Технология подземной разработки пластовых месторождений
3. ВЫБОР СПОСОБА ПОДГОТОВКИ И ОБОСНОВАНИЕ ЕЁ ПАРАМЕТРОВ
Способ подготовки шахтного поля представляет собой планировку горных выработок и технико-экономические показатели работы предприятия.
выбор способа подготовки шахтного поля производим с помощью критерия удельной протяжённости горных выработок. В качестве конкурентоспособных вариантов способа подготовки шахтного поля принимаем панельную подготовку с повторным использованием ярусных штреков и погоризонтную подготовка.
Определим суммарные запасы шахтного поля по формуле:
Z = S · N · m · г · c, т (3.1)
где: S - размер шахтного поля по простиранию, м (S=12000м) [исходное данное 18]
N - размер шахтного поля по падению, м (N=2100м) [исходное данное 21]
m - мощность пласта, м(m=1,1м) [исходное данное 3]
г - плотность угля, т/м3; (г=1,67 т/м3) [исходное данное 6]
c - коэффициент извлечения угля (с=0,97);
Определим суммарные запасы шахтного поля для погоризонтной подготовки:
Z = 12000 · 2100 · 1,3 · 1,67 · 0,97 = 53067924 т
Определим суммарные запасы шахтного поля для панельной подготовки:
Z = 12000 · 2055 · 1,3 · 1,67 · 0,97 = 51930754 т
Способ подготовки выбираем на основании рекомендаций /4/ в зависимости от угла падения пласта, его размеров по простиранию и падению, а также производственной мощности шахты.
В данных горно-геологических и горно-технических условиях возможна:
I вариант погоризонтная подготовка шахтного поля /5/:
Определяем протяженность всех выработок необходимых для подготовки горизонта. Расчетная схема погоризонтного способа подготовки представлена на рисунке 1.1 Подсчет протяженности выработок сводим в таблицу 3.1
При данном способе подготовки необходимо провести следующие выработки:
1. конвейерный бремсберг
2. вентиляционный бремсберг
3. магистральный штрек
4. вентиляционный штрек
I I вариант - панельная подготовка с повторным использованием ярусных штреков. Определяем протяженность всех выработок необходимых для подготовки шахтного поля. Расчетная схема панельного способа подготовки представлена на рисунке 1.2
Подсчет протяженности выработок сводим в таблицу 3.1 При данном способе подготовки необходимо провести следующие выработки:
1. Ярусный вентиляционный штрек;
2. Ярусный конвейерный штрек;
3. Панельный вспомогательный ходок;
4. Панельный людской ходок;
5. Панельный конвейерный штрек.
Таблица 3.1 - Критерий удельной протяжённости горных выработок
Наименование выработки |
Позиция на чертеже |
Длина выработки, м |
Количество выработок |
Протяжённость выработок |
|
ПАНЕЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА |
|||||
Ярусный вент. штрек |
1 |
1500 |
8 |
12000 |
|
Ярусный конвейерный штрек |
2 |
1500 |
40 |
60000 |
|
Панельный вспомогательный ходок |
5 |
1050 |
8 |
8400 |
|
Панельный людской ходок |
6 |
1050 |
8 |
8400 |
|
Капитальный бремсберг (уклон) |
7 |
950 |
8 |
7600 |
|
ИТОГО: |
- |
- |
- |
96400 |
|
ПОГОРИЗОНТНАЯ ПОДГОТОВКА |
|||||
Вентиляционный штрек |
1 |
7000 |
2 |
14000 |
|
Магистральный штрек |
2 |
7000 |
1 |
7000 |
|
Конвейерный ходок |
3 |
1050 |
68 |
71400 |
|
Вентиляционный ходок |
4 |
1050 |
4 |
4200 |
|
ИТОГО: |
- |
- |
- |
96600 |
Удельная протяженность горных выработок определяем по формуле:
, м / тыс.т (3.2)
где: L-суммарная протяженность всех выработок, м [из таблицы 3.1];
Z -промышленные запасы шахтного поля, тыс. т [ формула 3.1]
Удельная протяженность горных выработок для панельного способа подготовки:
, м / тыс.т
Удельная протяженность горных выработок для погоризонтного способа подготовки:
, м / тыс.т
В результате расчетов получили удельную протяженность выработок:
- при панельной подготовке с повторным использованием ярусных штреков составляет 1,86 м/тыс.т, - при погоризонтной подготовке с повторным использованием конвейерных бремсбергов, составляет 1,82 м/тыс.т
Из результатов расчета видно, что удельная протяженность выработок при погоризонтной подготовке меньше, чем при этажной. На этом основании к дальнейшей разработке принимаем погоризонтную подготовку шахтопласта.
Так как в заданных условиях нижние слои кровли являются средней устойчивости, окончательно принимаем погоризонтную схему с пластовым способом подготовки шахтного поля, которая полностью удовлетворяет данным условиям. Схема подготовки представлена на листе графической части.
Сущность системы погоризонтной подготовки заключается в том, что пласт в пределах шахтного поля между горизонтами делят на выемочные участки, вытянутые по падению или восстанию. В каждом выемочном участке размещают одну или две лавы, очистные забои которых перемещаются по падению или восстанию пласта.
Системы погоризонтной подготовки применяются при разработки пластов с углами падения до 120. При создании эффективных средств выемки и транспорта для работы по падению (восстанию) системы погоризонтной подготовки могут применяться и с большими углами падения (до 180).
Достоинства:
- Простота схемы транспорта угля в шахте, простая подготовка шахтного поля;
- Меньшая протяженность и объем выработок по подготовке шахтного поля;
- Обеспечивает постоянную длину лавы:
- Сокращается приток воды в призабойное пространство (при отработке выемочных участков по восстанию).
Недостатки:
- Ограничения области применения, только пологими пластами;
- Трудности, обусловленные проведением и перевозкой людей и материалов по длинным наклонным выработкам.
Размер горизонта определяем по формуле:
(3.3)
где: N - размер шахтного поля по падению, м.
, метров
Количество выемочных столбов в горизонте определяем по формуле:
(3.4)
где - S - длина шахтного поля по простиранию, м
lлавы - длина лавы в столбе + ширина подготовительной выработки, м
, столбов
Подготовительные выработки проводим по углю, так как они повторно используются для проветривания участковых выработок /6/. Одним из основных достоинств пластовых выработок является попутная добыч угля. Боковые породы достаточно крепкие, что позволяет поддерживать выработки достаточно долго без ремонта, что снижает затраты на содержание выработок.