4. Підготовчі роботи

4.1. Вибір способу проведення підготовчої виробки

На шахті "Алмазна" всі пластові виробки проводяться за допомогою комбайнів ГПКС, так як міцність порід, по яким проводяться виробки, не перебільшує f=6. Головні розкриваючи виробки, а також польові виробки, що проводяться по породах з міцністю f > 6, проводяться буро вибуховим способом.

Для проведення виймальних виробок застосовується комбайновий спосіб. Виробки проводяться за допомогою прохідницького комбайну ГПКС, транспортування гірничої маси відбувається стрічковим конвеєром 1Л100. Доставка матеріалів здійснюється канатними шляхами ДКНЛ-1, в окремих випадках – за допомогою маневрових лебідок ЛВ-25, ЛВД-24 та ЛШВ-2 в вагонетках ВГ-3,3 та на платформах. Провітрювання тупикових вибоїв здійснюється вентиляторами місцевого провітрювання ВМ-6.

Технічна характеристика прохідницького комбайну ГПКС:

Маса, т.......................................................................................................18

Номінальна потужність двигуна виконавчого органу, кВт..................55

Сумарна потужність двигунів, кВт.......................................................175

Верхній ліміт міцності порід, Мпа..........................................................60

Діапазон перетинів виробок, м².........................................................4,7-15

Продуктивність комбайну, т/хв..............................................................1,8

Довжина, м.................................................................................................10

Ширина, м..................................................................................................1,6

Висота, м....................................................................................................1,7

Проведення виробок здійснюється прохідницькою комплексною бригадою. Керівництво бригадою виконує бригадир, а в змінах – ланкові бригади.

Режим роботи – 3 зміни по проведенню виробки та 1 ремонтно-підготовча. Прохідницькій цикл складається з наступних основних та допоміжних операцій: прийом-здача зміни; проведення виробки комбайном; проведення водовідливної канавки; кріплення виробки та кріплення водовідливної канавки. Роботи в ремонтну підготовчу зміну: настилання рейкового шляху; нарощування вентиляційного та протипожежного трубопроводу; розвантаження матеріалів; встановлення сланцевих заслонів та інше.

4.2. Технологія і організація проведення підготовчої виробки.

4.2.1. Вибір типу кріплення

При проектуванні охорони гірничих виймальних виробок був прийнятий розмір поперечного перетину виробки з умов провітрювання, транспорту та технології очисних робіт.

Розмір поперечного перетину виробки склав 11,2 м² після осадки. З альбому типових перетинів вибираємо відповідний поперечний перетин виробки та заносимо дані у таблицю 4.2.1.1.

Таблиця 4.2.1.1.

Значення параметрів виймальної виробки

Параметри виробки	Значення параметрів виробки
	в проходженні	в світлі
1. Ширина виробки, мм 2. Висота виробки, мм 3. Площа перетину, м^2	4540 3360 13,56	4180 3130 11,2

Так як для кріплення виймальних виробок було обране трьох ланкове арочне кріплення АП-3 з податливістю 300 мм, то визначимо його характеристики:

- тип спец профілю (СВП-27);

- конструктивна вертикальна податливість (Δ=300 мм);

- несуча здатність однієї рами кріплення (N_s=200 кН).

Визначимо розрахункове навантаження на кріплення з формули:

Р=k_n*k_н*k_пр*В_пр*Р_н,

де k_n=1,0 – коефіцієнт перевантаження;

k_н=1,0 – коефіцієнт надійності;

k_пр=1,0 – коефіцієнт умов проведення виробки;

В_пр=4,54 м – ширина виробки в проходженні;

Р_н=85 кПа – нормативне навантаження на кріплення;

Р=1*1*1*4,54*85=385,9 кПа.

Визначимо щільність встановлення кріплення з формули:

n,

де N_s=200 кН – несуча здатність однієї рами кріплення;

nрам/м (приймаємо n=2 рам/м).

Щільність встановлення кріплення буде дорівнювати: 1/2=0,5 м.

4.2.2. Провітрювання підготовчої виробки

Розрахунок витрат повітря для провітрювання тупикових виробок, що проведені за допомогою прохідницьких комбайнів, роблять по виділенню метану, по кількості одночасно працюючих людей, за мінімальною швидкістю повітря по виробці та мінімальній швидкості повітря в при вибійному просторі з урахуванням температури. остаточно приймають найбільший результат.

Розрахуємо витрати повітря за газовиділенням:

- для при вибійної частини виробки:

Q_зп=100*І_зп / (С-С_о),

де І_зп =1,5 м³/хв. – газовиділення з при вибійної частини виробки;

С=1 % - максимально допустима концентрація метану у вихідному струмені по ПБ;

С_о=0,05 % - максимально допустима концентрація метану у свіжому струмені по ПБ;

Q_зп=100*1,5/(1-0,05)=157,9 м³/хв.=2,6 м³/с;

- для виробки в цілому:

Q_п=100*І_п / (С-С_о),

де І_п =2,15 м³/хв. – газовиділення з боків виробки;

Q_п=100*2,15/(1-0,05)=226,3 м³/хв.=3,8 м³/с.

