизировать работы по управлению кровлей.

Крепление сопряжения очистного забоя лавы с конвейерным штреком.

Крепление сопряжения лавы 5а-6-18 с конвейерным штреком 5а-6-18 на всем протяжении отработки выемочного столба осуществляется двумя концевыми секциями крепи с удлиненными верхняками. На крайней секции установлен щиток сопряжения.

От нижнего борта конвейерного штрека, на расстоянии 1,75м, устанавливается лафет на стойки СГПВ (ГВКУ, 14Т-25). Расстояние между стойками 1м. По мере подвигания очистного забоя лафет уходит в завал, а стойки СГПВ (ГВКУ, 14Т-25) убираются и переносятся вперед для последующей установки. Усиление крепления должно быть не менее 6м.

В зонах с неустойчивой, трещиноватой кровлей производится дополнительное усиление путем установки сталеполимерных анкеров второго уровня длиной 3,0м или канатных анкеров длиной 4-5м и пробиваются подхваты из лафета под руд. стойки или гидравлические стойки СГПВ. Усиление крепления должно быть не менее 20м.

В случае невозможности установки анкеров разрабатываются дополнительные мероприятия по усилению крепления штрека.

В зонах горно-геологических нарушений, где высота выработки более 3,5м, для удержания пород кровли над перекрытием секции, производится возведение клетей из лафета или рудостойки, на подхваты из лафета. Подхваты подвешиваются к кровле на цепи СР-70 и при подходе очистного забоя за 30м под них пробиваются рудстойки диаметром 200мм.

При подходе очистного забоя к данным зонам, а также к сопряжениям вентиляционного штрека со сбойками и выходе из них, производится усиление крепления штрека не менее, чем за 20м.

Крепление сопряжения очистного забоя лавы с вентиляционным штреком 5а-6-18 осуществляется линейными секциями крепи.

На вентиляционном штреке 5а-6-18 на расстоянии не менее 6м от линии очистного забоя по нижнему и верхнему борту выработки, устанавливается лафет на стойки СГВП (ГВКУ, 13Т25). Расстояние между стойками 1м. По мере подвигания очистного забоя стойки СГВП (ГВКУ, 13Т25) убираются и переносятся вперед для последующей установки, лафет уходит в завал. Усиление крепления должно быть не менее 6м.

На последней секции крепи установлен лист ограждения, который позволяет оградить очистной забой лавы от вывалов пород из отработанного пространства вышележащей лавы.

2.5.3 Проверка крепи по допустимой скорости воздушной струи

Как уже отмечалось, пласт 6 является газообильным (относительная газообильность 10 м3/т). Поэтому выбранный комплекс необходимо проверить по условиям проветривания: проходное сечение рабочего пространства забоя должно соответствовать ПБ по пропускной способности воздушной струи. Для этого необходимо сопоставить фактическую площадь сечения рабочего пространства данной крепи Sф с полученным расчетным путем Sр. При этом должно соблюдаться следующее условие: Sр ≤ Sф.

Sр = , м2, (50)

где Кq – коэффициент естественной дегазации пласта, 0,7;

q – относительная газообильность пласта, 10 м3/т;

Vмах – максимально допустимая скорость движения воздуха, 4м/с;

d – допустимая концентрация метана в исходящей струе, 1%;

Кв – коэффициент, учитывающий движение воздуха по выработанному пространству, 1,3.

Qт = т ∙ r ∙ γ ∙ Vп, т/мин. (51)

где r – ширина захвата комбайна, 0,8 м;

γ – плотность угля, 1,29 т/м3;

Vп – возможная скорость подачи комбайна, 8 м/мин;

т – мощность пласта, 4,46м.

Qт = 4,46 ∙ 0,8 ∙ 1,29 ∙ 8 = 36,8 т/мин.

Sр = , м2.

8,2 м2 ≤ 14 м2.

Крепь очистного забоя RS 4700 - выбрана правильно.

2.5.4 Проверка длины лавы и длины конвейера

С механизированным комплексом RS 4700 будет задействован очистной комбайн 6LS3 и забойный скребковый конвейер AFC.

Необходимо сделать проверку лавного конвейера по производительности и допустимой длине.

С учетом влияющих факторов паспортная производительность конвейера определяется по формуле:

Qк = 60 ∙ Qм ∙ Кк ∙ Кн ∙ Ку ∙ Кг, т/час, (52)

где Qм – минутная машинная производительность комбайна, 36,8 т/мин.;

Кк – поправочный коэффициент, учитывающий снижение скорости отбора материала от выемочной машины при попутном движении комбайна и цепи конвейера;

Кк = . (53)

где Vц – скорость движения скребкового конвейера;

Кн – коэффициент неравномерности загрузки желоба, 1,4;

Ку – коэффициент, учитывающий угол падения пласта, 1,3;

Кг – коэффициент снижения производительности вследствие отказов, 0,9.

