РУССКИЙ | ENG> | ДонНТУ> Портал магистров ДонНТУ> Главная

Синолицкий Евгений Викторович

Факультет
Геотехнологий и управления производством

Специальность
Разработка месторождений полезных ископаемы

Тема выпускной работы:

Геомеханическое обоснование технологических схем разработки пласта k8 шахты "Октябрьский рудник"

Руководитель : к.т.н, доцент Голембиевский П.П.

Материалы по теме выпускной работы: Библиотека ~ ~ Ссылки ~ ~ Отчет о поиске ~ ~ Индивидуальное задание

РЕФЕРАТ


1.Характеристики месторождения.


    Шахта “Октябрьский рудник” ГП “Донецкуголь” сдана в 1975 году с проектной мощностью 1800 тыс. тонн угля в год, освоение которой предусматривалось на одном пласте шестью действующими лавами при среднесуточной нагрузке- 1000т/сутки. Однако, первые годы эксплуатации шахты показали значительное отклонение фактических горно-геологических условий разработки пласта от учтенных в проекте. В связи с этим произведена корректировка мощности на 1200 тыс. тонн в год. В дальнейшем в связи с не освоением мощности в 1996 году была утверждена производственная мощность 800 тыс. тонн в год.

    В настоящее время шахта ведет работы по пластам и и подготовку пласта .

    Базовая добыча шахты 480 тыс. тонн.

    Шахта “Октябрьский рудник” расположена на западной окраине г.Донецка, по административному делению входит в Куйбышевский район г. Донецка. Шахтное поле представлена пологой моноклиналью, залегание пластов пологое (8-16 градусов).

    Балансовые запасы на 01.01.2004 г. по пластам:
  • m3-19164 тыс.тонн
  • l81-15690 тыс.тонн
  • k8- 12979 тыс.тонн
  • всего 47833 тыс.тонн

    Промышленные запасы на 01.01.2008 по пластам:
  • m3-13528 тыс.тонн
  • l81- 12154 тыс.тонн
  • k8- 10264 тыс.тонн
  • всего 35946 тыс.тонн

    Существующими и утвержденными границами шахтного поля являются:
  1. По восстанию – по изогипсе минус 730 м;
  2. По падению – по изогипсе минус 1200м;
  3. По простиранию: на востоке – по Абрамовскому надвигу Ветковской флексуре;
  4. На западе- по Коксовому надвигу;

    Размеры шахтного поля : по простиранию -7.5 км, по падению 3.4 км.

    Поверхность шахты представляет собой слегка всхомленное степное пространство, расчлененное долинами балок и впадающими в них отрогами и оврагами. Максимальные отметки поверхности +240,0 м расположены в южной части участка. Минимальные плюс 180,0 м в долине балки Вербовой. Имеется ряд прудов, вода которых используются для технического водоснабжения предприятий города Донецка и в сельском хозяйстве.

    Поле шахты сложено породами верхнего и среднего карбона, которые повсеместно покрыты четвертичными и неогеновыми отложениями. Отложения верхнего и среднего карбона, представленные свитами C23 ,C3 ,C27 ,C26 и C25, сложены песчаниками, аргиллитами и алевролитами, среди которых залегают маломощные слои известняков и углей. В структурном отложении шахтное поле расположено на южном склоне Кальмиус- Торецкой котловины в висячем крыле Французского надвига и представляет собой моноклиналь , ограниченную Коксовым надвигом на западе Ветковской флексурой на востоке. Последняя осложняет спокойное залегание каменноугольных пород, падающих на север под углом преимущественно 8-16 градусов.

    Верхняя граница метановой зоны 350 м.

    Природная газоопасность всех угольных пластов характеризуется как средняя, переходящая в высокую. Величина в интервале “-474”- “-1200” м и колеблется от 10,4 до 24,7 м3/т.с.б.м , увеличиваясь с глубинной.

