Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

А.И. Набоков Подземная разработка месторождений полезных ископаемых

.pdf
Скачиваний:
88
Добавлен:
19.08.2013
Размер:
143.81 Кб
Скачать

0

Министерство образования Российской Федерации

КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра разработки месторождений полезных ископаемых подземным способом

ПОДЗЕМНАЯ РАЗРАБОТКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Методические указания по выполнению курсового проекта по подземной разработке пластовых месторождений для студентов

заочного обучения специальности 090200

Составители А.И. Набоков, В.Н. Хомченко

Утверждены на заседании кафедры Протокол № 2 от 30.09.99

Рекомендованы к печати учебно-методической комиссией специальности 090200 Протокол № 1 от 10.10.99

Электронная копия хранится в библиотеке главного корпуса КузГТУ

Кемерово 2000

1

1.ОРГАНИЗАЦИЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

1.1. Общие положения

Курсовой проект по вскрытию и подготовке пластовых месторождений дисциплины "Подземная разработка месторождений полезных ископаемых" согласно учебному плану выполняется в IХ семестре. Задачей курсового проекта является обоснование элементов технологической схемы шахты с целью достижения высоких техникоэкономических показателей при максимально безопасных условиях труда. В курсовом проекте должны найти отражение современные достижения техники и технологии угледобычи.

Курсовой проект выполняется по конкретным горно-геологическим условиям шахты, где работает студент, или по данным, установленным руководителем.

Руководителем курсового проекта является преподаватель кафедры РМПИ. Каждый студент получает индивидуальное задание с указанием срока защиты проекта. В обязанности руководителя входят: консультации студентов в установленные сроки, контроль за качеством исполнения и правильностью принятых решений. Ответственность за достоверность расчетов несет студент.

Законченный проект сдается на проверку руководителю и защищается в комиссии. При неудовлетворительной оценке студенту выдается новое задание.

Защищенный проект хранится на кафедре в течение установленного времени.

1.2. Оформление курсового проекта

Курсовой проект состоит из графической части и пояснительной записки.

Графическая часть выполняется в соответствии с требованиями ЕСКД на листе формата А1 в карандаше или туши и включает:

2

1. Схему вскрытия месторождения (разрез вкрест простирания по главным вскрывающим выработкам) в масштабе 1:2000, 1:5000 или 1:10000.

2.Схему подготовки горизонта в том же масштабе с указанием технических границ шахтного поля, границ целиков и размещением всех вскрывающих и подготовительных выработок.

3.Схему околоствольного двора одного из горизонтов в масштабе 1:200.

4.Сечения основных вскрывающих и подготовительных выработок

вмасштабе 1:50.

5.Сводную таблицу технико-экономического сравнения вариантов.

6.Различные конструктивные решения по усмотрению студента.

Пояснительная записка объемом 20-25 страниц рукописного текста выполняется на писчей бумаге стандартного формата (210× 297 мм).

В текстовой части записки дается краткое обоснование принимаемых технических решений, расчеты и необходимые пояснения к чертежам и эскизам. В ней следует избегать выдержек из учебников, учебных пособий, монографий и статей.

Расчеты в записке преимущественно следует сводить в таблицы. Пояснительная записка должна быть написана аккуратно, чернилами, с оставлением полей шириной 25 и 10 мм. В ней после титульного листа помещается оригинал утвержденного задания. В конце записки ставится подпись студента.

Перечень использованной литературы приводится в конце записки, в тексте указывается в квадратных скобках номер источников по списку.

2. СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

2.1. Краткая характеристика месторождения

В этом разделе приводится краткая горно-геологическая характеристика месторождения: местоположение, стратиграфия, тектоника, характеристика угольных пластов, условия их залегания, свойства вмещающих пород и их устойчивость, газоносность, пыльность, склон-

3

ность угольных пластов к газодинамическим проявлениям и другие сведения, влияющие на вскрытие и подготовку месторождения.

Для краткости характеристику угольных пластов рекомендуется приводить в виде таблицы по следующей форме (табл.1).

2.2. Запасы полезного ископаемого в шахтном поле

Границы шахтного поля устанавливаются с учетом конкретной горно-геологической обстановки шахты, в пределах которой ведется проектирование. Они могут и не совпадать с существующими границами конкретной шахты.

Таблица 1

Характеристика угольных пластов

Наимено

Мощность пласта, м

Плотн

Зольн

Угол

Характерист

Рассто

вание

 

 

 

ость

ость,

паден

ика

вме-

яние

пласта

 

 

 

угля,

%

ия

щающих по-

между

 

 

 

 

т/м3

 

плас-

род

 

плас-

 

 

 

 

 

 

та,

 

 

тами,

 

 

 

 

 

 

 

 

м

 

 

 

 

 

 

град

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мини

макси

средн

 

 

 

кровл

почв

 

 

маль

мальн

яя

 

 

 

и

ы

 

 

ная

ая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Размеры шахтного поля должны быть таковыми, чтобы иметь запасы, достаточные для строительства крупной шахты.

