В.В. Егошин Разработка пожароопасных месторождений. Методические указания по выполнению курсового проекта для студентов специальности 090200

Министерство образования Российской Федерации Кузбасский государственный технический университет Кафедра разработки месторождений полезных ископаемых подземным способом

РАЗРАБОТКА ПОЖАРООПАСНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Методические указания по выполнению курсового проекта для студентов специальности 090200 – "Подземная разработка месторождений полезных ископаемых"

Составитель В.В. Егошин

Утверждены на заседании кафедры Протокол № 8 от 4.04.2000

Рекомендованы учебно-методической комиссией специальности 090200 Протокол № 4 от 4.04.2000

Электронная копия находится в библиотеке главного корпуса КузГТУ

Кемерово 2000

1

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Курсовой проект студенты выполняют одновременно с изучением дисциплины "Разработка пожароопасных месторождений". Задание на выполнение курсового проекта студент получает в начале семестра. Исходными материалами для выполнения курсового проекта являются данные по заданию руководителя.

Цель курсового проектирования – углубление знаний студентов по вопросам пожаробезопасных параметров вскрытия и подготовки шахтного поля, системам разработки и технологии очистных работ.

При составлении курсового проекта необходимо руководствоваться "Правилами технической эксплуатации", "Правилами безопасности в угольных шахтах" и нормативными документами списка литературы.

2. ОРГАНИЗАЦИЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Курсовой проект является самостоятельной проектной работой студента. Проект выполняется как домашнее задание в течение семестра. Руководство проектом осуществляется руководителем, который назначается заведующим кафедрой разработки месторождений полезных ископаемых подземным способом.

Законченный проект защищается перед руководителем проектирования.

Сданный положительно оцененный проект хранится на кафедре разработки месторождений полезных ископаемых подземным способом

втечение установленного срока.

3.ОФОРМЛЕНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Курсовой проект состоит из графической части и пояснительной записки.

Графическую часть выполняют в соответствии с требованиями ЕСКД на одном листе формата А1 карандашом или тушью. Графическая часть должна содержать:

1. Вертикальную схему вскрытия второго горизонта (разрез вскрест простирания пластов по главным вскрывающим выработкам) в масштабе 1 : 10000 или 1 : 20000 (возможно увеличение масштаба).

2

2.Схемы подготовки транспортного и вентиляционного горизонтов в соответствующем масштабе с указанием технических границ поля

ицеликов.

3.Схему выемочного поля на крутом падении или панели на пологом с соответствующими параметрами и принятой системой разработки, необходимыми разрезами. На проекциях поля должны быть показаны очистной забой, выработанное пространство, профцелики, изоляционные сооружения, профилактические и контрольные скважины с поверхности и горных выработок, места контроля за первоначальными признаками самовозгорания, параметры пожаробезопасной отработки.

4.Таблицу показателей профилактических работ.

5.Элементы технических решений по обеспечению эндогенной пожаробезопасности по усмотрению студента (не менее двух).

Все элементы на чертеже должны иметь соответствующие подпи-

си.

Пояснительная записка объемом 15-20 листов рукописного текста

выполняется на писчей бумаге стандартного формата (210× 298 мм).

В текстовой части записки приводят краткое обоснование принимаемым техническим решениям, эскизы, расчеты и необходимые пояснения. В пояснительной записке запрещается приводить выдержки из учебников, учебных пособий, монографий и статей.

Расчеты в записке рекомендуется сводить в таблицы. Пояснительная записка должна быть написана четко, ручкой, с оставлением полей шириной 30 и 10 мм.

Перечень использованной литературы приводят в конце записки, в тексте в квадратных скобках указывают номер источника по списку.

4. СОДЕРЖАНИЕ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Краткая характеристика участка месторождения шахтного поля

В разделе приводят краткую горно-геологическую характеристику поля и угольных пластов в соответствии с заданием (табл. 1, 2).

Для краткости изложения характеристику пластов угля приводят в виде табл. 3.