Qк = 60 ∙ 36,8 ∙ 1,4 ∙ 1,3 ∙ 0,9 = 3616,7 т/час.

Номинальная производительность конвейера AFC по паспортным данным составляет 3000 т/час.

Выполним проверку выбранного конвейера по возможной длине Lк

, м, (54)

гдеР – тяговое усилие привода, Н, согласно технологическим параметрам, Р = 300000 Н;

go – масса 1 м тягового органа, go =141 кг;

g – масса 1 м транспортируемого материала, g≈550 кг;

f – коэффициент сопротивления движению тягового органа, 0,8;

β – угол наклона конвейера, 5°;

w – коэффициент сопротивления движению угля, 0,5.

 м.

Допустимая длина конвейера 527м, что при длине лавы 5-6-18 250м является подтверждением правильного выбора типа лавного конвейера по длине.

Длина очистного забоя является одним из качественных показателей подготовленных к выемке запасов угля и существенно влияет на технико-экономические показатели работы забоя. Необходимо подтвердить правильность предварительного выбора длины очистного забоя под очистное оборудование.

Ориентировочно длину очистного забоя при односторонней выемке можно определить по формуле:

Lл =, м (55)

гдеТсм – продолжительность смены, 360 мин.;

tпз – время на подготовительно-заключительные операции в одну добычную смену, 20 мин.;

tк – время на выполнение концевых операций цикла, 15 мин.;

Nц – количество циклов в смену;

Кк – коэффициент готовности комбайна, 0,9 – 0,95;

Vвп – возможная скорость подача комбайна в зависимости от энергозатрат на разрушение угля, 10 м/мин;

Vм – маневренная скорость комбайна, до 15 м/мин.;

tз – время на замену одного зубка, 0,6 – 0,85 мин.;

F – площадь торца, вынимаемой полосы;

Z – расход зубков на 1 м3 отбитого угля, 0,05 – 0,15 шт/м3;

tв – удельные затраты времени на вспомогательные операции.

Lл =м.

Можно говорить о том, что выбранная предварительная длина лавы (250м) при проверке оказалась верной и допустимой по техническим возможностям комбайна. Полученная расчетная величина говорит о техническом запасе производительности очистного оборудования для отработки лавы длиной более 250 м.

Длина очистного забоя должна быть проверена по газовому фактору.

Lл = , м, (56)

где Sл – площадь сечения забоя при минимальной ширине призабойного пространства, м2;

Vдв – допустимая по ПБ скорость движения воздуха по лаве, 4 м/с;

d – допустимая по ПБ концентрация метана, 1 %;

Квп – коэффициент, учитывающий движение воздуха по по выработанному пространству, 1,1 – 1,5;

nц – количество циклов в сутки, 6;

Кд – коэффициент естественной дегазации в период остуствия работ по выемке угля, 0,65-0,75;

qСН4 – относительное газовыделение, 10 м3/час.

Lл = , м.

По газовому фактору, выбранная предварительная длина лавы 250м при проверке оказалась верной и допустимой.

2.5.5 Определение суточной нагрузки на очистной забой

Необходимо определить суточную нагрузку на забой с учетом горнотехнических факторов (скорость подачи комбайна) по формуле:

Асут.н = , т/сут., (57)

гдеАсут н – нормативная суточная нагрузка на очистной забой, т/сут.;

Ац – количество угля с одного цикла, т;

Т – время работы в очистном забое за сутки, мин.;

Тц – время, затрачиваемое за цикл, мин.

Ац = Lл ∙ r ∙ m ∙ y ∙c, (58)

Ац = 250 ∙ 0,8 ∙ 4,46 ∙ 1,29 ∙ 0,99 = 1140 т.

Время работы в очистном забое за сутки:

Т = (tсм – tпз) ∙ Nсм, мин., (59)

Т = (360 – 20) ∙ 3 = 1020 мин.

Время работа за 1 цикл:

Тц =, мин., (60)

гдеVп – скорость подачи комбайна по выемке, 8 м/мин.;

Vз – скорость комбайна по зачистке, 12 м/мин.;

Тв – время на вспомогательные операции цикла, 0,15 мин/м;

Ко – коэффициент, учитывающий норматив времени на отдых, 1,1;

Кк – коэффициент, учитывающий затраты времени на концевые операции, 1,1.

Тц = мин.

