25330 (Технология отработки пласта выемочного участка шахты), страница 3

Панельная схема подготовки шахтных полей, как правило, применяется при разработке горизонтальных пластов и пластов с углами падения до 35° и позволяет при полной конвейеризации шахты и других благоприятных условиях создать очень крупные по мощности предприятия с годовой добычей угля 6 млн. т. и более.

Достоинства панельной схемой подготовки являются:

- возможность создания крупных по мощности шахт за счёт одновременной работы в нескольких панелях и обеспечения благоприятных условий для применения наиболее эффективного конвейерного транспорта;

- использование откаточных выработок одного горизонта для подготовки и отработки значительных по объёму запасов уменьшает их удельную стоимость и сокращает число углубок стволов;

- сравнительно малый объём постоянно поддерживаемых выработок;

- большая нагрузка на отдельный пласт и панель, способствующая высокой концентрации горных работ.

Недостатки панельной схемы подготовки:

- сложность в обеспечении надёжного проветривания длинных бремсберговых и особенно уклонных полей, имеющих одновременно в работе несколько подготовительных и очистных забоев;

- трудности эксплуатации длинных наклонных выработок. [1, 2]

2.3 Выбор системы разработки и ее параметров

2.3.1 Обоснованный выбор системы разработки

Система разработки – это определенный порядок, проведения подготовительных и очистных выработок в пределах выемочного поля, увязанный во времени и пространстве.

Система разработки может быть различна в зависимости от различных факторов:

форма месторождения и наличие геологических нарушений;

мощность разрабатываемых пластов;

угол падения (залегания) угольных пластов;

строение пластов;

крепость и вязкость угля;

обводненность месторождений и т.д.

Системой разработки данного выемочного поля является технология отработки пласта по простиранию длинными столбами. Система разработки длинными столбами отличается независимым ведением подготовительных и очистных работ. К началу очистной выемки все подготовительные выемки в пределах выемочного поля проводятся на всю его длину, не испытывая влияния очистного забоя. Поддерживаемые участки подготовительных выработок при ведении очистных работ также находятся в нетронутом массиве. Столбовые системы разработки применяются при любых способах подготовки. Направления движения очистного забоя может быть ориентированно по простиранию, падению и восстанию, а также под любым, другим углом к элементам залегания. Забой имеет прямоугольную форму.

Столбовые системы разработки являются наиболее прогрессивными при разработке мощных и средней мощности пластов.

Достоинства столбовых систем:

- наличие условия для поддержания выработок при ведении очистных работ так как они находятся в массиве угля, или в зоне лившегося горного давления;

- полное разделение подготовительных и очистных работ во времени и пространстве, что создает условия для применения наиболее производительной и дорогостоящей техники;

- детальная разведка пласта в период подготовки столба;

- возможность своевременной профилактической подготовки столба к выемке (дегазация, ослабление трудно оборудуемых кровель, снижение взрывоопасности);

- возможность погашения выработок в след за подвиганием очистного забоя, что обеспечивает регулярность извлечения металлокрепи;

- возможность изоляции возникшего пожара путем возведения герметичных перемычек, что позволяет сократить перерывы в ведении работ до минимума;

- оконтуривания выемочного столба лавы произведено таким образом что контур лавы располагается диагонально простиранию пласта с перспективой отработки запасов угля очистными забоем по восстанию с углами подъема 2-4°. Это позволяет избежать постоянного водопритока в действующие выработки лавы.

Недостатки столбовых систем:

- проведение большого объема подготовительных выработок до начала очистных работ;

- наличие тупиковых подготовительных забоев в период проведения выработок;

- трудности проветривания участка на сопряжении очистного забоя с вентиляционным штреком, что ограничивает нагрузку на очистной забой при разработке высокозапасных пластов;

- большие затраты на поддержание выработок при наличии пород склонных к пучению.

Выемочные столбы подготавливаются параллельно существующим столбам путем проведения выемочных штреков спаренными забоями. Выемочные штреки проводятся параллельно и через 300-500м сбиваются. Длина выемочных столбов колеблется от 1500м до 3000м, длина лавы 150-300м. Выемка угля в столбах предусматривается с оставлением целиков, с полным обрушением кровли.

Число одновременно работающих очистных забоев на пласте - 1. Направление отработки столбов обратное - от флангов к уклонам.

В связи с угрожаемостью пластов по горным ударам с глубины 150 и опасностью по внезапным выбросам угля, породы и газа с глубины 215м, очистные и подготовительные работы при достижении указанных глубин необходимо вести с соблюдение мер по предупреждению горных ударов и внезапных выбросов угля газа и породы. [1, 3]

2.3.2 Расчет параметров системы разработки

Для принятой системы разработки выбираем следующие параметры. Вынимаемая мощность пласта m=4,46м.

Длина выемочного столба L=3120м.

Длина очистного забоя (лавы) Lз=250м.

Длина конвейерного штрека Lк = 3070м.

Длина вентиляционного штрека Lв = 3070м.

Длина монтажной камеры Lм = 250м.

Отрабатываемая часть выемочного участка по простиранию определяется по формуле:

L=Lуч-hц1-hц2 , м, (1)

где hц1 – ширина целика по простиранию между лавой и

конвейерным уклоном, hц1 = 70м;

hц2 – ширина барьерного целика за монтажной камерой, hц2 = 50м.

L = 3120 – 70 – 50= 3000 м

Отрабатываемая часть выемочного участка по падению, определяется по формуле:

Н=Нуч-hц , м, (2)

где hц - ширина целика по падению, hц = 22м.

Н=283- 22=260м.

2.3.3 Подсчет запасов и потерь на выемочном участоке

Балансовые запасы угля.

Zб = L ∙ Н ∙ m ∙ γ, т, (3)

где γ – объемный вес угля, γ = 1,35м3/т.

Zб = 3120 ∙ 283 ∙ 4,46 ∙ 1,29 = 5080022т

Добыча из подготовительных выработок.

Zпод = S ∙ Ln ∙ γ, т, (4)

где S – сечение подготовительной выработки, м2;

Ln – длина подготовительной выработки, м.

Из конвейерного штрека:

Z1 = 3070 ∙ 22 ∙ 1,29 = 87126,6 т.

Из вентиляционного штрека:

Z2 = 3070 ∙ 22 ∙ 1,29 = 87126,6 т.

Из монтажной камеры:

Z3 = 250 ∙ 36,1 ∙ 1,29 = 11642,25т,

Zпод.об = Z1 + Z2 + Z3, т, (5)

Zпод.об = 87126,6 + 87126,6 + 11642,25 = 185895,45т.

Определяем запасы вынимаемые из очистного забоя по формуле:

(6)

Определяем процент потерь:

П% = Zп / Zб ·100 = 575100/5080022 · 100 = 11,2%.

Таблица 4 - Потери угля на выемочном участке

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.