3

Таблица 1

Варианты задания курсового проекта Параметры шахтного поля

Ва-				Форма поля и размеры элементов, мм
риан-	прямоугольная				равноб. трапеция					неравноб. трапеция
ты	прости-	падение		верх-	ниж-	падение		верх-		ниж-	падение		угол у
	рание	а	б	нее	нее	а	б	нее		нее	а	б	верх-
				осно-	осно-			осно-		осно-			него
				вание	вание			вание		вание			осно-
													вания
0	7000	650	250	7000	6000	6500	250	7000		6000	6500	250	85
1	7500	6600	260	7500	6200	6600	260	7500		6200	6600	260	83
2	8000	5900	270	8000	6600	5900	270	8000		6600	5900	270	81
3	8500	6200	280	8500	6800	6200	280	8500		6800	6200	280	82
4	9000	6300	250	9000	6800	6300	250	9000		6800	6300	250	80
5	7200	5900	250	7200	6100	5900	250	7200		6100	5900	250	78
6	6800	6100	300	6800	6000	6100	300	6800		6000	6100	300	76
7	6500	6400	270	6500	5300	6400	220	6500		5300	6400	270	80
8	6400	6000	250	6400	5100	6000	230	6400		5100	6000	250	80
9	6300	6100	240	6300	5000	6100	220	6300		5100	6100	260	83
10	6100	6700	240	6100	4900	6700	240	6100		4900	6700	240	82
11	7000	6500	250	7000	6100	6500	250	7000		6100	6500	250	86
12	7500	6200	250	7500	6300	6200	250	7500		6300	6200	250	85

4

				Характеристика пластов угля							Таблица 2
Вари-		Мощность, м					Строение пластов			Угол падения,
анты	верхне-	второго	третье-	ниж-	про-	слож-	показатели осложнения			град
	го пла-	пласта	го пла-	него	стое	ное	мощ-	мощ-	мощность	а		б
	ста		ста	пласта			ность	ность	прослой-
							верхней	нижней	ки аргил-
							пачки, м	пачки, м	лита, м
0	5,5	2,2	3,5	4,5	все	-	-	-	-	8		65
1	7,0	2,6	1,5	5,0	все	-	-	-	-	10		68
2	6,2	2,0	3,5	4,0	все	-	-	-	-	12		70
3	2,5	4,8	3,2	4,5	все	-	-	-	-	15		72
4	6,5	2,8	3,2	4,5	1,2,3	4	1,8	2,4	0,3	8		65
5	1,5	6,2	3,5	4,5	1,2,3	4	2,2	1,9	0,4	10		68
6	2,0	2,6	6,5	5,0	1,2,3	4	1,8	2,6	0,6	12		70
7	3,0	5,0	3,0	4,0	1,2,4	3	1,0	2,7	0,3	15		60
8	8,0	2,8	3,2	4,5	1,2,4	3	1,1	2,8	0,6	18		65
9	7,0	4,2	4,5	2,0	1,2,4	2	2,0	2,0	0,2	8		60
10	4,5	6,5	2,8	3,5	1,2,3,4	-	-	-	-	10		68
11	4,0	7,0	3,2	5,0	1,2,4	3	1,0	2,0	0,2	18		70

5

Продолжение табл. 2

Характеристика угля пластов

Ва-	Объемный вес, т/м3				Коэффициент крепости				Ожидаемая относитель-					Склонность
ри-									ная газообильность, м3/т				к самовозгоранию
ант	верх-	вто-	тре-	ниж-	верх-	вто-	тре-	ниж-	верх-	вто-	тре-	ниж-	верх-	вто-	тре-	ниж-
	ний	рой	тий	ний	ний	рой	тий	ний	ний	рой	тий	ний	ний	рой	тий	ний
0	1,27	1,28	1,29	1,30	1,0	1,1	1,2	1,3	5	8	15	20	С	Н	С	С
1	1,28	1,27	1,30	1,31	1,1	1,2	1,3	1,2	4	7	13	16	С	С	Н	С
2	1,29	1,26	1,31	1,32	1,2	1,3	1,4	1,1	3	6	11	15	С	Н	С	С
3	1,30	1,29	1,32	1,26	0,9	1,3	1,3	1,0	6	5	12	14	Н	С	С	С
4	1,31	1,30	1,28	1,7	1,3	1,2	1,2	0,9	7	4	13	16	С	С	Н	С
5	1,32	1,31	1,27	1,28	1,4	1,1	1,1	1,0	8	3	14	17	Н	С	С	С
6	1,26	1,32	1,26	1,29	1,0	1,0	1,0	1,1	10	6	18	8	Н	С	С	С
7	1,18	1,31	1,27	1,30	1,1	0,9	1,0	1,2	12	10	6	65	Н	С		С
8	1,22	1,30	1,28	1,29	1,2	1,1	0,9	1,3	13	15	5	3	С	С		С
9	1,30	1,27	1,29	1,28	1,3	1,2	1,2	1,3	14	20	4	8	С	С	С	Н
10	1,30	1,28	1,30	1,27	1,4	1,5	1,3	1,2	15	12	5	3	С	С	Н	С
11	1,26	1,29	1,31	1,26	1,0	1,3	1,3	1,1	16	10	6	7	С	С	С	С

Примечание: 1. Ожидаемая водообильность всех пластов 0,25 м3/т.

