Технология разработки месторождений полезных ископаемых

Сплошная система  разработки применяется при мощности пласта до 1,0-1,2 м. В данном случае пласт имеет мощность, равную 1,45 м. Поэтому нет смысла применять сплошную систему разработки.

Столбовая система  разработки принимается при мощности пласта более 1 м, при вмещающих породах не ниже средней устойчивости при любой глубине разработки. Она имеет целый ряд преимуществ перед сплошной системой разработки и может быть применена в данных условиях.

Комбинированную систему разработки «парные штреки»  не целесообразно применять в  заданных условиях, так как она  применяется при мощности пласта до 1,0-1,2 м.

Комбинированная система разработки с преобладанием  признаков сплошной имеет значительное преимущество по сравнению со сплошной, а именно - увеличение нагрузки на лаву по газовому фактору. Но она сохраняет  и основные недостатки сплошной системы - взаимное влияние очистных и подготовительных работ, невозможность доразведки и  дегазации разрабатываемого пласта и т.д. Кроме того она также  применяется при мощности пласта до 1,0-1,2 м. Поэтому применение ее в данных условиях не целесообразно.

В заданных условиях наряду со столбовой может применяться  комбинированная система разработки с преобладанием признаков столбовой с прямоточной схемой проветривания выемочного участка и подсвежением исходящей струи воздуха

Основным преимуществом  комбинированной системы разработки по сравнению со столбовой является прямоточная схема проветривания  выемочного участка с подсвежением исходящей струи воздуха. Она позволяет получить добычу из лавы на газовых шахтах в 1,5-2,5 раза больше, чем при столбовой системе разработки В заданных условиях это очень существенный фактор, так как относительное метановыделение составляет 20 м³/т, т.е. шахта относится к сверх категорийным.

Для обеспечения  прямоточной схемы проветривания  необходимо на границах панели по простиранию  проводить фланговые вентиляционные выработки. На первом транспортном горизонте (Н<500м) они могут проводиться как пластовыми и охраняться целиками угля, так и полевыми. А на втором - в связи с большой глубиной разработки - только полевыми,

Так как пласт не выбросоопасен, то принимаем нисходящую схему проветривания лавы. Угол падения пласта превышает 10°. Поэтому должны выполняться следующие требования ПБ

К лаве свежая струя воздуха  подводится по двум выработкам.

Скорость движения воздуха  по лаве не менее 1 м/с.

Дальнейшее движение исходящей  из лавы струи воздуха происходит по горизонтальным или восстающим выработкам (допускается движение исходящей струи воздуха вниз при угле наклона выработки более 10 градусов, если ее длина не превышает 30м).

Крепь выработок, по которым  идет исходящая струя воздуха, должна быть несгораемая.

По пути движения исходящей  струи воздуха не должно быть элекгро- потребителей (допускается установка  электропотребителей на исходящей струе при содержании метана в ней не более 0,5%).

Все эти требования выполнимы. Нисходящая схема проветривания  лавы по сравнению с восходящей позволяет  погашать вентиляционный штрек вслед  за продвижением лавы. Это приводит к значительному уменьшению затрат на поддержание выемочных штреков.

При комбинированной системе  разработки уменьшаются потери угля, так как отсутствуют межлавные  целики. Другие преимущества и недостатки столбовой системы разработки сохраняются и при комбинированной системе.

Окончательно принимается  комбинированная система разработки с преобладанием признаков столбовой с прямоточной схемой проветривания выемочного участка и подсвежением исходящей струи воздуха при нисходящей схеме проветривания лавы.

Далее рассматривается схема  проветривания выемочного участка, подготовительных тупиковых забоев и лебёдочных камер, а также схема транспорта угля от лавы до скипового ствола.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. ВЫБОР МЕХАНИЗАЦИИ ОЧИСТНЫХ  РАБОТ 

Непосредственная кровля пласта (нижний слой кровли) представлена глинистым сланцем мощностью 1,0м с f =3. она относится к категориям Б₂

Для определения категории  пород кровли по обрушаемости необходимо рассчитать средневзвешенное значение коэффициента их крепости по формуле

где m₁ - мощность слоев на высоту, равную 6-8 кратной вынимаемой мощности пласта, м;

f₁ - коэффициент крепости I - го слоя пород. Принимаем ∑m₁ = 8 m₁= 8*1,45 = 11,6 м.

Тогда

f_cp= (8 • 3 + 2,4•5)/11,6 =3,1     . Принимаем f_cp =3

По обрушаемости породы кровли пласта относятся к категории А₁

Сопротивляемость пород  почвы на вдавливание определяется по формуле

σ_вд=(0,32-0,58)R_п,

где R_п - прочность на одноосное сжатие пород почвы пласта (первого слоя почвы), МПа.

R_п =10 f_п = 10 8=80 МПа

σ_вд = 0,5 • 80=40 МПа

Таким образом, выбираем механизированные крепи для m₁= 1,45 м; a=16°; кровли с Б₂, А₁ и почвы с σ_вд = 40 МПа. Выписываем типы комплексов, соответствующие категориям кровли по обрушаемости и устойчивости ее нижнего слоя (А₁, Б₂).

