Дипломная работа: Очистка шахтных вод шахты "Житомирская" ш/у "Комсомольское" ГХК "Октябрьуголь"

Тщательная забутовка, способствуя перераспределению напряжений в приконтурной зоне выработки, препятствуя расслоению пород, что уменьшает интенсивность проявления горного давления.

Существует два способа заполнения закрепного пространства: пневматический и гидромеханический.

При пневматическом способе сухой материал подается по трубопроводу в потоке воздуха и у разгрузочного конца трубопровода затворяется водой. Материал в закрепное пространство подается в осевом направлении.

Достоинствами пневматического способа являются быстрое схватывание, не требуется изоляции участка заполнения от забоя, возможность транспортировки смеси на значительные расстояния.

Недостатками этого метода являются: сложность использования любого материала и выполнения параллельно других проходческих работ из-за пылеобразования, износ трубопровода при транспортировке сухих смесей.

Значительным преимуществом гидромеханического способа является возможность параллельного выполнения других проходческих работ в забое выработки.

Недостатками этого метода являются: необходимость размещения в забое дополнительного оборудования, перемещаемого вслед за подвиганием забоя, необходимость отшивки со стороны забоя заполняемого участка, высокое давление подаваемого материала в закрепное пространство и продолжительные сроки схватывания, что требует принятия специальных мер по укреплению затяжки

Таким образом, гидромеханический способ более технологичен для сохранения высоких темпов проведения выработки, а пневматический обеспечивает лучшие условия работы крепи [1].

При производстве тампонажа закрепного пространства песчано-цементным раствором или другими твердеющими материалами крепь будет деформироваться совместно с породным контуром. При этом, образованная тампонажным раствором, оболочка будет воспринимать как нормальные, так и котельные усилия, причем последние существенно уменьшают величину изгибающих моментов в оболочке.

Упрочненные при тампонаже породы и образованная жесткая оболочка в закрепном пространстве предотвращают дальнейшее сдвижение пород и, полностью воспринимая горное давление, являются одним из несущих элементов крепи. Несущая способность образованной бетоно-породной крепи зависит от прочности пород, их трещиноватости, величины раскрытия трещин, а также от прочности тампонажного камня, заполнившего их.

Анализ применения тампонажа закрепного пространства позволяет сделать вывод о его существенном влиянии на устойчивость горных выработок. При этом в подавляющем большинстве случаев тампонаж закрепного пространства приводил к стабилизации смещения породного контура выработки [2].

Установлено, что при тампонаже на расстоянии 0,3-0,5 м от контура выработки происходит заполнение открытых трещин цементным раствором, а на расстоянии до 1 м в мелкие трещины проникает вода с небольшим содержанием цемента. Проникновение раствора в эти трещины является результатом отжима цементного молока при нагнетании раствора на крепь, протекающем при максимальном в этом случае давлении нагнетания, достигающем 0,2-0,3 МПа, а нередко 0,6 МПа. О наличии небольшого содержания цемента в отжатом цементном растворе свидетельствуют слабые железненные поверхности трещин в породном массиве. Интенсивность проникновения тампонажного раствора с удалением вглубь массива снижается, и на расстоянии более 1,5 м лишь в отдельных местах наблюдались следы железнения трещин цементным молоком [1]. На основании исследования можно заключить, что вокруг выработки вследствие проникновения раствора в приконтурный массив при тампонаже образуется породобетонная оболочка, ширина которой достигает 0,8-1 м.

Необходимая глубина укрепления рассчитывается по формуле:

hу=r*Kt (0,2+1,6*Ux) +0,2, (3.25)

где r - полупролет выработки (вчерне) в направлении предполагаемого тампонажа, м. Равна половине ширины выработки.

Ux - смещение пород в выработку в направлении тампонажа, м Ux=0,25 м.

Kt - коэффициент времени тампонажа относительно проходческих работ, Kt=0,2.

hу=0,5*4,52*0,2 (0,2+1,6*0,25) +0,2=0,47, принимаем 0,5 м.

