Технология подземных горных работ

Автор: Пользователь скрыл имя, 26 Октября 2011 в 20:26, дипломная работа

Описание работы

Существующие схемы подготовки выемочных участков, их проветривания и дегазации не позволяют на пластах с высокой газоносностью отодвинуть газовый барьер до возможной производительности очистного забоя. Отечественная и зарубежная практика показывает, что достижение высоких нагрузок на очистные забои высокогазоносных пластов могут быть достигнуты только с применением многоштрековой подготовки, которая позволяет увеличить количество подаваемого на участок воздуха и существенно расширить возможности подземной дегазации угольного пласта и выработанного пространства.

Содержание

Введение 6
1 Технология подземных горных работ на шахте 8
1.1 Характеристика Печорского угольного бассейна 8
1.2 Характеристика Воркутского месторождения 8
1.3 Общие сведения о шахте «Заполярная» 9
1.4 Газоносность пластов угля 9
1.5 Вскрытие и подготовка шахтного поля 10
1.6 Система разработки пластов 12
2 Механизация горных работ 14
2.1 Механизация подготовительных работ 14
2.2 Механизация очистных работ 15
2.3 Расчет ресурса проходческого комбайна П–110 15
3 Шахтный подземный транспорт 19
3.1 Транспортирование горной массы, материалов, оборудования и доставка людей 19
3.2 Эксплуатационный расчет ленточного конвейера 22
4 Электроснабжение 27
4.1 Общая существующая схема электроснабжения 27
4.2 Подземное электроснабжение и электрооборудование 28
5 Стационарные установки 29
5.1 Вентиляторные установки 29
5.2 Шахтный подъем 30
5.3 Водоотлив 31
6 Электропривод горных машин 38
6.1 Условия эксплуатации 38
6.2 Электропривод стационарных установок 39
6.3 Электропривод вентиляторов местного проветривания 41
6.4 Электропривод конвейерных установок 41
6.5 Электропривод электровозного транспорта 42
6.6 Электропривод забойных машин 43
6.7 Выбор мощности привода ленточного конвейера 43
7 Экология 44
7.1 Загрязнение воздушного бассейна и охрана атмосферы воздуха 44
7.2 Загрязнение, охрана и рациональное использование водных ресурсов 45
7.3 Отходы, образующиеся на шахте 47
7.4 Охрана недр 50
7.5 Охрана и рациональное использование земель 50
7.6 Основные характеристики воздействия на окружающую среду и ее компоненты 51
7.7 Изменение геологической среды 52
7.8 Акустическое воздействие 52
7.9 Изменения поверхностных и подземных вод 53
7.10 Изменение растительного и животного мира 54
7.11 Защита от воздействия электрического поля 54
7.12 Защита от воздействия радиации 54
8 Охрана труда 55
8.1 Общие положения 55
8.2 Категорийность ш. «Заполярная» по газу и мероприятия, исключающие воздействие данного фактора 55
8.3 Пожароопасность 57
8.4 Электробезопасность 57
8.5 План ликвидации аварий 58
8.6 Анализ производственного травматизма по шахте «Заполярная» в 2007 году 59
8.7 Организация и осуществление производственного контроля за соблюдением требований промышленной безопасности на шахте 60
9 Автоматизация производственных процессов 62
9.1 Комплекс управления и диагностики проходческой техники КПТ-13 проходческого комбайна П-110. 62
10 Выбор и обоснование средств механизации проведения спаренных подготовительных выработок по пласту «Тройной» шахты «Заполярная» 66
10.1 Обоснование плановых показателей парной подготовки 66
10.2 Формы и размеры поперечного сечения выработок по пласту «Тройной» 67
10.3 Общий анализ механизации проходческих работ 69
10.4 Проходческие комбайны 70
10.5 Средства транспорта и доставки 79
10.6 Варианты технологических схем и комплектов проходческого оборудования 85
10.7 Организация работ в проходческом забое 90
10.8 Расчета параметров проходческого цикла 90
10.9 Проведение выработок и возведения анкерной крепи комбайном 12СМ30(JOY) 97
11 Электроснабжение проходческого участка 100
11.1 Выбор участковой подстанции 100
11.2 Выбор кабельной сети 100
11.3 Расчет токов короткого замыкания (к.з.) 103
11.4 Выбор пускозащитной аппаратуры 105
12 Расчет технико-экономических показателей проходки 107
Заключение 112
Список использованных источников 113

