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
Шахта «Заполярная» имеет следующие вертикальные стволы, оборудованные подъемными установками:
− главный скиповой ствол
− вспомогательный ствол (клетевой)
− вентиляционные стволы №1;№2;№3;№4.
Подъем угля производится по главному скиповому стволу.
Ствол оборудован двумя подъемными установками:
− двухскиповой угольной машиной типа 2Ц-6х2,8 и скипами емкостью 10,6м³(грузоподъемностью 9т),
− односкиповой породной машиной типа 2Ц-3,5х1,7-8 и скипом емкостью 4,6м³.
В настоящее время обе подъемные установки работают с 3 гор. Производительность угольной подъемной установки 1880 тыс.т в год горной массы. Подъем по вспомогательному стволу. Вспомогательный ствол оборудован двухклетевой подъемной установкой с клетями на трехтонные вагонетки и машиной 2Ц-5х2,4. В связи с тем, что при глубине ствола 500м расстояние между нулевой площадкой и вторым горизонтом одинаковое – 250м, обслуживание 2 горизонта возможно любой клетью с маневровыми между горизонтам. Подъем по вентиляционным стволам №1; №2; №3.
Эти вентиляционные стволы оборудованы двухклетевыми подъемами, служащими для аварийной выдачи людей с III гор -345м, II гор-95м, Ι гор-3.
Таблица 5.2 – Характеристики шахтных стволов
| Стволы | Высота подъема (м) | Тип подъемной машины | Электродвигатель |
| Главный ствол | 574 | 2Ц-6х2,8 | П2-25/05-3,55 Генер: ГП 21/22-3,15 СД: СДН32-19-49-12 ТП: ТПП1 2500/2500-600 |
| Главный ствол | 552 | 2Ц3,5х1,7 | АКН2-17-27-16УХЛ |
| Вспомогательный ствол | 500 | 2Ц-5х2,4 | АКН2-18-47-24у4 |
| Вентиляционный ствол №1 | 464 | ШПМ2х3х1,5 | АК113-8 |
| Вентиляционный ствол №2 | 223,04 | 2БМ-2500 | МАД-128,8 |
| Вентиляционный ствол №3 | 151,3 | Ц2,0х1,5 | АК12-39-6У4 |
| Грузовой уклон 23-ю | 1588 | БМ2000/1530 | МА36-61/8Ф |
| Грузовой уклон 14-ю | 1320 | Ц-2,5х2 | ВАОР 450М-8У5 |
На шахте «Заполярная» на горизонте минус 345м эксплуатируется водоотливная установка, оборудованная тремя насосами (один - рабочий, второй - резервный, третий – в ремонте) типа ЦНС-300/600 с электродвигателем, типа ВАО-630М-2 мощностью 800 кВт.
Шахтная вода с третьего горизонта на поверхность выдаётся по нагнетательным трубопроводам, проложенным по клетевому стволу. Для автоматизации водоотливной установки применена аппаратура ВАВ-1М, что позволяет производить контроль за работой насосов и наличием уровня воды.
В каждом из блоков имеется собственная водоотливная установка с установленным оборудованием:
– в блоке №1– три насоса ЦНС–105-294 с электродвигателем ВАО 280 S– 2,мощностью 160 кВт,
– в блоке №2– три насоса ЦНС–105-294 с электродвигателем ВАО 280 S– 2,мощностью 160 кВт.
Спецификация оборудования и аппаратуры водоотливной установки шахты «Заполярная» минус 345м представлена в таблице 5.3.