Коэффициент укрепления:

Ку= (2*g*Н/m*dсж) - 0,6, (3.26)

где g - объемная масса пород почвы, g=0,025 МН/м3. Н - фактическая глубина ведения очистных работ, Н=40 м. m - коэффициент стойкости пород, m=0,95. dсж - среднее значение сопротивления пород сжатию, dсж= 10*f =10*5=50 МПа.

Ку= (2*0,025*40/0,95*50) - 0,6=0,04.

Прочность на сжатие укрепленных пород:

dсж (у) = (1+Ку) dсж= (1+0,04) *50=52 МПа. (3.27)

Необходимое количество раствора для производства тампонажа:

V=0,3*hу (r+hу/r) =0,3*0,5 (2,26+0,5/2,26) =0,37, принимаем 0,4 м3.

Тампонажные шпуры располагаются в шахматном порядке со средней плотностью - один шпур на 2 -2,5 м2 поверхности породных обнажений. Водоцементное отношение тампонажных растворов 0,5…1,0.

Для цементного и цементно-песчаного раствора состава Ц: П=1: 1 необходимо применять цементы марки 400 и более.

3.2.4 Очистные работы

Данные о запасах по пласту m3 представлены в приложении Б.

Коэффициент извлечения:

Кизв. =Зпр. /Збал., (3.28)

где Збал. - балансовые запасы, тыс. т, Зпр. - промышленные запасы, тыс. т.

Кизв. =5117/5816=0,89.

Производственная мощность шахты годовая равна 180 тыс. т/год,

рассчитаем ориентировочный срок доработки запасов шахтного поля:

Тр=Зпр. /Аг., (3.29)

Тр=5117/180=28 лет

Выемка угля из лавы №16 производится при помощи механизированного комплекса КД-80, в состав которого входят: механизированная посадочная крепь "Донбасс-80", очистной комбайн КА-80.

Комплекс КД-80 применяется на тонких пластах при угле падения пласта до 35 °.

В состав комплекса входят: узкозахватный комбайн КА-80 с вынесенной системой подачи ВСП, механизированная крепь "Донбасс-80", передвижной скребковый конвейер СП-202.

Крепь "Донбасс-80" - оградительно-поддерживающего типа состоит из однотипных секций, соединенных с забойным конвейером. Секции состоят из четырех гидростоек, жесткого основания, верхнего и оградительного перекрытий [3].

Вслед за проходом комбайна гидростойки секции крепи, готовой для передвижки, разгружаются, после чего секции с активным подпором передней пары гидростоек подтягиваются механизмом передвижения к конвейерному ставу, гидростойки распираются и обнаженная кровля подпирается верхняками с козырьками. Подтягивание секций крепи производится последовательно, в результате чего передвигаемая секция всегда находится между соседними распертыми секциями крепи. Корректировка положения секций выдвижением боковых щитов производится специальными гидроблоками.

Оградительное перекрытие защищает рабочее пространство лавы с боковых сторон и со стороны выработанного пространства от обрушающейся породы кровли и осуществляет неизменную в плоскости пласта шарнирную связь основания и перекрытия, чем обеспечивает направленное перемещение секции крепи при передвижке.

С отставанием на 15 м от комбайна производится передвижка конвейера с изгибом става.

Выемка угля производится по челноковой схеме. Выемка угля в нишах производится буровзрывным способом. Бурение шпуров производится ручным сверлом СЭР-19Д.

Буровзрывные работы производятся в соответствии с требованиями ПБ при взрывных работах и паспортом БВР. Допуск рабочих к месту ведения работ разрешается лицом технического надзора только после того, как будет установлено, что работа в месте взрыва безопасна. Получив разрешение горного мастера на возобновление работ по выемке ниш после производства взрывных работ рабочие, занятые на этих работах, начинают уборку угля и крепление ниш в следующей последовательности: производят зачистку угля на неработающий конвейер с завальной стороны конвейера, причем рабочий производит уборку угля находясь при этом все время в закрепном пространстве; убрав уголь на протяжении 1 м (расстояние между стойками вдоль лавы), рабочий должен убедиться в надежности распора впереди стоящих стоек, и, если крепь не нарушена ВР, то работы по уборке угля могут продолжаться до следующего ряда крепления.