    По газовому фактору шахта “Октябрьский рудник” отнесена к опасным по внезапным выбросам. Имеют место суфлярные выделения метана.

    Пласт l81 - опасен по выбросам на восток от вост. откаточного квершлага m3-l81 с отметкой – 704 м . На запад от вост. oткаточного квершлага с отметкой – 800- угрожаемый, ниже – не выбросоопасный.

    Пласт m3 - на запад от разгрузочной лавы не выбросоопасный, на восток от разгрузочной лавы- угрожаемый.

    Остальные пласты – угрожаемые по выбросам.

    Пласт m3- угрожаемый по горным ударам с глубинны 1150 м.

    Пласт k8- угрожаемый по горным ударам.

    Угольные пласты не склонны к самовозгоранию . Все угольные пласты опасны по угольной пыли.

    Геотермической градиент и ступень в среднем составляет соответственно 2.9 градусов по Цельсию 100м и 35.5 м/ градус по Цельсию. Температура +30 градусов по Цельсию на отметке – 580 м. На глубине подсчета запасов (-1200м)- +48.9 градусов по Цельсию.

    Поле шахты вскрыто пятью вертикальными стволами: центральносдвоенными главным (скиповым) и вспомогательным (клетевым ), а также отнесенными восточным и западным воздухоподающими и вентиляционным №1 (на горизонт 741м) стволами.

    Подготовка бремсбергового поля пласта m3 и восточной части пласта l81 - панельная, западной части пласта l81 и восточной уклонной части пласта m3 - погоризонтная.

    В настоящее время бремсберговая панель пласта m3 и восточная часть пласта l81 отработаны. В работе находится восточная уклонная часть пласта и западная бресмберговая панель пласта , в подготовке – центральная панель пласта .
    Уклонное поле пластов и делится на следующие панели::
  • пласт m3 - восточная и западная;
  • пласт l81 - восточная и центральная.

    В настоящее время шахта разрабатывает два пласта :m3 “Александровский” и l81 ”София”, ведется подготовка к отработке пласта k8 “Паровичный”.

    На шахте применяется столбовая и комбинированная системы разработки лавами по падению – восстанию пласта.

    В работе находятся два очистных забоя : 5 панельная лава восточного уклонного поля пласта m3 и 7 панельная лава западного бремсберга пластаl81 .

    Для своевременного восполнения линии очистных забоев на шахте необходимо проводить около 4 км горных выработок в год.

    В настоящее время в работе находится три подготовительных забоя: конвейерный ходок 4 панельной лавы пласта (4ПП-2М), конвейерный ходок 8 панельной лавы пласта (П110), заезд (квершлаг) на 1 западный конвейерный штрек пласта (2ПНБ-2, УБШ-313). При проведении выработок применяется следующая механизация: для пластов выработок – комбайны П110, 4ПП-2, ГПКС; для полевых выработок – буровзрывной способ с применением породопогрузочной машины 2ПНБ-2, бурильной установки УБШ-313.

    Выдача горной массы от проходки пластовых выработок по пласту осуществляется совместно с углем из очистных забоев , транспортировка горной массы от проведения пластовых выработок по пласту и выработок по пласту транспортируется раздельно в вагонетках УВГ-2,5 ; ВД-3,3.

2.Производственная служба


    Режим работы шахты:
  • число рабочих дней в году – 300;
  • пятидневная рабочая неделя для трудящихся с выходными днями по скользящему графику и беспрерывная для шахты;
  • продолжительность рабочей смены на подземных работах – 6 часов , на поверхность – 8 часов ;
  • число рабочих смен в очистных и подготовительных забоях – три по добыче угля (проведение выработок) и одна ремонтно-подготовительная, на поверхности – 3 смены.