2. С – склонен к самовозгоранию; Н – не склонен к самовозгоранию.

6

Продолжение табл. 2

Ва

Пласты угля

Величина

между

Ве-

ри

пластами, м

ли-

верхний

второй

третий

нижний

ан

чи-

непо-

основ-

непо-

непо-

основ

непо-

непо-

основ

непо-

непо-

основ

непо-

непо-

основ

непо-

ты

сред-

ная

сред-

сред-

ная

сред-

сред-

ная

сред-

сред-

ная

сред-

сред-

ная

сред-

на

ствен.

кров-

ствен.

ствен.

кров-

ствен.

ствен.

кров-

ствен.

ствен.

кров-

ствен.

ствен.

кров-

ствен.

на-

кров-

ля, м

почва,

кров-

ля, м

почва,

кров-

ля, м

поч-

кровля,

ля, м

поч-

кров-

ля, м

поч-

но-

ля, м

м

ля, м

м

ля, м

ва, м

м

ва, м

ля, м

ва, м

сов,

м

0

2А

12Ал

1,2Уа

1,2Ал

22

0,8А

0,6Уа

10Мп

0,8А

1,5А

8Ал

1,0А

24,4

11,4

10,3

3

Мп

1

1,5А

14 Ал

0,8Уа

1,6Ал

21

1,0Уа

0,8Уа

12Мп

0,6А

1,2А

10Ал

0,6Уа

23,4

13,8

11,8

5

Мп

2

2,2А

15 Ал

1,3Ал

1,8Ал

24

0,6Уа

1,0А

15Мп

0,9А

1,6А

15Ал

0,8Уа

27,1

16,6

17,5

8

Мп

3

3,0Ал

15Мп

1,6А

2,0А

14 Кп

0,8Ал

1,2А

18Мп

1,0А

1,2Ал

16Ал

1,0А

17,6

20,0

18,2

10

4

2,0Ал

18Мп

0,8А

2,2А

15 Кп

0,9Ал

1,5А

10Кп

1,2А

1,4Ал

18Ал

1,2А

18,0

12,4

20,6

13

5

1,5Уа

15А

1,0Ал

1,0Уа

12Мп

1,2Ал

1,6А

12Кп

1,5Ал

1,8Ал

20Ал

0,8Ал

14,0

14,8

23,3

9

6

1,0А

18Кп

1,5Ал

2,0А

10

1,4Ал

1,7Ал

10Кп

1,0Уа

2,0А

18Ал

1,0Ал

13,5

13,1

21,0

6

Мп

7

1,0А

14Ал

0,8Уа

0,8А

12Ал

1,5А

1,0Ал

8Кп

0,8А

2,2А

10Ал

1,2Ал

13,6

10,5

13,0

15

8

1,2А

16Мп

1,0Уа

1,3А

15Ал

1,8Мп

2,0Ал

15А

0,9П

2,5А

8Ал

1,5А

17,3

18,8

10,4

20

9

2,2Ал

15Мп

2,0Кп

2,5А

15

1,6Ал

0,8Ал

10А

1,2П

2,8А

10Кп

1,8А

19,5

12,4

14,0

21

Мп

10

2,5А

16Кп

2,2Ал

3,0А

16

2,0А

0,6Уа

8А

1,2М

3,0Ал

12Кп

2,0А

21,2

10,6

16,2

18

Мп

п

11

2,8А

17Мп

2,5Ал

2,0Ал

17 Кп

2,1А

0,9Уа

6Ал

1,5М

3,2Мп

15Кп

2,2А

21,5

6,0

19,7

16

п

Примечание: А – аргиллит, Ал – алевролит,Уа – углистый аргиллит, Мп – мелкозернистый песчаник, Кп – крупнозернистый песчаник.