Таким образом, уборка угля и восстановление крепи производится с завальной стороны конвейера до головки конвейера.

На головках конвейера рабочий должен убедиться в надежности ее крепления и, если необходимо, закрепить. Убедившись в надежности крепления головки конвейера, рабочий дает сигнал на включение конвейера.

После прокачки конвейера рабочие, убедившись в безопасности рабочего места, начинают уборку угля в нише с забойной стороны конвейера. Причем, сначала убирается и производится крепление вдоль конвейера на ширину 0,8 м. Таким образом, уборка угля в нише и ее крепление производится полосами шириной 0,8 м вдоль конвейера.

При работе лавы возникает необходимость в удлинении (сокращении) конвейера лавы в случае изменения длины лавы, необходимости улучшения пересыпа. Возникает необходимость и в замене деформированных или изношенных рештаков конвейера в лаве, на сборном штреке.

Все материалы и оборудование, необходимые для работы лавы №16 пласта m3, доставляются в вагонетках ВГ-1,6 или площадках, изготовленных на их основе, с поверхности по вспомогательному стволу и 4 восточному откаточному штреку пласта m3 к заезду на бремсберг №7 согласно существующих паспортов на доставку материалов и откатку грузов.

По заезду и бремсбергу №7 материалы доставляются при помощи лебедок ЛШВ-1 и ЛВ-25 до сопряжения со сборным штреком №4.

По сборному штреку №4 материалы лебедкой ЛШВ-1 доставляются до сопряжения лавы №16 со штреком, где выгружаются и складируются с соблюдением необходимых по ПБ зазоров к подвижному составу.

При доставке материалов на вентиляционный штрек лавы №16 материалы лебедками доставляются по бремсбергу №7 до сопряжения с вентиляционным штреком, далее лебедкойЛШВ-1 они доставляются по вентиляционному штреку до сопряжения с лавой, где разгружаются и складируются с соблюдением необходимых по ПБ зазоров.

По лаве материалы доставляются с помощью конвейера.

С целью достижения устойчивой безаварийной и долговечной работы механизмов и оборудования необходимо строго соблюдать регламент осмотров и профилактических работ, установленный соответствующими инструкциями по эксплуатации всех работающих машин и механизмов.

Все работы по осмотру и профилактике забойных машин необходимо производить в специально выделенную смену (ремонтную), в конце которой необходимо производить опробование под нагрузкой механизмов.

Охрана подготовительных выработок производится при помощи выкладки костров из деревянных стоек. Перед выкладкой костров из деревянных стоек, место должно быть приведено в безопасное состояние.

Костры выкладываются тремя рабочими, которые совместно приготавливают материалы для их выкладки.

После подготовки материалов приступают к выкладке костров: две стойки кладутся на почву пласта перпендикулярно забою. Расстояние между стойками принимается на 0,5 м меньше их длины. Перпендикулярно этим стойкам укладываются следующие, и так процесс укладки повторяется до выкладки костров до кровли.

В это время один из рабочих изготавливает клинья длиной 0,4 м с наклоном плоскостей 15-20°. Рабочий, выкладывающий костер, удерживает руками верхнюю стойку, другой - забивает клинья между стойками и кровлей против линии их торцов по четырем углам костра.

Клинья со стороны призабойного пространства забиваются перпендикулярно линии забоя и должны выступать за стойками.

Для удержания бровки на сборном штреке №4 применяется химическое анкерование.