 

Крепи 2М87С и 2М88С работают со стругами. Объемный вес угля у=1,45 т/м³ и сопротивляемость угля резанию А=210 кН/м говорят о том, что угли коксующиеся или энергетические. Они при дальнейшем использовании (коксовании или сжигании) будут измельчаться. Поэтому для их добычи целесообразно применять комбайн. Струги следует применять при добыче полуантрацитов и антрацитов, так как чем больше выход крупных фракций, тем выше отпускная цена 1т. Таким образом, при дальнейшем рассмотрении крепи 2М87С и 1М88С не учитываются.

Подходящие по условиям применения типы механизированных комплексов: 1КМ103М, 1МКД90, 2МКД90, ЗМКД90, 2МКД90Т, ЗМКД90Т, 1КДЦ, 2КДД, 1КДТ, 2КДТ, КМ75Б, 1КМ85Б, 1УКП70,2УКП70.

Устанавливаем для категории пород по обрушаемости А₁ и m=1,45м минимально допустимые величины сопротивлений поддерживающей части Р=0,35 МПа, и посадочного ряда Р_пос =0,6 МН/м, механизированной крепи в зависимости от категории пород кровли по обрушаемости и средней мощности пласта.

Из установленных согласно п. 1 типов комплексов выписываем те, которые удовлетворяют требованиям по нагрузке на поддерживающую крепь и посадочный ряд механизированной крепи, т.е. те, которые удовлетворяют требованиям

Р'>Р  Р'_пос > Р_пос

где Р' и Р_пос - табличные значения соответственно сопротивления поддерживающей части (МПа) и посадочного ряда крепи Р'_пос (МН/м)

Этим условиям удовлетворяют  следующие типы комплексов: 1КМ103М,

1МКД90, 2МКД90, ЗМКД90, 2МКД90Т,  ЗМКД90Т, 1КДД, 2КДД, 1КДТ, 2КДТ, КМ75Б, 1КМ85Б, 1УКП70,2УКП70.

Из установленных согласно п. 3 типов комплексов выписываем те, которые соответствуют прочности пород на вдавливание, т.е. для которых соблюдается условие

σ '_вд < σ_вд =40 МПа,

 где σ_вд - табличное значение прочности пород почвы на вдавливание не менее, МПа

Этому условию удовлетворяют  следующие типы комплексов: 1КМ103М, 1МКД90, 2МКД90, ЗМКД90, 2МКД90Т, ЗМКД90Т, 1КДД, 2КДЦ, 1КДТ, 2КДТ, КМ75Б, 1КМ85Б, 1УКП70,2УКП70.

Из установленных согласно п. 4 типов комплексов выписываем те, которые соответствуют углу падения пласта при заданном направлении выемки, т.е. - для которых выполняется условие

а'>а_mах=16 град,

где а' - табличное значение угла падения пласта,

Направление выемки принимаю по простиранию пласта.

Этому условию удовлетворяют  следующие типы комплексов: 1КМ103М, 1МКД90, 2МКД90, ЗМКД90, 2МКД90Т, ЗМКД90Т, 1КДД, 2КДД, 1КДТ, 2КДТ, КМ75Б, 1КМ85Б, 1УКП70, 2УКП70.

6) Из установленных согласно  п. 5 типов комплексов по данным  табл. 2.1 [6] выписываем те, которые  соответствуют сопротивляемости  угля резании, т.е. те, для которых соблюдается условие

А'_р > А_р =210 кН/м,

где А'_р - табличное значение сопротивляемости пласта резанию, кН/м;

А_р - исходное значение сопротивляемости пласта резанию, кН/м.

Этому условию удовлетворяют  следующие типы комплексов: 1КМ103М, 1МКД90, 2МКД90, ЗМКД90, 2МКД90Т, ЗМКД90Т, 1КДД, 2КДД, 1КДТ, 2КДТ, КМ75Б, 1КМ85Б, 1УКП70,2УКП70.

7) Определяем минимально  допустимый шаг установки секции  механизированной крепи м, передвигающейся без подпора кровли, при котором не будут происходить расслоение и обрушение нижнего слоя кровли (во время передвижки секций).

l_c= 1,6В + 0,5Г,

где В - высота нижнего слоя пород кровли, м;

Г - среднее расстояние между  трещинами в нижнем слое кровли, м.

Для категории пород кровли по устойчивости – Б₂ В=0,01-0,5м,

Г=0,3-5м.

l_c =1,6*0,5 + 0,5*0,5 = 1,05 м.

Из установленных согласно п. 6 типов комплексов, выбираем крепи, которые передвигаются без подпора кровли, и без ее расслоения и обрушения пород кровли (во время передвижки секций крепи), то есть те, которые удовлетворяют условию l'_c  < l_c

Для всех приведенных в  п. 6 комплексов передвигаемых без  подпора кровли условие не выполняется.

Значит из п. 6 выписываем механизированные комплексы, секции крепи которых передвигаются с подпором кровли: 1КМ103М, 1МКД90, 2МКД90, ЗМКД90,2МКД90Т, ЗМКД90Т, 1КДД, 2КДД, 1КДТ, 2КДТ.