3.Вскрытиие шахтного поля


    Проектом принимается существующая на шахте схема вскрытия : вертикальными стволами и квершлагами.
    Поле шахты вскрыто пятью вертикальными стволами: главным (скиповым) вспомогательным (клетевым)- расположенными в центре шахтного поля , двумя фланговыми воздухоподающими (восточным и западным) и центрально-отнесенным вентиляционным №1 .
    Основной откаточный горизонт главных стволов заложен на глубине 995 м, вентиляционный – 741 м у вентиляционного ствола.
    Разрабатываем пласты m3 и l81 вскрыты парными откаточными квершлагами горизонт 995 м и вентиляционным квершлагом горизонт 741 м.
    Подготовляемый пласт k8 вскрыт воздухоподающим и конвейерным квершлагами горизонт 995 м.

4. Подготовка шахтного поля


    На шахте принят панельный способ подготовки пластов m3 и l81. Настоящим проектом предусматривается отработка лав по падению к дренажному горизонту 1150м. Подготавливающие выработки проходятся по пласту с верхней подрывкой боковых пород. Крепление выработок металлической прочной податливой крепью КМП-А3/13,8.
    С целью развития горных работ в восточной панели пласта m3 необходимо проведение двух наклонных ходков (вспомогательного и вентиляцинного на отметку-1150м ). Вскрытие пласта m3 на дренажном горизонте производится горизонтальными квершлагами. Ходки служат для подготовки дренажного горизонта- доставки грузов, людей, выдачи породы от проведения. На дренажном горизонте проходятся воздухоподающий и вентиляционные штреки в восточной части восточной панели.
    Прилагаемая схема подготовки и отработки восточной панели пласта позволяет иметь постоянно в работе по пласту два забоя.

5.Система разработки и технология ведения очистных работ.

Система разработки.


    Выбор рациональной системы разработки производим путем сравнивания различных вариантов систем для пласта k8. Исходя из горно-геологических условий, условий технологической эксплуатации угольных шахт приемлемыми системами разработки будут являться:
  1. Длинными столбами по простиранию лава–ярус с подачей свежей по конвейерному штреку, и отводу исходящей струи воздуха по вентиляционному штреку с прохождением выработок в присечку.
  2. Cплошная система разработки по простиранию лава-ярус без опережения конвейерного штрека.;

    Столбовая система разработки характеризуется подготовкой в каждом ярусе вентиляционным и конвейерными штреками. Выработки проводятся от панельного бремсберга или уклона к границам панели. У границ панели проводятся разрезные печи. Отработка столбов осуществляется обратным ходом . Ярус высотой 150-250 м отрабатывается двусторонними выемочными полями в нисходящем порядке.
    Достоинствами системы разработки являются минимальные потери угля, полная независимость ведения очистных работ от подготовительных простая и надежная схема проветривания, поддержание ярусных штреков в благоприятных условиях (в массиве-конвейерный, вентиляционный вприсечку к выработанному пространству ), предварительная разведка.
    Недостатки: большие затраты времени на подготовку столбов , большой объем проведения выработок в пределах яруса. Сплошная система разработок характеризуется одновременным ведением очистных и подготовительных работ в выемочном поле, при этом лавы и забои движутся прямым ходом от бремсбергов или уклонов к границам панели.
    Достоинства сплошной системы разработки: минимальные объемы подготовительных работ, простота схемы проветривания.
    Недостатки заключаются в поддержании штреков в выработанном пространстве, небольшой нагрузке на пласт, трудности проветривания при завалах лав, что усложняет работы по восстановлению, отсутствие до разведки залегания пласта.
    Учитывая выше изложенное, а также опыт эксплуатации пласта k8 на шахтах п.о. Донецкуголь (поддержание выработок вслед за лавой) принимаем столбовую систему разработки с отработкой лава-ярус по простиранию.

6. Технология ведения очистных работ.

Способ управления кровлей


    В соответствии с классификаций пород кровли угольных пластов ДонУГИ основной кровли А1-А2 и нижнего слоя по устойчивости Б2 –Б3 принимается способ управления кровлей полное обрушение с применением оградительно–поддерживающих крепей в лаве.
    Для повышения устойчивости нижнего слоя применяется опережающее механическое анкерование.