При этом суточная нагрузка на забой определяется:

Асут.н = 1140∙ 1020/ 107,4= 10827 т/сут.

Суточная нагрузка на очистной забой должна быть проверена по фактору проветривания (газовыделению) по формуле:

Аr = , т/сут.

где Sл – площадь сечения забоя при минимальной ширине призабойного пространства, м2;

Vдоп – допустимая по ПБ скорость движения воздуха по лаве, 4 м/с;

d – допустимая по ПБ концентрация метана, 1%;

Ку – коэффициент, учитывающий движение воздуха по выработанному пространству, 1,1 – 1,5;

Кед – коэффициент естественной дегазации в период отсутствия работ по выемке угля, 0,65 – 0,75;

qCH4 – относительное газовыделение, 10 м3/т;

Кнг – коэффициент неравномерности газовыделения в лаве, 1,9;

Аr =  т/сут.

Для дальнейшего расчета принимаем суточную нагрузку по фактору проветривания, Асут н = 9144,5 т/сут.

Необходимое количество циклов для обеспечения принятой суточной нагрузки составляет:

Nц = Асут н / Ац = 9144,5 / 1140 = 8,02 цикл.

Примем окончательно количество циклов 8 шт.

Асут н = 1140 ∙ 8 = 9120 т/сут.

В дальнейшем полученную суточную нагрузку на забой нужно принимать как плановую суточную нагрузку на забой.

Теперь можно уточнить часовую нагрузку на лавный конвейер:

Qк = , т/час, (61)

Qк =  т/час.

Полученная величина нагрузки на конвейер в несколько раз меньше паспортной нагрузки. Делаем вывод, что фактору нагрузки забойный конвейер выбран верно.

2.5.6 Технология выемки угля

Выемка угля производится комбайном 6LS3, который работает с рамы забойного конвейера и производит разрушение угля в массиве скалыванием его режущими органами (шнеками). Выемка угля комбайном производится по односторонней схеме.

В исходном положении комбайн находится внизу у конвейерного штрека. Один шнек опущен до почвы, другой – поднят на высоту максимальной выемки угля. В таком положении комбайн поднимается на 20-25м и останавливается. Производятся концевые операции по передвижке нижней части забойного конвейера, передвигаются к забою нижняя приводная станция с перегружателем и 15м его става.

После этого нижний шнек комбайна поднимается на высоту 1-1,5м от почвы и в таком положении комбайн доходит до вентиляционного штрека, верхний шнек при этом производит выемку верхней части пласта (2,6м) до кровли. Вслед за комбайном передвигаются секции крепи с отставанием от него не более чем на 5 секций.

У вентиляционного штрека шнеки опускаются до почвы и при движении комбайна вниз к конвейерному штреку вынимается нижняя пачка угля 1,7м и производится зачистка. Вслед за передвижением комбайна вниз производится передвижка става конвейера с плавным изгибом у комбайна.

При подходе комбайна к 15-й секции нижний шнек поднимается на величину максимальной выемки от почвы и производится плавная самозарубка комбайна. У конвейерного штрека нижний шнек опускается до почвы пласта, а верхний поднимается на максимальную величину выемки. Комбайн принимает исходное положение для выемки угля.

Крепление сопряжения лавы с конвейерным штреком на протяжении отработки выемочного столба осуществляется двумя концевыми секциями крепи.

По верхнему борту конвейерного штрека устанавливается лафет на гидравлические стойки. По мере подвигания гидравлические стойки убираются, а лафет уходит в завал. По нижнему борту конвейерного штрека лафет устанавливается на деревянные стойки.

Крепление сопряжения лавы с вентиляционным штреком осуществляется линейными секциями крепи. На вентиляционном штреке на расстоянии не менее 6м от линии очистного забоя по бортам выработки устанавливается лафет на стойки ГВКУ. По мере подвигания очистного забоя лафет уходит в завал, а гидравлические стойки извлекаются для последующей установки. На последней секции крепи устанавливается лист ограждения, который позволяет оградить очистной забой лавы от вывалов породы из отработанного пространства вышележащей лавы.