Работа содержит 1 файл

Диплом.doc

— 1.86 Мб (Скачать)
 

     

   Продолжение таблицы 10.1

    Наименование  показателей  
    Класс Тяжелые
    Страна  производитель Украина
    Фирма производитель, торговая марка НКМЗ НКМЗ ЯМЗ ЯМЗ ГМ
    Модель П-110-04 П-220 КСП 35 КСП 42 КПУ
    Предел  прочности разрушаемых пород, МПа / абразивность, мг 120/18 120/18 80 (100)/15 120/18 100/15
    Форма сечения проводимых выработок, Пр-прямоугольная; Кр-круглая; А-арочная; Т-трапецевидная А, Пр, Т А, Пр, Т А, Пр, Кр, Т А, Пр, Кр, Т А, Пр, Кр, Т
    Сечение проводимых выработок, 10-30 9-30 10,5-35 12,5-38 9-32
    Техническая производительность, 0,3-3,0 0,3-3,0 0,3 (100МПа)/ 1,8 (30МПа) 0,2 (120МПа)/ 0,5 (80МПа) 0,9 (60МПа)/3,5(35МПа)
    Угол  наклона проводимых выработок, +/- 12 +/- 12 +/- 12 +/- 12 +/- 12
    Тип исполнительного  органа Стреловидный  телескопический с поперечной сдвоенная или продольной  осевой кор.-ой Стреловидный  телескопический с двумя аксиальными коронками Стреловидный с продольно-осевой коронкой Стреловидный с продольно-осевой коронкой Стреловидный  телескопический с двумя аксиальными коронками
    Суммарная номинальная мощность электродвигателей, кВт 195 305 250 350/390 370
    Мощность  электродвигателя исполнительного  органа, кВт 110 2×110 132 160/200 160/90
    Скорость  движения, м/мин 1,8/5,2 1,3/5,0 1,5/6,0 1,1/4,6 1,1
    Напряжение, В 660/1140 660/1140 660/1140 660/1140 1140
    Габариты, мм:          
    длина 13400 13000 н.д. 11400/14100 н.д.
    ширина  по корпусу 2550 2550 2730/3530 2950/4160 3000
    Строительная  высота по корпусу 2000 1850 1800 2200/2400 1600
    Масса комбайна, кг 51000 53000 52000/55000 75000 74000
    Автоматизация и дистанционное управление да да да да да
    Наличие дополнительного оборудования (под  заказ) перегружатель, анкероустановщик, перегружатель, анкероустановщик, н.д. н.д. Две гидравлические бурильные установками с крепемонтажным устройством для возведения анкерной крепи, агрегат обеспыливающий
 

     

   Продолжение таблицы 10.1

    Наименование  показателей  
    Класс Тяжелые Комплексы непрерывного действия
    Страна  производитель Россия Англия Австрия Германия Германия
    Фирма производитель, торговая марка КМЗ Dosco Voest Alpine Eickhoff DBT
    Модель КП25 LH-1300 AM75 ET210 30М2 / 30М3
    Предел  прочности разрушаемых пород, МПа / абразивность, мг 85/15 110 100/15 120/18 н.д.
    Форма сечения проводимых выработок, Пр-прямоугольная; Кр-круглая; А-арочная; Т-трапецевидная А, Пр, Т А, Пр, Кр, Т А, Пр, Т А, Пр, Т Пр
    Сечение проводимых выработок, 10-30 27 13-32 31 3,581×3,175 / 4,16
    Техническая производительность, 0,2-0,3 (70МПа) 2,4 (по углю) 3,3/5,8 0,25-0,38 (80МПа) 0,67-0,92 (30МПа) 0,67 11-32 т/мин
    Угол  наклона проводимых выработок, +/- 12 +/- 14 +/- 18 +/- 15 н.д.
    Тип исполнительного  органа Стреловидный с продольно-осевой коронкой осевой / поперечный Стреловидный  c двумя аксиальными коронками (поперечно) аксиальный / поперечный горизонтальный  барабан 1067мм
    Суммарная номинальная мощность электродвигателей, кВт 196,5 310 342 370 582 /671
    Мощность  электродвигателя исполнительного  органа, кВт 140/75 142-225 200 200 2×186 / 2×209
    Скорость  движения, м/мин 1,1/3,29 1,8/9,84 4,2-8,8 8,5/17 0-26; 0-9; при зарубки – 0-4,5
    Напряжение, В 380/660/1140 660/1140 660/1140 1000 995/1140
    Габариты, мм:          
    длина 13000 12600 10300 11700 11024
    ширина  по корпусу 2400 3530 2900 2800 (5000) 3378/4087
    Строительная  высота по корпусу 2000 1585 1685/1850 1950 (2275) 1727
    Масса комбайна, кг 52000 58000 50000 56000 65318 / 72575
    Автоматизация и дистанционное управление да да да да радиоуправление
    Наличие дополнительного оборудования (под  заказ) Перегружатель (L=6-26,7м КП25-02, КП25-05) Буровые каретки  с несколькими перфораторами, воздушная завеса Coanda устройства  для установки анкерной крепи, система пылеподавления бурильные установки, пылеулавливающее устройство Пылеотсос / станок для  постановки анкерной крепи и крепления стенок
 