Количество пластов, принимаемых к разработке в пределах шахтного поля, устанавливается в зависимости от их рабочей мощности. Кондиции на рабочую мощность принимаются с учетом существующих требований.

Запасы полезного ископаемого в шахтном поле могут быть приняты по данным шахты, если проектирование ведется в ее границах, или установлены расчетом, если границы изменены.

Промышленные запасы Zпр по пластам, отнесенным к кондиционным и вовлекаемым в разработку, при правильной конфигурации шахтного поля и прочих равных условиях могут быть определены по формуле

Zпр=S H Σ P C,

4

где S - размер шахтного поля по простиранию, м; H - размер шахтного поля по падению, м;Σ P - суммарная производительность рабочих пластов в шахтном поле, т/м2; C - общий коэффициент извлечения угля в шахтном поле, принимаемый с учетом общешахтных и эксплуатационных потерь [3,4].

Если шахтное поле имеет сложную конфигурацию, то его разбивают на простые фигуры, затем определяют их площади и запасы угля в них. Общие запасы представляют собой сумму запасов всех фигур.

При определении промышленных запасов угля в шахтном поле можно также воспользоваться методикой, изложенной в учебных посо-

биях [3,4].

2.3.Производственная мощность и срок службы шахты

Впроекте рекомендуется принимать следующий режим работы шахты:

- число рабочих дней в году - 300; - число рабочих смен в сутки - 2-3;

- продолжительность рабочей смены: на подземных работах -6, на поверхности - 8 часов.

Для определения производственной мощности шахты можно использовать различные методы: вариантов, горнотехнических возможностей, различные математические модели.

Ориентировочно производственную мощность шахты можно определить по формуле А.С. Малкина [3,4].

Окончательно следует принимать типовую мощность шахты из следующего типового ряда: 1,8; 2,4; 3,0; 3,6; 4,5; 6,0 млн т в год. При ограниченных запасах и сложных условиях разработки можно принимать мощность шахты в 1,2 и 1,5 млн т в год.

Производственную мощность шахты необходимо увязывать со сроком её службы, который следует принимать не менее 50-60 лет. Расчетный срок службы шахты определяют из выражения

Т=Zпр /Aг,

где Аг - годовая производственная мощность шахты млн т в год; Zпр- промышленные запасы, млн т.

5

Полный срок службы устанавливают с учетом развития и затухания горных работ [3,4].

Суточная добыча шахты определяется по формуле

Асг/300.

Срок службы горизонта на пологих и наклонных пластах должен составлять - 20, на крутонаклонных - 15 и крутых - 10 лет.

Программы расчетов на ПЭВМ приведены в учебных пособиях

[3,4].

2.4. Общая и действующая линия очистных забоев

Проектная мощность шахты должна быть обеспечена ведением горных работ на одном горизонте. При определении действующей линии очистных забоев необходимо стремиться к возможно максимальной концентрации работ.

Существуют различные методы определения действующей линии и количества очистных забоев. При решении этого вопроса можно воспользоваться методическими приемами, изложенными в учебных пособиях [3,4], заключающимися в следующем:

1. Принимается решение о количестве одновременно разрабатываемых пластов, рассчитывается действующая линия очистных забоев. Исходя из принятой технологии работ, определяют количество очистных забоев. Их размещают в пределах одного этажа или яруса по каждому из одновременно разрабатываемых пластов. Этот прием наиболее целесообразен при однотипной технологии выемки угля (например при механизированной выемке с подвиганием очистного забоя по простиранию пласта).

2.При разнотипной технологии, характерной для крутонаклонных

икрутых пластов различной мощности, рекомендуется [3] сначала принять (сконструировать) линию очистных забоев по каждому из вводимых в разработку пластов, а затем определить необходимую суммарную мощность пластов, одновременно вводимую для обеспечения производственной мощности шахты.

При установлении количества одновременно разрабатываемых пластов следует руководствоваться следующими рекомендациями:

6

-на пологих и наклонных пластах не более двух-трех пластов;

-на крутокаклонных и крутых пластах не более 70 % суммарной мощности пластов в шахтном поле.

С целью обеспечения ритмичной работы шахты необходимо иметь резервную линию очистных забоев. При этом следует иметь в виду, что при применении механизированных комплексов иметь резервные забои неэкономично. В этом случае рекомендуется иметь резерв производительности комплексов.

Исходя из принятой технологии работ, определяют количество очистных забоев. Их размещают в пределах этажа или яруса по каждому из одновременно разрабатываемых пластов.

При делении шахтного поля на этажи высоту этажа принимают из условия размещения линии очистных забоев в пределах одного этажа, так как ведение горных работ на нескольких этажах ведет к их разбросанности.

При делении шахтного поля на панели количество лав в панели принимают исходя из условия достижения максимальной нагрузки на панель. В большинстве случаев в пределах яруса располагается один очистной забой.