2.5.7 Технология перемонтажа комплекса JOY-2

Перемонтаж комплекса производится в следующем порядке:

доставляются с поверхности и монтируются 30 секций крепи, начиная от месторасположения секции крепи № 5;

доставляются с поверхности и монтируются перегружатель и дробилка;

демонтируется и перевозится, монтируется нижний энергопоезд;

демонтируются и выдаются на поверхность для ремонта узлы комбайна 6LS-3;

демонтируется, начиная от лавы перегружатель и выдается на поверхность;

демонтируется нижняя головка забойного конвейера, вывозится на конвейерный штрек и монтируется;

демонтируется верхняя головка забойного конвейера АЗК, привод выдается на поверхность;

демонтируется, перевозится и монтируется передвижная хвостовая головка ленточного конвейера "Матильда";

перевозится и монтируется от "Мотильды" весь перегружатель;

демонтируются, перевозятся и монтируются две нижние секции крепи, на их месте выкладываются клети;

доставляется и монтируется нижняя головка забойного конвейера АЗК с поверхности;

демонтируются, доставляются в монтажную камеру и монтируются четыре линейных секции забойного конвейера;

доставляется в демонтажную камеру и устанавливаются демонтажные плиты;

демонтируются и разворачиваются для крепления верхней части демонтажной камеры две верхних секции крепи;

производится демонтаж, перевозка и монтаж секций крепи и линейных секций конвейера АЗК;

после демонтажа, перевозки и монтажа последних секций крепи и конвейера доставляется и монтируется комбайн 6LS-3;

доставляется и монтируется нижняя приводная головка забойного конвейера АЗК;

расключаются электрические и гидравлические сети в новой лаве.

2.6 Мероприятия по охране труда и безопасности работ

2.6.1 Вентиляция выемочного участка

Расчет количества воздуха для лавы по выделению метана производится по формуле:

, м3/мин, (62)

гдеJоч – абсолютное газовыделение в забое, м3/мин;

, м3/мин, (63)

гдеq – относительное газовыделение в забое, м3/т;

Дпл – плановая нагрузка на забой, т/сут.;

1440 – количество минут в сутках.

м3/мин.

Кн – коэффициент неравномерности газовыделения, 1,1÷1,3;

с – допустимое по ПБ содержание метана в исходящей струе забоя с = 1%;

со – количество газа в поступающей вентструе в забой, со = 0,1%.

k – коэффициент, учитывающий движение воздуха по части выработанного пространства забоя, 1,25.

= 133,3 м3/мин.

Расчет количества воздуха для проходки по выделению метана производится по формуле:

, м3/мин., (64)

гдеJпр – абсолютное газовыделение в забое принимаем по факту- 0,53м3/ мин.

 м3/мин.

Расчет количества воздуха по числу людей, находящихся в лаве производится по формуле:

Qл = 6 ∙ n, м3/мин., (65)

где n – наибольшее число людей, работающих в забое, чел.;

6 м3/мин – количество воздуха необходимое для одного человека.

Qл = 6 ∙11 = 66 м3/мин.

Расчет количества воздуха по числу людей, находящихся в подготовительном забое производится по формуле:

Qпр = 6 ∙ n, м3/мин. (66)

Qпр = 6 ∙ 9 = 54 м3/мин.

Проверка количества воздуха по минимально допустимой скорости движения воздуха в лаве производится по формуле:

Qоч ≥ 60 ∙ S ∙ Vmin , м3/мин, (67)

гдеS – площадь поперечного сечения призабойного пространства в свету, м2;

Vmin –минимальная допустимая скорость движения воздуха в забое, 0,25 м/с.

Qоч = 133,3 м3/мин ≥ 60 ∙ 3,95 ∙ 0,25 = 59,25 м3/мин.

Проверка количества воздуха по минимально допустимой скорости движения воздуха в проходческом забое производится по формуле:

Qпр ≥ 60 ∙ S ∙ Vmin , м3/мин,

Qпр ≥ 60 ∙ 13,0 ∙ 0,25 = 195 м3/мин.

Проверка количества воздуха по максимально допустимой скорости движения воздуха в очистном забое производится по формуле:

Qоч ≥ 60 ∙ S ∙ Vмах , м3/мин,

Qоч = 133,3 м3/мин ≤ 60 ∙ 3,95 ∙ 4,0 = 448 м3/мин.

Расчет количества воздуха для участка:

При  то Qуч = Кут ∙ (Qоч + Qпр), м3/мин.,

При  то Qуч =∙ (Qоч + Qпр), м3/мин.,

гдеКут – коэффициент, учитывающий утечки воздуха через выработанное пространство, 1,15 ÷1,45;

Jуч – ожидаемое среднее газовыделение на участке, 1,53 м3/т.

При  то Qуч = 1,45 ∙448 + 195 = 752 м3/мин.

2.6.2 Меры безопасности при ведении горных работ

Меры безопасности при эксплуатации комбайна 6LS-3.

Эксплуатировать очистной комбайн следует только в технически безупречном состоянии и по назначению; с соблюдением правил техники безопасности, руководствуясь инструкцией по эксплуатации. Немедленно устранять помехи, которые могут привести к снижению безопасности.

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