25448 (Проходка конвейерной выработки на шахте "Новодонецкая"), страница 2

гдеm – зазор между крепью и конвейером, m = 0,4м [1, п.2.2.3]

р – зазор между конвейером и подвижным составом,

р = 0,4м

n – зазор для прохода людей, n = 0,7м

C – ширина конвейерного става, С = 1,3м

А – ширина подвижного состава, А = 0,94м

а – уширение выработки за счёт кривизны ножек крепи

а = 0,2 м

в – запас на боковую усадку крепи,

в = 0,4 м – для штреков [2, с. 18]

В = 0,4 + 0,94 + 1,3 + 0,4 + 0, 7+ 2 0,2 + 0,4 = 4,5 м

По значению минимальной расчётной ширины выработки, с учётом запаса на безремонтное поддержание принимаем типовое большее сечение по приложению 4 [2, с. 63]

Принимаем ближайшее большее типовое сечение с шириной выработки в свету 4,75м. Это будет сечение с типоразмером крепи КМП – А3 / 13,8.

Проверим это сечение по скорости воздушной струи

V_возд. =

гдеS_св – сечение выработки в свету после осадки, м²

Q = 1120 м³/мин – расход воздуха по штреку при эксплуатации.

Расчётная величина V_возд. должна быть в пределах допустимых значений, обусловленных ПБ, а именно от 0,25 м/с до 6 м/с.

Значит сечение выбрано правильно.

Параметры сечения заносим в таблицу 1 [2, с. 63]

Таблица1. – Характеристика сечения

2.5 Параметры крепление выработки

Крепится штрек трехзвенной металлической арочной крепью КМП – А3/13,8 из спецпрофиля СВП – 27. Крепь предназначена для крепления выработки в зоне влияния очистных работ со сроком службы от 2 до 15 лет с крепостью пород с f = 2 – 9 и состоит из: верхняка и двух стоек, скреплённых внахлёстку скобами.

Возведение крепи начинают с установки стоек, уже скреплённых скобами с дополнительными стойками, в лунки и скрепляют их межрамными стяжками с ранее установленной аркой.

Устанавливают помост или подвесной полок, с которого на стойки укладывают верхняк, чтобы нахлёстка была 400 мм и соединяют их двумя парами скоб, предварительно заложив в замки между днищами стойки и верхняк деревянные прокладки. Верхняк соединяют с верхняком ранее установленной рамы межрамной стяжкой. Между замками смежных рам устанавливают межрамные деревянные распорки и пробивают деревянные клинья в двух точках между крепью и стенками выработки на высоте, равной примерно 0,6 её ширины.

После чего затягивают сначала кровлю, а затем бока выработки железобетонными затяжками, пустоты за ними заполняют мелкой породой.

Так как проходку осуществляем с креплением по мере подвигания забоя на одну раму, то временное выдвижное крепление не применяем (при необходимости его функции будет выполнять крепеустановщик КПМ-8).

Расстояние между рамами крепи определяем по формуле:

r_max = , м

гдеf = 3 крепость пород кровли

Р_кр – несущая способность одной рамы из СВП – 27,

Р_кр = 160 кН [2, т.10]

- объёмная масса пород кровли, = 2 т/м³ (по данным шахты)

а – полупролёт арки в проходке

а =

r_max =

Окончательно расстояние между рамами принимаем r = 0,5 м [2, табл. 11]

Межрамное ограждение служит для равномерного распределения давления породы на крепь и предупреждения вывалов. Ограждение бывает деревянное, железобетонное и металлическое сетчатое. В проекте принимаем железобетонные затяжки для затяжки кровли. Длина затяжки 1,0м, ширина 0,2м, толщина 0,05м. Вдоль оси выработки они укладываются встык. С учётом срока службы и малой крепости пород железобетонная затяжка используется и для кровли, а для боков штрека предусматриваем металлическую сетчатую затяжку.

2.6 Способ и схема проведения выработки

Способ проведения зависит от физика – механических свойств пород, площади поперечного сечения и длины выработки. В зависимости от способа отделения горных пород от массива различают комбайновую, буровзрывную, гидравлическую технологии.

Коэффициент крепости пород, арочная форма сечения выработки, большая протяжённость штрека (>300м) позволяют применить при прохождении штрека прогрессивный способ проходки с помощью проходческого комбайна. Комбайновый способ обеспечивает более высокую производительность труда и скорость проходки, безопасность ведения работ, большую устойчивость выработки, снижает стоимость проведения выработки по сравнению с БВР.

Штрек будет проводиться узким забоем, при котором уголь вынимается только в пределах поперечного сечения выработки, а порода выдаётся на поверхность. Достоинства этого способа, по сравнению с широким забоем: более высокая скорость проведения, лучшая устойчивость выработки, меньшие затраты на её поддержание. Основной недостаток – выдача породы на поверхность, что загружает подземный транспорт и подъём, а также отвалы загрязняют продуктами горения воздух вблизи шахт.

Учитывая слабую крепость пород кровли, принимаем преимущественно верхнюю подрыву, однако угол наклона пласта не позволяет разместить под таким наклоном основание штрека. Таким образом, частично подрываем и породы почвы.