     

   Продолжение таблицы 10.1

    Наименование показателей  
    Класс Комплексы непрерывного действия
    Страна  производитель GB, USA Австрия Украина
    Фирма производитель, торговая марка Joy Voest Alpine ГМ
    Модель 14СМ 12СМ12/15 12СМ27 12CM30 ABM 20 КПА*
    Предел  прочности разрушаемых пород, МПа / абразивность, мг 60 60 60 60 80 70-80
    Форма сечения проводимых выработок, Пр-прямоугольная; Кр-круглая; А-арочная; Т-трапецевидная Пр Пр Пр Пр Пр Пр
    Сечение проводимых выработок, 2,5-18,6 4,9-28,2 4,9-28,2 4,9-28,2 5,2×2,85/3,8/4,4 13,5-21
    Ширина  вруба, мм   3302 3505 4600, 4800, 5000, 5200, 5400, 5800 5200 5200;6000
    Техническая производительность, 21 22 22 22 1,5-3,5 1,3 -6
    Угол  наклона проводимых выработок, +/- 12 +/- 12 +/- 12 +/- 12 +/- 18 +/- 12
    Тип исполнительного  органа горизонтальный барабан горизонтальный барабан 1120 мм горизонтальный барабан 1200 мм горизонтальный  барабан 1120 мм горизонтальный  барабан 1150 мм горизонтальный  барабан
    Суммарная номинальная мощность электродвигателей, кВт до 644 496 614 640 546 530
    Мощность  электродвигателя исполнительного  органа, кВт до 424 2×140 2×205 2×170 270 2×160
    Скорость  движения, м/мин до 22 4,6/9,1/19,8 4,6/9,1/18,3 до 22 3,3-6,5  
    Напряжение, В 1140/3300 1140/3300 1140/3300 1140/3300 1140 660/1140
    Габариты, мм:            
    длина н.д. н.д. н.д. н.д. 11200 13400
    ширина  по корпусу н.д. н.д. н.д. н.д. 5200 3300/4500/5002
    Строительная  высота по корпусу н.д. н.д. н.д. н.д. 2650 2000/2385
    Масса комбайна, кг 40000-43000 56000 74700 56000 90000-98000 80000
    Автоматизация и дистанционное управление да да да да да н.д.
    Наличие дополнительного оборудования (под  заказ) пылеотсос пылеотсос пылеотсос пылеотсос, установки для анкерного крепления × 6, пылеотсос, установки для анкерного крепления × 6 пылеотсос, установки для анкерного крепления × 6

     *Данные  опытных образцов 

     Следует отметить некоторые особенности  предложенных машин. Так комбайны типа П-110 обладают универсальностью. Машина П-110-04 с осевой коронкой полностью  унифицирована с базой серийно выпускаемых НКМЗ комбайнов П-110-01 с радиальными коронками. Это дает возможность быстрой взаимозаменяемости исполнительных органов в зависимости от горно-геологических условий. На наклонных пластах комбайн более эффективно работает с осевой коронкой, на горизонтальных (при минимальных переделках) – с радиальной. Исполнительный орган комбайн П-110-01М оснащен редуктором на котором установлен двухскоростной электродвигатель. Это позволит комбайну работать в оптимальном режиме, как на мягких, так и на крепких породах.

