ДонНТУ   Портал магистров

Реферат по теме выпускной работы

Содержание

Введение

На угольных шахтах Украины в последние двадцать лет имеет место хроническое отставание темпов проведения вскрывающих и подготавливающих выработок по отношению к скоростям подвигания современных комплексно-механизированных очистных забоев примерно в 1,5–2,0 раза. Это не позволяет своевременно производить подготовку запасов к выемке при столбовой системе разработки, зачастую вынуждает применять сплошную или комбинированную систему разработки с прямым ходом лав, что снижает производственную мощность предприятия. Низкие скорости подготовительных работ, большие затраты на поддержание выработок глубоких шахт, в числе других причин, ведут к росту себестоимости украинского угля и в 2010–2012 гг. отечественные потребители увеличивают импорт российского, польского и австралийского угля.

1. Актуальность темы

В 2007 году ГП ДонУГИ разработал технологию скоростного проведения вскрывающих и подготавливающих выработок комбайновым способом, которая реализуется типовыми комплексами оборудования КПК [1] . Эти комплексы предназначены для механизации отбойки, погрузки и непрерывного транспортирования горной массы из забоя, а также механизации возведения анкерного (1КПК), рамного (2КПК) или смешанного (3КПК) крепления с использованием навесного оборудования при проведении выработок арочной, трапециевидной и прямоугольной (с горизонтальной и наклонной кровлей) форм поперечного сечения от 11,0 до 32,0 м2. В состав комплексов входит проходческий комбайн, оборудованный устройством для возведения анкерного крепления, ленточный перегружатель ПЛ800 (длина 45 м), проходческий ленточный конвейер 1ЛТП800Д, бункер-конвейер БК900, скребковый перегружатель СРП, пылеотсасывающая установка УП360, маневровая тележка ТМ300 и шахтная многофункциональная лебедка ЛШМ [2–3].

Возможно применение в составе комплексов комбайнов КПД, КПУ производства Горловского машзавода; КП21, КП25, КП200 производства Копейского машзавода; П110-01м, П110-04 производства Новокраматорского машзавода; КСП42(43), КСП35 производства Ясиноватского машзавода. Эти комбайны нового технического уровня позволяют эффективно разрушать породы прочностью на сжатие до 100–120 МПа (f = 8–9) и могут быть оборудованы одной или двумя бурильными установками для возведения анкерной крепи [4–6].

При соответствующей подготовке персонала на установку анкера затрачивается четыре минуты, а для установки веера анкеров в сечении выработки требуется четыре перестановки бурового лафета с распорной стойкой. Установка анкеров непосредственно в забое в ненарушенный массив после выемки заходки позволит сохранить устойчивость приконтурных пород и снизить затраты на поддержание выработок при эксплуатации.

По нашему мнению, в настоящее время комбайновая технология с анкерным и комбинированным креплением может быть эффективно применена там, где проведение горных выработок традиционно осуществляется по буровзрывной технологии. Рассмотрим для примера шахту Октябрьский рудник ГП ДУЭК [7].

Шахта построена по проекту, разработанному институтом Донгипрошахт и сдана в эксплуатацию в декабре 1974 года с проектной производственной мощностью 1800 тыс. тонн угля в год. За период эксплуатации, в связи с ухудшением горно-геологических условий и доразведкой шахтного поля, проект развития шахты и производственная мощность неоднократно корректировались и с 01.01.1996 г производственная мощность шахты установлена в объеме 800 тыс. тонн угля в год. Последняя корректировка проекта была выполнена институтом Донгипрошахт в 1993 году ("Проектные проработки дальнейшего развития шахты "Октябрьский рудник" ПП947-3-ПЗ), по которым реализуются основные технические решения. Шахта имеет перспективный срок службы более 100 лет [8]. Промышленные запасы энергетических и коксующихся углей в границах шахтного поля составляют более 96,0 млн. тонн. На балансе шахты числятся пласты: m`4, m3, m2, l`8, l8, l`7, l7, l4, l3, lн1, K8. Запасы и характеристика пластов, числящихся на балансе шахты, сведены в табл. 1.


Таблица 1 – Запасы углей и характеристика пластов шахты Октябрьский рудник


Индекс пласта Марка угля Геологическая
мощность пласта, м		 Помышленные запасы, тыс. т.
всего вскрытые подготовленные
к выемке
m4' Г 0,48–0,93 9673 – –
m3 Г, ДГ 0,80–1,59 13509 2194 –
l8' Г 0,55–0,75 12001 306 –
l8 Г, ДГ 0,66–1,80 11632 – –
l4 Г, ДГ 0,55–0,98 17368 – –
l3 Г, ДГ, Ж 0,59–1,01 12419 – –
lн1 Г, Ж 0,63–1,23 9657 – –
K8 Ж 0,48–0,93 10164 – –
Итого     96423 5581 377

В настоящее время шахтой разрабатывается пласт к8 Паровичный (две лавы со сплошной системой разработки). В 2012 году предполагается ввести в эксплуатацию очистной забой по пласту l8' (также сплошная система разработки). В более отдалённой перспективе будут отрабатываться оставшиеся вскрытые запасы пласта m3 [9]. Схема подготовки шахтного поля панельная. Ранее применялись, кроме сплошной, столбовая и комбинированная системы разработки с отработкой по падению, восстанию и простиранию пластов. За последние несколько лет на шахте Октябрьский рудник средний объем проведения подготовительных выработок составляет лишь 1,5–2 км. В основном применяется буровзрывной способ проходки из-за отсутствия достаточного количества проходческих комбайнов. Комбайновая выработка всего одна – вспомогательный уклон пл. к8.