Определим площадь угольного и породного забоя.

Площадь угольного забоя

S_уч. =

гдеm – мощность пласта;

В_прох. – ширина выработки в проходке

- угол наклона пласта, = 10⁰

Сечение породного забоя

S_пор. = S_прох. – S_уч. = 16,2 – 8,9 = 7,3 м²

Коэффициент присечки породы:

к_п =

Коэффициент К_п характеризует, какую часть порода занимает в сечении выработки.

Учитывая мощность пласта более 1метра, в проекте целесообразно было бы принять раздельную выемку угля и породы.

Однако применение конвейерного транспорта в штреке делает это практически невозможным, так как на конвейерах большой длины трудно разделить отдельно уголь и породу. Поэтому принимаем совместную выемку угля и породы.

2.7 Выбор проходческого оборудования

По способу обработки забоя исполнительным органом комбайны бывают избирательного действия, которые обрабатывают забой последовательно слоями или заходами и бурового действия, которые обрабатывают одновременно всю площадь забоя.

На угольных шахтах применение нашли комбайны избирательного действия, так как они имеют хорошую маневренность, возможность проводить выработки, различные по форме и поперечному сечению, сравнительно небольшую стоимость. Они имеют стреловидный исполнительный орган, оснащённый на конце резцовой коронкой и гусеничный механизм перемещения по выработке. На основании технических характеристик комбайнов для нашего случая:

при f = 3; к_п =0,45; S_пр = 16,2 м², L = 910 м можно принять комбайны типа КСП-21,П-110 и КСП 32.

Комбайн КСП-21 будет работать на пределе своих возможностей по площади и высоте сечения, КСП –32 более тяжелый и дорогой, а наиболее подходящим является П-110.

Комбайн предназначен для проведения горизонтальных и наклонных выработок (до 10⁰), сечением от 7 до 22м² с коэффициентом крепости пород f 7 с общей присечкой до 75%. Производительность по углю – 1,75 м³/мин, по породе – 0,25 м³/мин, форма сечения выработки арочная, скорость передвижения – 2м/мин, мощность установленных электродвигателей – 165 кВт, масса комбайна –30т.

Эффективная работа комплектов оборудования с проходческими комбайнами зависит от производительности транспортных средств и возможности их непрерывной работы. Для обеспечения непрерывности транспорта принимаем ленточный телескопический конвейер 2ЛТ-100, который может обеспечивать длину до 1500 м, и будет использован в дальнейшем в транспортной цепи лавы. Для перегрузки горной массы с комбайна на конвейер принимаем специальный ленточный перегружатель, который прикрепляется к комбайну.

Для доставки материалов в забой предусматриваем специальные площадки системы ПАКОД. Площадки цепляются к буксировочной вагонетке и доставляются в забой напочвенной канатной дорогой ДКНЛ. Дорога может использоваться в выработках со сложным знакопеременным профилям при углах наклона до 10⁰. Длина транспортирования 1100 м.

В забое штрека предусматриваем следующий инструмент: лом, кайло, кувалду, лопату, отбойный молоток, топор, гаечные ключи и др.

Для механизации работ по возведению постоянной крепи и доставки элементов крепи от места складирования до забоя принимаем крепеустановщик КПМ-8, который предназначен для минимального сечения 9,2 м². Передвижение крепеустановщика осуществляется по монорельсу.

2.8 Расчёт скорости проведения выработки

Технически возможная скорость проведения выработки в метрах за смену:

Vсм =

гдеТ_см - продолжительность смены, Т = 6ч.

t_п.з. – продолжительность подготовительно-заключительных операций, t_п.з. = 0,8 ч.

П_у и П_п – производительность комбайна по углю и по породе (из характеристики)

S_пр - площадь сечения выработки в проходке

К_н – коэффициент несовмещённого крепления,

К_н = 0,7 [2, с. 54]

r – расстояние между рамами крепи

Н_кр - норма выработки на крепление

Н_кр = 1,25 х 0,9 = 1,13 рам/чел [8, m. 104, 105]

к_м - коэффициент механизации крепления, к_м=1,05 [2, с. 55]

n_{кр -} количество проходчиков на креплении, n_кр = 5 чел.

Технически возможная скорость проходки комбайном составляет 3,6 м/см. Однако целесообразно соизмерять сменное подвигания с принятым расстоянием между рамами крепи 0,5 м. Для обеспечения установки целого числа рам за смену плановое подвигания забоя можно принять

V_см = 0,5м 7 = 3,5 м/см

Плановое суточное подвигания забоя:

V_сут = 3,5 n_см = 3,5 3 = 10,5м/сут

Скорость проходки в месяц:

V_мес = V_сут n_дн = 10,5 30 = 315м/мес.

Подвигания забоя за цикл:

r = 1,0м

Число крепёжных рам на цикл:

n_рам = 2шт

Расход материалов на 1 п.м. выработки

Расход крепёжных рам:

рам / п. м

2.9 Организационно-технологическая часть

2.9.1 Расчет объёма работ по процессам на смену

Состав рабочих процессов

В течение проходческой смены производятся следующие производственные процессы:

-выемка горной массы комбайном;