Витрати повітря необхідного у вибої підготовчої виробки по максимальній кількості робітників, що працюють у виробці, визначаються з формули:

Q_зп=6n_r,

де n_r – кількість робітників, що одночасно працюють у виробці;

6 – кількість повітря в хвилину на одну людину належне по ПБ;

Q_зп=6*17=72 м³/хв.=1,2 м³/с.

Визначимо витрати повітря по мінімально допустимій швидкості руху повітря:

Q_зп=60*V_min*S,

де V_min=0,25 м/с – мінімально допустима за ПБ швидкість руху повітря;

S=11,2 м³ – площа поперечного перетину виробки в світлі;

Q_зп=60*0,25*11,2=168 м³/хв.=2,8 м³/с.

Визначимо витрати повітря в підготовчій виробці за температурним фактором:

Q_зп=20*V^т_min*S,

де V^т_min=0,5 м/с – мінімально допустима швидкість руху повітря у виробці за тепловим фактором (t=24⁰С);

Q_зп=20*0,5*11,2=112 м³/хв.=1,9 м³/с.

Для подальшого розрахунку приймаємо найбільше з отриманих значень витрат повітря:

Q_зп=2,8 м³/с, а Q_п=3,8 м³/с.

Для подачі повітря в тупикову виробку будемо використовувати вентиляційний трубопровід діаметром d_тр=0,8 м та довжиною l_тр=1500 м.

Визначимо необхідну подачу вентилятора:

Q_Bk_ут.тр.*Q_зп,

де k_ут.тр.=2,8 – коефіцієнт витоків трубопроводу;

Q_B2,8*2,8=7,9 м³/с.

Приймаємо Q_B=7,9 м³/с, так як Q_BQ_п.

Визначимо депресію, що утворюється в гнучкому трубопроводі з формули:

h_B =R_TP* Q²_B/ k_ут.тр,

де R_тр – аеродинамічний опір трубопроводу:

R_тр=r_тр(l_тр+20d_трn₁+10d_трn₂),

де r_тр=0,016 – питомий аеродинамічний опір;

n₁, n₂ – кількість поворотів на 90⁰ та 45⁰;

R_тр=0,016(1500+20*0,8*0+10*0,8*0)=24;

h_B=24*7,9²/2,8=1269 Па=127даПа.

По даним Q_B та h_B обираємо вентилятор. Цим даним задовольняє вентилятор ВМ-6.

Рисунок 4.2.2.1. – Аеродинамічна характеристика вентилятора ВМ-6

4.2.3. Визначення швидкості проведення виробки комбайном

При комбайновій технології проведення виробки технологічну можливу швидкість проведення виробки орієнтовно можна визначити з формули:

=6 год. –тривалість зміни;

=0,5 год. – тривалість підготовчо-заключних операцій;

m=0,37 м – товщина шару породи, що виймається;

В=0,55 м – ширина захвату виконавчого органу комбайну;

=0,1 м/с – максимальна швидкість виконавчого органу поперек виробки;

k_т=0,9 – коефіцієнт технологічних простоїв комбайну;

k_н=0,6 – коефіцієнт несполученого кріплення;

L=0,5 м – відстань між рамами кріплення;

Н_кр=1,2 рам/люд.-зміну – норма виробки на кріплення;

k_м=1,0 – коефіцієнт механізації кріплення;

n_кр=3 – кількість робітників зайнятих на кріпленні;

де l_p=1,35 м – довжина риштака конвеєра;

Н_р=1,5 рештаків/люд.-зміну – норма виробки на нарощування конвеєру;

n_р=3 – кількість робітників зайнятих нарощуванням конвеєру;

4.2.4. Розрахунок комплексної норми виробки

Розмір комплексної норми виробки розраховують за обсягами робіт на 1 м або на цикл. Обсяги робіт визначаються за нормованими процесами:

- виймання гірничої маси комбайном;

- кріплення виробки;

- настилання рейкового шляху;

- устрій водовідливної канавки.

Дані про обсяги робіт та відповідні норми виробки, прийняті згідно діючих нормативів, записують у таблицю 4.2.3.1., яка є основною для складання паспорта норм та розцінок. При визначенні норм виробки, окрім поправочних коефіцієнтів, що приведені у ЄНВ, слід враховувати коефіцієнти на нову техніку (1,05-1,2) та нову технологію (1,05-1,3).

Таблиця 4.2.3.1. –