Технология разработки месторождений полезных ископаемых

1 ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ШАХТЫ

1.1 Промышленные запасы шахтного  поля

В исходных данных отсутствуют сведения о форме шахтного поля, наличии  горно-геологических нарушений и  забалансовых запасов. Поэтому принимаем  шахтное поле прямоугольной формы, а забалансовые запасы -равными нулю.

Промышленные запасы шахтного поля определяются по формуле:

Q_пр = S·H·∑m· γ·c, млн. т.,

где С – коэффициент извлечения (0,9);

S – размеры шахтного поля по простиранию;

Н – размеры шахтного поля по падению;

γ - объёмный вес полезного ископаемого, т/м³.

Согласно исходным данным S=7600 H=3000

m₁=1.45 m₂=1.8 y=1.45  т/м³   для обоих пластов. Рассматриваются пологие пласты средней мощности, Поэтому c=0.9. Тогда

Q_пр = 3000·7600·1,45(1,45+1,8)· 0,9 = 95,4.млн т.

Определение годовой мощности и  срока службы шахты

Чем больше промышленные запасы, тем  больше принимается годовая мощность щахты. Для получения минимальной  себестоимости 1т угля и наиболее высоких технико-экономических показателей  проектируемой щахты необходимо выдержать рекомендуемые нормали  технологического проектирования, соотношения  между мощностью и сроком службы шахты.

Полный срок службы шахты определяется по формуле:

,

Где  Tm- срок службы шахты

Q_пр -промышленные запасы

Ar-годовая мощность шахты

t_p, t₃- время на развитие и затухание добычи

Анализируем полученные результаты. При Ar=1.8 млн.т срок службы шахты должен быть в пределах 50-60 лет. По расчету 59 лет.

Окончательно принимаем Ar=1.8 млн.т и Tm=59 лет. Суточная добыча шахты составит:

 А_с = 1,8 • 10^б/300 = 6000 т.

Типа шахты

Рассматривается шахтное поле с размерами S=7,6 и Н = 3,0 км при относительном метановыделении q = 20 м³/т.с.д. Согласно ПТЭ [2] при S > 6 км и q>10 м³/т.c.д принимается блоковый тип шахты. Исходя из вышесказанного, принимается блоковый тип шахты.

Размер блока  по простиранию S_бл принимается до 4 км, а суточная добыча из блока - A_бл =3-5 тыс.т. Исходя из размеров шахтного поля и блока, количество блоков в шахтном поле по простиранию равно 3.

Исходя из суточной добычи шахты и рекомендуемой  добычи из блока, количество одновременно отрабатываемых блоков равно

 n_бл =А_сут/А_бл= 6000/(3000 - 5000)=2-1.2

Принимается n_бл = 2.

Таким образом, для обеспечения суточной добычи шахты необходима иметь одновременно в работе два блока.

 

 

 

 

 

 

 

 

2. ВЫБОР СХЕМЫ ВСКРЫТИЯ  ШАХТНОГО ПОЛЯ

Согласно исходным данным рассматриваются два пласта, залегающие под углом падения, равным 16°. Следовательно, рассматривается пологое падение. Расстояние между пластами по нормали равно 60 м.

В данных условиях вскрытие шахтного поля возможно вертикальными  стволами с квершлагами в качестве дополнительных вскрывающих выработок.

Одногоризонтная схема вскрытия вертикальными центрально-сдвоенными стволами и капитальным квершлагом применяется при размерах шахтного поля по падению до 2-2,5 км. Размер шахтного поля по падению составляет 3,0 км. Поэтому одногоризонтная схемы вскрытия для данных условий не приемлема.

В данных условиях возможно применить вскрытие шахтного поля вертикальными стволами и погоризонтными квершлагами

Необходимо решить вопрос о количестве выемочных ступеней и транспортных (подъемных) горизонтов. Согласно НТП [2] при панельном и этажном способах подготовки шахтного поля размер по падению бремсберговой части Н_бр принимается 1000+1500 м, а уклонной Н_укл. - 800+1200м. При по- горизонтном способе подготовки при благоприятных горно-геологических условиях Н_бр и Н_укл. может достигать 1200... 1500 м на пластах средней мощностии 800+1200 м на тонких и мощных пластах.

Правила технической эксплуатации угольных шахт при больших запасах и сроке службы шахты более 50-60 лет предусматривают применение схемы вскрытия шахтного поля вертикальными стволами и погоризонтными квершлагами.