7

Таблица 3

Характеристика пластов угля по заданию

Наиме

Мощ-

Стро-

Показатели

Угол

Объ-

Коэф-

Отно-

Склон

Характеристика

Рас-

нова-

ность

ение

осложнения

паде-

ем-

фици-

си-

ность

вмещающих пород

стоя-

ние

плас-

плас-

мощ-

мощ-

мощ-

ния

ный

ент

тель-

к

непо-

основ-

непо-

ние

та, м

та

ность

ность

ность

пла-

вес,

кре-

ная

само-

сред-

ная

сред-

между

верх-

ниж-

про-

ста,

т/м3

пости

газо-

возго-

ствен

кров-

ствен

плас-

ней

ней

слой-

град

обиль

ранию

ная

ля, м

ная

тами,

пачки,

пачки,

ки ар-

ность,

кров-

почва,

м

м

м

гил.,

м3/т

ля, м

м

м

8

Запасы угля в шахтном поле и мощность шахты

Промышленные запасы пластов шахтного поля определяют по формуле

Zпром = ( S1H1P1 + S2H2P2 + ...+ SnHnPn )Co ,

где S − размер шахтного поля по простиранию для каждого пласта, м; H − размер шахтного поля по падению для каждого пласта, м; P - производительность пласта, т/м2; Co − общий коэффициент извлечения

угля в шахтном поле (на пологом падении − Co = 0,7 и на крутом −

Co = 0,6).

Между промышленными запасамиZпром, годовой производительностью и сроком службы существует следующая зависимость:

Zпром = Аг Т .

Мощность шахты определяют по формуле А.С. Малкина [14]. Окончательно следует принимать типовую мощность шахты. Типовые мощности шахт равны: 1,8; 2,4; 3,0; 4,5; 6,0 млн т в год.

В отдельных случаях может быть принята мощность, меньшая нижнего предела типовых.

Суточную добычу шахты определяют из выражения

Ас = 300Аг .

Деление шахтного поля на части

Первоначально рассматривается необходимость деления шахтного поля на блоки. На блоки шахтное поле делят при большой производственной мощности, значительных размерах поля и высокой метанообильности, когда исключается возможность подачи необходимого количества воздуха через один воздухоподающий ствол. Для проверки этого положения делается предварительный расчет необходимого количества воздуха для проветривания шахты по формуле

Qш = 0,00185q Ac Kr ,

где Qш - количество воздуха, необходимое для проветривания шахты,м3/т; q - относительная метанообильность, м3/т; Ас - суточная до-

быча шахты, т; Kr - коэффициент, учитывающий горно-геологические условия.

9

При пластовой подготовке, фланговой схеме проветривания и прямом порядке обработки можно принять Kr = 1,95; в тех же услови-

ях, но при полевой подготовке - Kr = 1,7.

Если в результате расчетов окажется, что количество воздуха, необходимое для проветривания крыла шахтного поля, Qкр = 150 м3/с и

длина крыла более 2 км, то необходимо деление шахтного поля на блоки.

На основании расчетов количества воздуха определяется сечение вскрывающих горных выработок.

В зависимости от горно-геологических условий и параметров шахтного поля принимается решение о делении шахтного поля (блока) на этажи, панели или столбы по восстанию (падению). Определяется высота этажа и горизонта.

Вскрытие шахтного поля, параметры схем вскрытия и подготовки выемочных полей

Вскрытие должно производиться всего шахтного поля и на величину второго горизонта в глубину.

Для обеспечения пожаробезопасных условий отработки шахтного поля выбирают и обосновывают расположение основных воздухоподающих выработок, формирование самостоятельного вентиляционного горизонта, проведение групповых квершлагов, выемочных полей и блоков как систем разработки с обрушением, так и с закладкой, порядок и последовательность отработки запасов выемочных полей.

Пожаробезопасные параметры технологии обработки пластов

Выбор системы разработки и параметров технологии выемки для углов падения пластов, указанных в задании. Обоснование параметров, в том числе размера выемочного поля по простиранию, длины очистного забоя, скорости отработки поля, размеров целиков и др.

Пожаробезопасные параметры проветривания

На основании принятых сечений воздухоподающих выработок, принятой схемы вскрытия и количества воздуха для проветривания шахты выбирают способ и схему проветривания с необходимыми обос-