Ніколаєв Павло Петрович           Тема магістерськой роботи: Доробка запасів шахтного поле и вибір раціональної системи розробки в умовах шахтного пласта m5 шахти «Добропільська» ДХК «Добропіллявугілля». Науковий керевник: доц. канд. техн. наук І. І. Клочко Склали: Ніколаєв Павло Петрович та Наумец Дмитро Володимирович

Вугільна промисловість України являє собою потужнiй базовий сектор економікі країни, нараховующий понад 380 підприємств, займающихся видобутком і збагаченням вугілля, геологічною розвідкою і будівництвом шахт, їх автоматизацією і механізацією, проектно і науково-дослідницькими інстітутами, машинобудівні і ремонтно - механічні заводи, битові і транспортні організації. В теперешній час вугільна промисловість переживає кризисне становище. Ринок енергетичних ресурсів на Україні користується незадовілним попитом із-за зниження видобутку вугiлля. Цьому, основною метою є збільшення добичі на шахті і вихід на ринок вугілля нового рентабельного підприємства з продукцією, притягувати споживачів якісними показниками. Перспективність добичі енергетичного вугілля марки ДГ і Г з допустимими нормами зольності і зміст сери в них визначаються показниками : очікуємий підйом ділової активності на Україні повинен активізувати виробництво, використовуючи енергетичне вугілля Донецької, Луганскої, Днепропетровскої і інші індустріальними областями; реструктуризацію вугільної промисловості України являэ собою вибуття потужностей по видобутку вугілля у зв'язку з закриттям шахт, що потребує воспроізводство цих потужностей за рахунок реконструкції діючих шахт і збільшення їх потужностей; активізація міжнародних зв'язків, створення сумісних підприємств і виробництва. Висока ступінь технічної готовності гірничих робіт і поверхневого комплекса дають можливість швидкого збільшення навантаження на шахту, а гарантований збут добутого вугілля традиціонним споживачам на місцевому ринку забезпечить одерження прибутку для шахти. Враховуючи довгий срок служби шахти і її богаті природні ресурси, реалізація розглянутоі перспективи може дати стабільний прибуток на протязі многих років. Актуальность темы Сьогодні являє відкрита тема доработки запасів з максимальним видобутком корисних кополин. Ця тема є актуальною у зв'язку з тим , що велика кількість корисних копалин залишається в охороних і предохороних целіках, а целіки в свою чергу значно збільшується з збільшенням глубини розробки і погіршенням горно-геологічних умов. Науково-дослідницькі роботи і практичний досвід на шахтах доказують, що зниження втрат корисних копалин реально, але при умові використання додаткових засобів охорони вироботок дозволяющих знизити навантаження на кріп виработок, и знизити пучіння почви виработки.                                                            Рис1. -Анімірованний малюнок столбової системи розробки разработки                                                                    (кількість кадрів-6; кількість циклів повторення-9)

      1.Потужність пласта. На пластах дуже тонких и тонких використовують сплошну систему розробки, а на пластах середньої потужності і потужніх – стовбову або комбіновану систему розробку. Даний проектований пласт m₅^1В складної будови, складающийся з двух вугільних пачек потужністю 0,7 м – верхня, 0,35 м – нижня і прошарку породи потужністю 0,02 м, і корисної потужноті пласта складає 1,03 м, а виймаєма, для діючих виймаємого участка – 5-й пiвнiчної лави – 1,15 м. У зв'язку з цим, що використовують в якостi засобiв кріплення і керування покрівлею в очистному забої механізірованого комплексу КД-90 першого типорозмiра, було прийнято рішення призводити виїмку слабких порід почви на величину 0,1м.

      2.Кут падіння пласта сприяє на выбор направления подвигания очистного забоя. Когда угол падения находится в пределах 10-12 градусов, рекомендуется применять направление подвигания очистного забоя по падению пласта (в бремсберговых участках шахтного поля), кроме пластов мощностью более 2,0 м и слабых углях, и по восстанию пласта (в уклонных участках шахтного поля), кроме пластов с большим водопритоком в лаву – более 5 м3/час из-за возможного осложнения работ. Так как угол залегания пород, що вміщує угольный пласт m51в, составляет 10 градусов, то возможно применение вышеописанного способа при погоризонтном способе подготовки шахтопласта. Однако целью данного дипломного проекта является доработка запасов оставшейся части шахтного поля, запасы которого уже подготовлены с помощью уклонов по этажному способу подготовки, то принимаю направление подвигания очистного забоя -по простираню пласта.