В уклонной части шахтного поля по сравнению с бремсберговой  ухудшается проветривание горных выработок, увеличиваются затраты на транспорт, водоотлив и поддержание горных выработок.

С учетом вышеприведенного, а также размера шахтного поля по падению, равного 3000м, принимаем решение о делении шахтного поля по падению на три выемочных ступени. При этом будет два транспортных горизонта. На первом горизонте будет только бремсберговая, а на втором - бремсберговая и уклонная выемочные ступени. Далее необходимо определить размер выемочных ступеней по падению.

Предпочтение необходимо отдать варианту, отвечающему требованиям  о минимальных капитальных затратах и времени на строительство шахты, а также о минимальных затратах за весь срок работы шахты.

Из вышеприведенных таким  является вариант с Н_бр1гор =1200 м,

Н_бр2гор = 1200 м и Н_{укл2гор} = 600 м.

Глубина первого транспортного (подъемного) горизонта определяется по формуле

H_Iгор= H_пр +H_6pIrop sina,

где: H_пр = 300 м - начальная глубина работ;

а = 16° - угол падения пластов.

Н_1гор = 300 +1200 • 0,2879 = 645 м.

Глубина второго транспортного  горизонта составляет

H_IIгор= H_Iпр +H_бpIIrop sinaα.=431,+1200 0,2879=990

Нижняя техническая граница  шахтного поля находится на глубине 

H_нтг =h_нр+Н sinα,

где: Н = 3000м - размер шахтного поля по падению. H_нтг = 300 + 3000 • 0,2879 = 1164м.

Необходимо отметить, что  эти размеры ориентировочны. Они будут уточнены после определения высоты яруса (этажа) и их количества, выбора способа охраны главных (магистральных) штреков.

 

 

 

 

 

 

 

3. ВЫБОР СПОСОБА ПОДГОТОВКИ  ШАХТНОГО ПОЛЯ 

Вычерчивается этажный способ подготовки шахтного поля  При этом шахтное поле по падению в соответствии с принятой схемой вскрытия делится  на три выемочных ступени. Отмечается, что он применяется при индивидуальном типе шахты и при S < 4-5 км. В данном случае принят блоковый тип шахты, тле. S = 7,6 км.

Вычерчивается погоризонтный  способ подготовки шахтного поля также с делением шахтного поля по падению на три выемочных ступени. Рассматривается схема проветривания очистного забоя в бремсберговых и уклонной частях шахтного поля, а также схема транспорта угля из них. Отмечаются его преимущества и недостатки по сравнению с этажным способом.

Отмечается, что погоризонтный  способ подготовки шахтного поля применяется при угле падения пластов до 10°. А в условии задан а=16°. В связи с этим погоризонтный способ подготовки также не может быть применим в заданных условиях.

Рассматривается панельный  способ подготовки шахтного поля в  сочетании со схемой вскрытия вертикальными стволами и погоризонтными квершлагами

Согласно НТП S_n < 2,5-3 км. Тогда число панелей в шахтном поле по простиранию равно:

n_n = 7,6/ (2,5- 3)=3,04- 2,5 Принимаем n_n =3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. ВЫБОР СИСТЕМЫ  РАЗРАБОТКИ ПЛАСТА 

Согласно исходным данным необходимо выбрать систему  разработки дня пласта Непосредственная кровля пласта представлена глинистым  сланцем, мощностью 1 м с коэффициентом крепости по шкале Протодьяконова f = 3. Основная кровля - песчаным сланцем мощностью 8 м и f= 5. В непосредственной почве залегает песчаный сланец мощностью 6 м с f= 1,3. Относительная газообильность пласта составляет 20 м³/т. Приток воды в лаву незначительный - 6 м³ч.

Угольный пласт  не склонен к самовозгоранию и  не опасен по внезапным выбросам угля и газа.

Система разработки - это определенный порядок ведения  очистных и подготовительных горных работ, выполняемых в определенной последовательности в пространстве и во времени, с учетом схемы проветривания выемочного участка.

Расстояние между  пластами по нормали составляет 60 м. Поэтому они не группируются.

Угол падения  пласта равен 16°. В связи с этим отработка лав возможна только по простиранию.

Согласно задания  начальная глубина работ составляет 300 м. Глубина первого транспортного (подъемного) горизонта равна 645 м

Непосредственная  кровля с f = 5 и непосредственная почва пласта с f = 6,0 для глубин разработки до 800 м относится к средней прочности Согласно вмещающие породы можно отнести их к среднеустойчивым.