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