      3.Глубина ведіння робіт сприяє на ефективність подтримання вироботок за лавою або в зоні її вливу, на можливість повторного використання виработок при комбінірованій системі розробки і на вибір способу охорони участкових виработок. На данный момент часу ведення гірничих рабіт по пласту m₅^1В, глубина розташування откаточного штрека 5-й північної лави складає 630 м при позначці поверхні землі “+180 м”.Остання глубина у нижній технічної границі шахтного поля складає 835 м. Таким чином, при слабких породах що вміщує вугільний пласт треба або використовувати стовбову систему розробки с розтащуванням виработок в массивє вугілля до ведення очістних робіт і погашенням їх за проходом лави, або сплошну систему розробки «лава–поверх» з охороною участкових виработок бутовими полосами услід за проходом лави. Також можливий один із варіантів комбінації розглянутих систем розробки.

      4.Характеристика порід що вміщує вугільний пласт. При слабких порід що вміщує почву пласта рекомендують використовувати сплошну систему розробки зі спеціальними способами охорони вийммальних виработок. При стовбовій системі розробці потрібно або спочатку проводити виработки з прісечкою лише пучащі слоя порід почви, або більшій його частині (при цьому планіруємо подняття залишившейся частині слоя не повинно перевищувати максимально допустимого рівня для використовуємих в виймальних виработках зособів транспорта), або проводити засоби по недопущенню підняття порід выще допустимого рівня. При слабких породах кровлі пласта виймалні виработки, при їх тривалому нахожденні в зоні впливу гірничих рабіт, можливе втратити свою працездатність із-за втрати податливості крепі і вихода її із строю у результаті перевищення можливмх зсувів порід кровлі над метою податливості кріпи, встанновленій в виработкі. Вміщающі же породи пласта m₅^1В як кровлі так і почви відносят до порід середньої стійкості (породи безпосередньої кровлі – сланець песчаний потужністю 10 м і міцністю по шкале професора М.М. Протодьяконова f=4; породи основної кровлі – песчаник потужністю до 10 м и міцністю f=6, відносят до категорії легкообрушаемих; породи безпосередньої почви – сланець песчаний потужністю 0,7 м і міцністю f=4 (середньої стійкості); нижче в основній почві пласта залегає крепкий песчаник потужністю 8,0-20,0 м і міцністю f=7).

      5.Міцність вугілля впливає на вибір засобів виймання вугілля в очистному забої і на напрям подвигання очистного забоя при роботі лав по падінню-восстанню пласта. Так як вугілля пласта слабий, а вміщающі же породи і наявність гірничо-геологічних нарушень не дозволяють використовувати виймання вугілля за допомогою стругових устаткувань, то в очистному забої використовують механізірований комплекс з узкозахватним виймальним комбайном. Як було вище сказано , направлення подвигання очистного забою принято по простиранню пласта.

      6.Обводнйонність пласта негативно сприяє на роботу очистних і підготовчих забоїв при підвиганні їх по падінню пласта. Пласт m₅^1В обводнйон, але це не сприяє на роботу очистних и подготовчих участків, так як направлення виймання і підвигання провадится по простиранню пласта, а проведення виймальних вироботок здійснюється по напряму з уклоном в сторону наклонних вироботок для

      7.Схильність вугільня к самовозгоранню.

      8.Небезпека пласта по раптовим вибросам вугіляя і газа.

      9.Небезпека шару по гірським ударам. Пласт m51в относится к категории неопасных пластов по внезапным выбросам угля и газа и неопасных по горным ударам, однако, опасен по взрывам угольной пыли.

      10.Газообільність виймалного участка в цілому і метановиділення із пласта і виробленого простору на виймальном участці в цілому. При высокій очікуванні метановиделенні на виймальному участці можливо зниження очікуваного рівня добичі по газовому фактору. Цьому доцільно в таких випадках використовувати найбільш раціональну систему розроботки, які дають можливість збільшити навантаження на лаву по газовому фактору – комбінірованної с прямоточним провітрюванням, подсвіженням ісходящої струї повітря із лави і виводом її на вироблений простір. Шахта «Добропільска» ГПДУ «Добропільєвугілля» відносять до сверхкатегої по виділенню газа метана, т.ч. з відносним метановиделенням больш 15 м3/т.

      11.Гипсометрiя пласта сприяє на використання засобiв транспорта корисних копалин вiд очистного забоя. При складнiй гипсометриi використовують откатку добутої гірської масси в вагонетках за допомогою електровозiв, а при спокiйнiй – транспорт вугiлля конвейєром.

      12.Нарушеннiсть розроблюємого участка шахтопласта. В нарушенних гiрничо-геологiчних разривiв нарушеням участках пласта доцiльно використовувати стовбову або комбiнiрову систему розробки на базi стовбових для можливого виявлення зон нарушення порід. При сплошній і комбінірованній на базі сплошної системи разробки такої можливості немає.