     Комбайн 12CM30 (JOY) широкозахватный, ходовая система OPTIDRIVE, оснащен интегрированными полуавтоматическими средствами бурения и установки анкеров в кровлю (4) и борта (2) по стандарту EN, для работы с напряжением 1140 В, 50 Гц, система диагностики JNAII FACE BOSS, комбайн оснащен встроенным пылеотсосом.

     Комбайн Mk-2b Dosco сочетает в себе большую производительность до 3 м³/мин и избирательность действия. Модель Mk-2b Dosco комплектуется буровыми каретками с несколькими перфораторами для бурения.

     Сдерживающим  фактором при проведении выработок  является их крепление. Все комбайны избирательного действия имеют один существенный недостаток – невозможность  совмещения операций по разрушению забоя  и возведению крепи.

      Способность комбайна обеспечивать совмещение основных операций во времени позволяет значительно сократить продолжительность рабочего цикла проведения выработки, а возможность проведения выработок с высоким качеством боковых поверхностей и почвы – значительно повысить эффективность его работы за счет снижения объема разрушаемой массы и значительного сокращения объема забутовки. Такие технические характеристики заложены в комплексах непрерывного действия типа «Континиус Майнер»: ABM20 и 12CM30(JOY), которые позволяют обрабатывать забой сразу по всему сечению выработки.

     Существенное  влияние на эффективность работы комбайна в целом оказывает тип исполнительного органа. Для повышения темпов проходки по пластам «Тройной» необходимо использовать комплексы непрерывного действия типа 12CM30(JOY), с барабанным исполнительным органом. Представляет также интерес новая разработка ЗАО «Горловский машиностроительный» – комплекс КПА. Однако, последний не прошел ещё производственные испытания, хотя по заводским характеристикам он близок к 12CM30(JOY).

      За  счет сокращения в два-три раза времени обработки забоя и в два раза операций по бурению шпуров и установке анкеров, а также совмещения операций по обработке забоя и креплению выработки, применение комплексов непрерывного действия позволит сократить продолжительность проходческого цикла до 30 мин на 1 м проходки. Однако, в условиях подготовки пластов Воркутского месторождение такие возможности могут быть реализованы только на пластах «Тройной» и «Мощный».

     Достоинства предложенных комбайнов:

     – возможность проведения выработок с широким диапазоном по сечениям,

     – высокая производительность с возможностью осуществления отбойки прочных  пород с =100 МПа,

     – высокая суммарная энерговооруженность,

     – высокая скорость проведения выработки,

     – конструкция исполнительного органа большинства комбайнов позволяет проходить выработки с различной формой сечения,

     – возможность совмещения во времени  процессов отбойки и крепления (анкерования) горной выработки комбайнами непрерывного действия.

     Дальнейшие  мероприятия по увеличению темпов проходки подготовительных выработок связаны с совершенствованием транспортных цепочек, как в участковых выработках, так и по всей шахте.

      10.5 Средства транспорта и доставки

     Так как процесс разрушения массива  проходческим комбайном практически непрерывен, то необходимо, чтобы и последующие технологические операции могли обеспечивать поддержание непрерывности.

     Исходя  из опыта работ, все проходческие забои должны иметь постоянную схему транспорта с использованием перегружателей или самоходных вагонов для транспортировки горной массы от комбайна до ленточного конвейера.

     В таблице 10.2 представлены основные технические характеристики ленточных перегружателей.

     Наиболее  предпочтительны перегружатели польской фирмы «SIGMA» имеет большой опыт работы как у себя в стране, так и за рубежом, в частности – в Украине и в России (Кузбасс). Важный показатель – это хорошо отлаженное сервисное обслуживание. Кроме перегружателей PDT-SIGMA 800/1000 производятся системы подавателей – BOA-800, BOA-1000 (комбайн–перегружатель-подаватель–ленточный конвейер) (рисунок 10.2). Перегружатель типа ВОА шарнирно соединен при помощи поворотного устройства с обратной головкой ленточного подавателя. В систему подавателей входит и пылеотсос. Приводы перегружателей не выступают за его корпус.

Информация о работе Технология подземных горных работ