2. Планируемые результаты магистерской работы

На основании анализа данных о вмещающих породах, глубине работ (более 1000 м), состоянии горных выработок, соотношения темпов очистных и подготовительных работ предлагаются следующие решения по совершенствованию проведения и поддержания выработок уклонного поля:

Технологическая схема проведения выработок

Рисунок 1 – Технологическая схема проведения выработок

Поперечное сечение уклона (ходка) пласта к8 в проходке

Рисунок 2 – Поперечное сечение уклона (ходка) пласта к8 в проходке

Поперечное сечение штрека пласта m3 в проходке

Рисунок 3 – Поперечное сечение штрека пласта m3 в проходке

Очевидно, что значительный объём выработок на шахте может быть закреплен анкерной (по пластам к8 и m3) и анкерно-рамной комбинированой крепью (по пласту l8') при соответствующем обосновании [10] (К <= 20%) и определённой психологической перестройке подземного персонала.

На рис. 4 приведена экономическая составляющая данной магистреской работы.

Порядок выполнения расчета для раздела, посвященного экономической эффективности

Рисунок 4 – Порядок выполнения расчета для раздела, посвященного экономической эффективности
(анимация: 12 кадров; 6 циклов повторения; 97,6 килобайт)

Выводы

Таким образом, в рамках магистерской работы будут выработаны следующие требования к комбайнам в составе комплексов:

Оптимальный состав комплекса КПК для шахты:

Финансовая составляющая совершенствования технологии комбайнового проведения одновременно с анкерованием, возможно, будет обеспечена с изменением государственной политики в развитии угольной промышленности или приходом эффективного инвестора, такого как ДТЭК.

Список источников

  1. КД 12.01.201-98 Технологические схемы разработки пологих пластов на шахтах Украины. Изменение № 2 (Дополнение). Типовые технологические схемы скоростного проведения горизонтальных и наклонных до ±12o выработок проходческими комплексами. Первая редакция. – Донецк.: ГП ДонУГИ, 2007. – 19 с.
  2. Кошелев К.В. Охрана и ремонт горных выработок / Кошелев К.В., Петренко Ю.А., Новиков А.О. – М.: Недра, 1990. – 218 с.
  3. Негрей С.Г. Обоснование параметров механического отпора породам почвы выемочных выработок при отработке лав обратным ходом друк. Дисс. канд. техн. наук: 05.15.02. – Донецк, 2007. – 296 с.
  4. Борзых А.Ф. Содержание, ремонт и ликвидация выработок угольных шахт / Борзых А.Ф., Зюков Ю.Е., Княжев С.Н. – Алчевск: ДонГТУ, 2004. – 614 с.
  5. Заявка 57–119850, Япония, МКИ В 02 С 19/18, Е 04 С 23/08. Композиция для разрушения бетона, дорожного покрытия и т.п. / Нисихара Акио, Мива Мотому, Тада Сюити; Асахи дэнка коге к.к. № 56-5779 заявл. 16.01.81,. опубл. 26.07.82.
  6. Пшеничная, Е. Г. Обоснование рациональных параметров технологии добычи гранитных блоков с применением невзрывчатых разрушающих средств: Автореф. дис. канд. техн. наук: 25.00.22, 25.00.20 / Магнитог. гос. техн. ун-т им. Г.И. Носова, Магнитогорск, 2004, 20 с.
  7. Артамонов, С.М. Добыча блоков природного камня недробящим способом / С.М. Артамонов, С.Г. Агеев // Строительные материалы. 1985. – № 7. – С. 9–10.
  8. Шкуматов, О.М. Комбінована технологія розробки прохідницького вибою криволінійно-уступної форми / О.М. Шкуматов, В.А. Галоян // Наукові праці Донецького національного технічного університету. Серія: Гірничо-геологічна. 2009. – Вип. 10. – С. 70–73.
  9. Шевцов М.Р. Стан технології та обґрунтування умов руйнування суцільного середовища гірських порід і будівельних конструкцій / М.Р. Шевцов, С.О. Калякин, І.В. Купенко, О.М. Шкуматов, О.І. Рубльова // Проблеми гірського тиску. 2009. – № 17. – С. 226–249.
  10. Временная методика расчёта анкерной и анкерно-рамной (комбиниро-ванной) крепи. – Донецк.: Фонды ГП ДонУГИ, – 2007, в 2-х томах.