2.5. Расчет расхода воздуха для проветривания шахты

При проектировании шахты возникает вопрос о целесообразности деления шахтного поля на блоки. На стадии проектирования производят упрощенный расчет расхода воздуха для проветривания. Для шахт Кузбасса его определяют по формуле

Qш.общ=1,2Q ш Кг,

где Кг - коэффициент, учитывающий горно-геологические условия; Qш - расход воздуха для шахты м3/мин, его можно определить по формуле

Qш=100 Ас q/(24 60с),

где Ас- суточная добыча шахты, т; q - относительная метанообильность выработок шахты, м3/т; с - содержание метана в исходящей струе шахты, %.

7

При пластовой подготовке, фланговой схеме проветривания и прямом порядке отработки крыльев шахтного поля можно принять Кг=1,95; в тех же условиях, но при полевой подготовке - Кг=1,7.

Шахтное поле делят на блоки при большой производственной мощности шахты и высокой метанообильности, когда невозможно подать необходимое количество воздуха через один воздухоподающий ствол. С этой целью определяют сечение горных выработок в свету по условиям проветривания по формуле

S=Qш.общ/60 V,

где V - допустимая скорость движения воздуха по выработке, м/с.

По каталогам принимают ближайшее большее типовое поперечное сечение.

2.6.Вскрытие пластов в шахтном поле

Взависимости от горно-геологических условий, параметров шахтного поля и производственной мощности шахты принимается решение

оделении шахтного поля (блока) на этажи, панели или столбы по восстанию (падению). Определяется высота этажа или горизонта.

Вскрытие рассматривается для всего шахтного поля, на всю его глубину.

Выбор вскрытия шахтного поля осуществляется методом сравнения конкурирующих вариантов. Сущность и правила применения метода вариантов заключается в следующем:

1. Назначается некоторое количество технически возможных вариантов вскрытия в данных горно-геологических условиях, из которых выбираются 2-3 технически равноценных [3,4].

2.Определяются объемы работ по каждому из вариантов, рассчитываются их стоимостные параметры и общие затраты на их выполнение.

3.Экономическое сравнение осуществляется по капитальным и эксплуатационным затратам.

Учитываются следующие виды капитальных затрат:

-стоимость зданий и сооружений на поверхности шахты;

-стоимость проведения горных выработок;

8

- другие затраты, связанные с подготовкой промплощадки, строительством временных зданий и т.п.

Учитываемые эксплуатационные затраты:

-стоимость поддержания горных выработок;

-стоимость транспорта по наклонным и горизонтальным выработкам, а также подъема по стволам;

-стоимость водоотлива, как главного, так и по уклонам;

-стоимость проветривания.

4. Капитальные затраты делят на первоначальные и будущих лет. К первоначальным относят затраты, вкладываемые до сдачи шахты в эксплуатацию. Затраты в период эксплуатации шахты, связанные с углубкой стволов и т.п., составляют затраты будущих лет.

Чтобы правильно оценить капитальные затраты будущих лет их необходимо привести к затратам настоящего времени, т.е. учесть доход, который принесет вложение этих средств в действующее производство

[3,4].

5.Одинаковые расходы при разных вариантах не учитываются.

6.Незначительные затраты в учет не принимаются.

7.Сравниваются сроки строительства шахты.

8.Затраты относят на 1 т промышленных запасов.

9.Если в результате сравнения окажется, что варианты отличаются между собой не более чем на 10 % , то они считаются экономически равноценными. В этом случае принимается более предпочтительный вариант с технической точки зрения.

10. Все расчеты по вариантам осуществляют в таблицах. Итоговые расходы по вариантам приводят также в таблице (табл.2).

Для каждого варианта определяется место заложения главного и вспомогательных (в том числе и вентиляционных) стволов. В отдельных случаях возникает необходимость учитывать расположение промплощадки и величину потерь угля в охранных целиках.

Принятые к сравнению варианты вскрытия изображаются в виде чертежей и помещаются в пояснительной записке. В графической части проекта помещается только принятый вариант.

9

 

 

Таблица 2

 

 

 

Наименование затрат

Затраты по вариантам, р

 

 

 

 

I

II

 

 

 

Капитальные затраты:

 

 

в т.ч. первоначальные

 

 

будущих лет

 

 

 

 

 

Эксплуатационные затраты:

 

 

в т.ч. на поддержание горных

 

 

выработок;

 

 

транспорт и подъем угля;

 

 

водоотлив, проветривание

 

 

 

 

 

Общие затраты

 

 

 

 

 

Затраты на 1 т промышлен-

 

 

ных запасов

 

 

 

 

 

В процентах по отношению к

 

 

варианту с наименьшими за-

 

 

тратами

 

 

2.7. Подготовка пластов в шахтном поле

Здесь подробно обосновывается подготовка пластов на горизонте работ: индивидуальная, групповая или комбинированная. Если способ подготовки пластов на горизонте не вытекает из горнотехнических и горно-геологических факторов, то осуществляется экономическое сравнение вариантов подготовки [3,4].

При групповой подготовке пластов определяют расстояние между промежуточными квершлагами, а при индивидуальной - длину панели по простиранию. Возможно совместное определение наклонной высоты горизонта и размера панели по простиранию.

При делении шахтного поля на блоки и панельной подготовке длина блока по простиранию принимается равной размеру панели по про-

Соседние файлы в предмете Подземная разработка месторождений полезных ископаемых