      В якості першого варіанта системи розробки, принято до розгляду, візмемо комбініровану систему розробоки столбової зі сплошною зображену на малюнку 2

Рис2. - Комбінірована система розробоки стовбової зі сплошною з пластовим розташуванням вироботок

      В якості альтернативного варіанта системи розробки викоритяємо – комбініровану систему розробки стовбової зі сплошною з прямоточним провітрюванням на участці, виводом ісходящої із лави вентіляційної струї на виробленний простiр і подсвіженням її на конвейерному штреку, охороною конвейерного штрека за проходом лави – бутової полоси і проведенням вентіляційного штрека знову за лавою з відставанням від неї впрісечку до конвейерного штреку верхнього поверха,зображеного на малюнку 3

Рис3. -Комбінірована система розробоки стовбової зі сплошною з пластовим розташуванням вироботок

Для порівняння пропонуємих систем розробки і вибіра найбільш доцілного варіанта для даних гірничо-геологічни умов, спираючись на результати рішення по способу охорони участкових вироботок, зробимо висновки, що даний варіант повторного використання конвейєрного штрека в якості вентіляційного з охороною вироботки за проходом очистного забоя экономически выгоднее, чем проведение вентиляционного штрека вприсечку к выработанному пространству.       Вибір доцільного варіанту системи розробки за допомогою складання і рішення економіко-математичної моделі дозволяє заключно зробити висновок кращого для данних умов варіанта системи розробки.       Для сравнения этих двух вариантов и выбора наиболее рационального необходимо составить и решить экономико-математическую модель (ЭММ), учитывающую затраты на проведение выработок К, поддержание выработок R, и транспорт полезного ископаемого G, общий вид которой представлен выражением:      С – удельне витрати, грн/т;      Z – запаси вугілля, т.       Післе розрахунку (ЄММ) можливо впевненитись, у тому ,що перший варіант системи розробки: комбінірованая стовбова зі сплошною з виїмкою одинарними лавами по простіру пласта з прямоточним провітрюванням на виїмочном участці, з виводом ісходящої із очистного забою струї на вироблений простір і підсвіженням її на конвейерном штреці, з повторним використанням конвейерного штрека в якості вентіляційного і охороною його за проходом лави за допомогою штучного охоронної споруди, найбільш доцільна для данних гірничо-геологічних умов. Для порівняння цих двух варіантів і вибіру найбільш доцільного треба скласти і вирішити економіко-математичної модель (ЄММ), враховуючі втрати на проведнния вироботок до, підтримання вироботок R, и транспорт корисног копалин G, загальний вид якої представлен вираженням:   Використання можливостей JavaScript!     На цiй сторiнцi представленi розрахунок формул з використанням Java Script.     В якостi приклада розрахуємо ступiнь пучiння почви виробитки, яка дає велике значення на стан виработки для попереднього вибору способiв i засобiв подтримання виработки. Визначаємо по формулi где: Hp - глубiна залiгання виработки, м; Rn - мiцнiсть що вмiщує породу, МПа; Введiть значення: глубина залiгання виработки: мiцнiсть що вмiщує породу:     Результат работи скріпта:     Степень пучения почвы выработки по вашим данным составляет: Приведемо можливу ступiнь пучiння почви по розрахованому критерiю пучiнню : Для Hp =650м: Якщо 14 < Кn ≤ 15 - це пучащi почви, потрiбно використовувати пiдривку почви спецiальними агригатами або проводити заходи по усуненню пучiнню почви. Для Hp =830м: Якщо 18 < Кn ≤ 20 - це слабопучащi почви, якi не потребують постiйного контроля над собою а заходи по усуненню пучiнню, провадитися без розрахункiв. Посилання 1.   Технология подземной разработки пластовых месторождений полезных ископаемых. Учебник для вузов. Д.В.Дорохов, В.И.Сивохин и др. Под общей ред.Д.В.Дорохова. - Донецк, ДонГТУ. - 1997. - 344с; 2.   Указания по рациональному расположению, охране и поддержанию горных выработок на угольных шахтах СССР. – Л.: ВНИМИ, 1986. – 222 с.; 3.   Задачник по подземной разработке угольных месторождений. Учебное пособие для ВУЗов/Сапицкий К. Ф., Дорохов Д. В., Зборщик М. П., Андрушко В. Ф. – 4-е издание. М.: Недра, 1981. – 311с.; 4.   Производственные процессы в очистных забоях угольных шахт /И.Ф. Ярембаш, В.Д. Мороз, И.С. Костюк, В.И. Пилюгин. – Донецк, РИА ДонГТУ, 1999. – 120 с.; 5.   И;Производственные процессы в очистных забоях угольных шахт /И.Ф. Ярембаш, В.Д. Мороз, И.С. Костюк, В.И. Пилюгин. – Донецк, РИА ДонГТУ, 1999. – 120 с.; 6.   Правила безопасности в угольных шахтах. – К.: 1996. – 421с.;

   

Автореферат     Бібліотека     Посилання    Результати пошука

---