Способ отбойки угля и основные параметры работы выемочных машин.


    На основании опыта отработки угольных пластов на шахте ГП “Донецкуголь” и механических и геологических параметров угля проектом предусматривается комбайновый способ выемки угля. Для данных горно-геологических условий подходит ряд очистных комбайнов. Схема передвижки крепи по мере прохода комбайна. Управление кровли полным обрушением.
    Сравнивая технические характеристики комбайнов УКД300, К103М, КА-80, КА-200, которые предназначены для выемки пластов мощностью 0,8-1,2 м принимаем более производительный комбайн УКД300 максимальной скоростью подачи 12 м/мин и большей опоровооруженностью (суммарная мощность приводов 420 кВт).
    Комбайн УКД300 предназначен для выемки угля в очистных забоях, под вигающихся по простиранию пластов мощностью 0,8-1,3 м с углом падения до 35 градусов, а также по падению до 10 градусов , при сопротивляемости угля резанию до 360 кН/см. Производительность комбайна при Ар= 120 КН/м – 8,0 т/мин, Ар= 240 КН/м – 5,5 т/мин. Ширина захвата комбайна – 0,7 м. Масса -17,5 т.
    Комбайн УКД300 может применяться в составе механизированных комплексов 1МКДД, 1МДТ, МДМ, 1МКД-80 и 1МКД-90 оснащенных скребковым конвейером КСД26В.
    Комбайн оснащен безцепной системой подачи с частотно-регулируемым электроприводом и размещенным на штреке преобразователем частоты. Номинальное напряжение питания комбайна – 1140В.

    Комбайн имеет ряд преимуществ :
  • высокая надежность и ресурс, обеспечиваемые конструктивными параметрами комбайна и использованием высокопрочных материалов;
  • высокая производительность комбайна;
  • энерговооруженность привода резания 300 кВт;
  • поворотные автономные режущие части расположены в уступе забоя ;
  • встроенный в портал механизм подачи;
  • наличие системы охлаждения редукторов режущей части;
  • адаптированная к верхнякам конструкция портала;
  • оснащение шнеков системой пылеподавления с защитой от фрикционного искрения;
  • наличие диагностической информации для сокращения поиска повреждений.

Крепь в лаве


    Комбайн УКД300 может работать в составе механизированных комплексов МДМ, 1МКДД, 1МДТ, 1МКД-80, 1МКД-90.Все перечисленные комплексы предназначены для работы в аналогичных условиях, высокого технического уровня. По этой причине проектом предпочтение отдается уже опробованному на шахте комплексу МДМ, в состав которого входит гидрофицированная крепь ДМ.
    Крепь механизированная ДМ, агрегатированная , поддерживающе – оградительного типа, предназначена для механизации процессов поддерживания и управления кровлей в призабойном пространстве лавы при отработке пологих пластов мощностью 0,8-1,5 м в составе комплексов с комбайном УКД300 и конвейером КСД26В.

    Крепь обеспечивает:
  • двойной проход между конвейером и стойками крепи в исходном положении;
  • уменьшение давления на почву в зоне носка основания и наличие механизма подъема основания для работы в условиях слабых почв;
  • крепление узлов секции посредством быстроразъемных соединений чекового типа вместо болтовых соединений;
  • открытый доступ к элементам гидросистемы из рабочего пространства;
  • поперечную устойчивость секций и маневренность перекрытия благодаря использованию основания типа “катамаран” и раздельного управления гидростойками.
  • раздельное управление гидростойками.

    Шаг установки секций 1,5 м . Шаг передвижки – 0,7 м. Сопротивление секции 2200- 2800 кН. Удельное сопротивление на 1 квадратный метр поддерживаемой площади 385-505 кН/м .

    Таким образом, принимаем механизированную крепь ДМ в комплексе с очистным комбайном УКД300 и скребковым конвейером КСД-26В.