Суточная нагрузка на очистной забой, оборудованный узкозахватным комбайном, работающим по челноковой схеме, определяется по технологическим затратам времени на выполнение отдельных операций производственного цикла по формуле:

 = т/сут, (3.30)

где nсм. - число смен в сутки по добыче угля;

Тсм. -продолжительность смены, мин;

tп. з. - время, затрачиваемое на подготовительно-заключительные операции и личные надобности, принимается равным 25 мин;

tп. - суммарное время технологических перерывов, мин;

kм - коэффициент машинного времени, принимается равным 0,43 - 0,68;

lл - общая длина лавы, м;

r - ширина захвата комбайна, м;

m - вынимаемая мощность пласта, м;

g - средняя плотность угля, т/м3;

с - коэффициент извлечения угля в лаве, принимается в пределах от 0,95 до 0,97;

ålн. - суммарная длина ниш в лаве, м;

Vр - рабочая скорость подачи комбайна, м/мин;

tв - удельные затраты времени на вспомогательные операции, принимается равным 0,2-0,3 мин/м;

tк. о. - продолжительность концевых операций цикла, мин.

 

Далее необходимо рассчитать нагрузку на очистной забой по газовому фактору, она рассчитывается по формуле:

, (3.31)

где Акл - расчетная суточная нагрузка на очистной забой, т/сут;

 - относительное газовыделение в выработку, м3/т;

Кс. р. - коэффициент изменения системы разработки. В данном случае система разработки не изменяется, поэтому коэффициент равен 1.

Кг - коэффициент изменения газовыделения с увеличением глубины. Так как лава находится в зоне метанового выветривания, то изменения газовыделения не происходит, коэффициент равен 1.

Qр - расход воздуха, подаваемого в выработку, м3/сут;

с - максимально допустимая концентрация метана в исходящей струе воздуха, по ПБ допускается с=1%;

с0 - максимально допустимая концентрация метана в поступающей струе, по ПБ допускается с0=0,05%.

Агmax=1070*0,2-1,67* [294 (1-0,05) /194] -1,93=31772,7 т/сут.

Агmax>Акл, на основании этого можно сделать вывод, что нагрузка на очистной забой не ограничивается по газовому фактору.

Расчет трудоемкости работ в очистном забое производится согласно УКНВ. Расчет приведен в таблице 3.3

Рассчитаем объемы работ, проводимых в очистной выработке:

1. Добыча угля с одного цикла:

Q=l*m*g*r, (3.32)

где l - длина лавы, м;

m - вынимаемая мощность пласта, м;

g - средняя плотность угля, т/м3;

r - подвигание забоя за цикл, м, определяем по формуле:

r=А/l*m*g*Kизв., (3.33)

где А - добыча угля за цикл, т;

l - длина лавы, м;

m - вынимаемая мощность пласта, м;

g - плотность угля, т/м3;

Кизв. - коэффициент извлечения угля, принимается Кизв. =0,95;

r=250/120*0,9*1,36*0,95=1,8 м.

Q=120*0,9*1,36*1,8=264,4 т.

2 Выемка угля комбайном:

Qк= (lл-lн) *m*g*r, т, (3.34)

где lн - суммарная длина ниш, м;

Qк= (120-12) *0,9*1,36*1,8=238 т;

3 Выемка угля из ниш определяется как разность добычи с одного цикла и выемки угля комбайном:

Qн=Q-Qк=264,4-238=26,4 т; (3.35)

4 Коэффициент цикличности:

Кц=НВвыем. комб. /Qк, (3.36)

где НВвыем. комб. - норма выработки выемки угля комбайном в соответствии с УКНВ и с учетом коэффициента, т;

Кц=324,45/238=1,36.

Трудоемкость работ для МГВМ составляет:

1,234/1,36=0,9 чел. /см.

Для ГРОЗов: 5,04-0,9=4,14 чел. /см.

4 Выкладка костров; по паспорту необходимо 0,94 костра на 1 метр, за цикл:

0,94*1,8=1,7 костра.

5 Выкладка бутовой полосы за цикл:

Qб. п. =lб. п. *r*m, (3.37)

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13