Таблица 5.3 – Спецификация оборудования и аппаратуры водоотливной установки шахты
| № | Наименование | Тип, марка | Ед.изм. | Кол - во |
| 1 | Насос центробежный на 10 колёс | ЦНС 300/600 | Шт | 3 |
| 2 | Электродвигатель асинхронный с короткозамкнутым ротором 800 кВт 660В, 3000 об/мин. | ВАО 630 М-2 | Шт | 3 |
| 3 | Лебёдка ручная грузоподъёмностью 3 т | ЛРН-3 | Шт | 1 |
| 4 | Лебёдка ручная настенная грузоподъёмностью 0,5 т | ЛРН - 0,5 | Шт | 1 |
| 5 | Таль передвижная червячная грузоподъёмностью 8 т | ТЛ-3 | Шт | 1 |
| 6 | Насос заливочный погружной | 3 ПН | Шт | 1 |
Исходные данные
Глубина шахты -500м
Приток воды в шахту:
нормальный -125м3/ч
максимальный -170м3/ч
Характеристика подземных вод РН=8
5.3.2 Выбор насоса
Требуемая расчетная подача насоса:
где Т=20 по П.Б. нормальное число часов работы в сутки одного насоса для откачки полного притока воды,QН -нормальный приток воды в шахту
Геометрический напор
| Нг=Нш+hвс +hпр, |
Нг =500+3+1=504м,
где hвс=3м-ориентировочная высота всасывания, hвс=1 м–превышение труб над уровнем устья ствола шахты, Н – глубина шахт.
Ориентировочный напор насоса;
| H ор=1,1 Нг, |
Hор=504×1,1=554м.
Предусматривается установка трех насосов ЦНС 300¸600, имеющих в оптимальном режиме подачу:
Qопт = 300 м3/ч,
Нопт = 600м, при напоре на одно рабочее колесо Нк=60м. Напор одного рабочего колеса при нулевой подаче Нко=67м.
Необходимое
число последовательно
ПринимаемZk =10.
Напор насоса при нулевой подаче;
| Но =Zk×Hко, |
Но =10×67=670м.
Проверка по условию устойчивой работы.
| Нг £0,95 Н0, |
Нг £=0,95×670=636,5м,
504<636,5м.
5.3.3 Расчет трубопровода
Предусматриваем оборудование водоотливной установки двумя напорными трубопроводами.
Длина подводящего трубопроводаlп =20м.
Длина напорного трубопроводаlн =545м.
Оптимальный
диаметр напорного
| dопт =R×0,0131×Q0.476, |
dопт =1×0,0131×3000.476 =0,2м.
Принимаем трубы с наружным диаметром 219мм.
Требуемая толщина стенки трубы.
Принимаем толщину стенки, равную d=8мм,
где К1 =2,27–для стали 20, P=6 МПа-давление у напорного патрубка, a1=0,25 мм/год–скорость коррозионного износа наружной поверхности трубы, a2=0,1 мм/год, Т=10 лет–срок службы трубопровода, Kc=15% - коэффициент, учитывающий минусовый допуск толщины стенки;
Окончательно
принимаем для напорного
Для подводящего трубопровода принимаем трубы с наружным диаметром 299мм и внутренним диаметром 283мм.
Скорость воды в подводящем трубопроводе;
1,3<Vk =[1,5] м/с–подходит по условию бескавитационного режима работы.
Скорость воды в напорном трубопроводе;
2,5<Vн =[2,5] м/с–подходит по условию бескавитационного режима работы.
Коэффициент гидравлического трения в подводящем трубопроводе;
Коэффициент гидравлического трения в напорном трубопроводе;
Суммарные коэффициенты местных сопротивлений в подводящем и напорном трубопроводе
åпод =4,5+0,6=5,1,
åнап =0,26+10+4×0,6=12,6.
Здесь E=0,26– коэффициент местного сопротивления задвижки, E=10-коэффициент местного сопротивления обратного клапана, E=4,5– коэффициент местного сопротивления приемной сетки, E=0,6– коэффициент местного сопротивления сварного кольца.
Суммарные потери напора в подводящем трубопроводе;
Суммарные потери в напорном трубопроводе;
Суммарные потери в трубопроводе;
| åh=åhп + åhн; |
åh=0,5+30=30,5м.
Напор насоса;
| H=Hг +åh, |
H=504+30,5»535м.
Расчет постоянной трубопровода;