Современный прогресс сельского хозяйства в значительной степени определяется применением минеральных удобрений. Высокая эффективность их использования обусловила бурное развитие производства минеральных удобрений в СНГ. Роль минеральных удобрений для роста растений исключительно велика. Питательные вещества, израсходованные на развитие растений, безвозвратно уносятся из почвы. Часть элементов вымывается из почвы грунтовыми водами или превращается в неусвояемые растениями формы. Почва постепенно обедняется и теряет продуктивность.
Убыль калия в почве частично возмещается при переходе калия в почвенный раствор в процессе выветривания полевых шпатов и других почвенных минералов, содержащих калий. Однако это восполнение протекает в природе очень медленно, поэтому в почву необходимо ежегодно вносить от 40 до 200 кг калийных удобрений на 1 га посевных площадей. Поэтому потребность в калийных удобрениях очень велика, а, следовательно, и добыче калийных руд.
Более 95% всех калийных солей добывается шахтным способом, Старобинское месторождение является одним из крупнейших месторождений в мире.
Для горнодобывающих отраслей промышленности особую актуальность приобретают создание и внедрение машин и агрегатов высокого технического уровня, обладающих значительной производительностью, большой единичной мощностью при одновременном уменьшении их габаритов, снижение металлоемкости, энергопотребления на единицу конечного продукта и повышения надежности и долговечности.
Перспектива развития любого производства определяется его технико-экономическими показателями, важнейшими из которых являются производительность труда и себестоимость продукции. Для улучшения данных показателей в горнорудной промышленности необходимо внедрять наиболее рациональные и перспективные системы разработки, а также высокопроизводительное, экономичное оборудование, отвечающее современным требованиям.
Широкое внедрение усовершенствованного оборудования в перспективе позволит значительно улучшить качество добываемой руды, повысить безопасность работ, снизить объемы отходов производства, уменьшить негативные последствия оседания земной поверхности, повысить извлечение полезного ископаемого из недр и др.
1.Краткая характеристика горно-геологических условий шахтного поля и участка работ.
Шахтное поле рудника Второго рудоуправления расположено в крайней северо-западной части Старобинского месторождения калийных солей. На востоке оно граничит с шахтными полями Первого и Третьего рудоуправлений, а на западе и севере ограничено разрывными тектоническими нарушениями, простирающимися в северном и северо-восточном направлениях, установленными по данным сейсморазведочных и горных работ.
Производство азотных, фосфорных и калийных удобрений в Российской Федерации
... азотные, фосфорные, калийные удобрения и микроудобрения. Комплексные удобрения содержат не менее двух главных питательных элементов. В свою очередь, комплексные минеральные удобрения делят на сложные, сложно-смешанные и смешанные. Азотные удобрения. Производство азотных удобрений ... во многих калийных удобрениях отрицательно влияет на рост и развитие растений, а содержание натрия (в калийной соли и ...
Общая площадь промышленных запасов шахтного поля на обоих горизонтах по состоянию на 01.01.2008 года составляет 30114,4 тыс.м 2 , в т.ч. на Гор.-290 м – 3579,8 тыс.м 2 , на Гор.-445 м – 26534,6 тыс.м 2 .
1.1.Стратиграфия.
Геологическое строение шахтного поля рудника Второго рудоуправления особо не отличается от строения всего месторождения. Здесь принимают участие породы кристаллического фундамента докембрийского возвраста и осадочный чехол, представленный верхнепротерозойскими, палеозойскими, мезозойскими и кайнозойскими породами.
Породы кристаллического фундамента залегают на площади месторождения на глубинах 1600-2500м. Они несогласно перекрыты образованиями осадочного чехла, в основании которого развита мощная (до 350м) красноцветная среднерифейская белорусская (полесская) серия, представленная мелко- и среднезернистыми песчаниками и песками с редкими прослоями красно-бурых и темно-серых глин. На ней с размывом и несогласием залегает толща (около 110м) вендских туфогенно-осадочных пород.
Разрез девонских отложений, как и в других частях Припятского прогиба, начинается отложениями средне- и верхнедевонской терригенной толщи. Выше выделяются отложения карбонатной толщи франского яруса. Здесь, в северо-западной части Припятского прогиба, на ней залегает гипсоносная свита (мощность 20-82м), являющаяся аналогом верхнефаменской соленосной формации. Представлена она глинами и мергелями, обычно доломитовыми, серой и зеленовато-серой окраски с прослоями гипсоангидритовых пород и доломитов.
Гипсоносная свита перекрыта нижнефаменскими карбонатными породами (межсолевые отложения Припятского прогиба).
В их разрезе преобладают известняки серые, буроватые, нередко доломитизированные. Наблюдаются прослои мергелей, известковых глин и доломитов. В верхней части толщи распространены сульфатно-карбонатные породы, являющиеся аналогами галитовой субформации (мощность около 60-70м).
Выше залегает калиеносная субформация, к разрезу которой приурочены горизонты калийных солей. Она имеет мощность до 1000 м и более. Кровля ее вскрыта многочисленными скважинами на глубинах от 342 до 704 м.
Перекрыты породы названной субформации отложениями надсолевой девонской толщи (глинисто-мергелистая толща – ГМТ), контакт которой с соленосными отложениями обусловлен процессами древнего подземного выщелачивания. Мощность их колеблется от 230 до 560 м. По литологическому составу эта толща разделяется на 2 подтолщи:
- нижнюю – гипсово-мергельно-глинистую (сульфатную);
- верхнюю – глинисто-мергелистую (бессульфатную).
Для нижней части гипсово-мергельно-глинистой подтолщи характерны прослои ангидрита и ангидрит-известковой породы, а для верхней – прожилки и прослои гипса и гематитовых прослоев. В нижней части глинисто-мергелистой подтолщи отмечается исчезновение гипса и присутствие прожилков органосодержащих пород (сапропелевые мергели, горючие сланцы) и прослои строматолитовых известняков. В целом для надсолевых девонских отложений характерна повышенная и высокая трещиноватость пород с развитием вертикальных и горизонтальных трещин, выполненных гипсом, кальцитом, иногда зияющих. Кроме того, наблюдаются интервалы сильно перемятых пород с зеркалами скольжения.
Нефтегазоносные бассейны краевых частей платформ
... мощностей нефтематеринских формации и покрывающих толщ пород дает возможность наметить примерное направление процессов миграции подвижных органических веществ. Каждый седиментационный прогиб обычно является составной частью ... закономерности нефте-газонакопления на платформах» приводит такое определение: «Нефтегазоносной про ... В своей работе «О генезисе нефтяных месторождений Северного Кавказа» И. М. ...
В разрезе мезозойско-кайнозойских отложений выделяются юрские, меловые, палеогеновые, неогеновые и четвертичные образования.
Породы юрского возраста представлены чередованием серых и темно-серых слюдистых и песчанистых глин с прослоями и линзами песков, обогащенных растительными остатками. Мощность их существенно колеблется и достигает 80м. Распространены они преимущественно в северной части месторождения, в основном в карманах и мульдах проседания, в процессе интенсивного подземного выщелачивания солей.
Отложения мела развиты повсеместно и представлены образованиями сеноманского и туронского ярусов общей мощностью от 2,5 до 56м, при этом наибольшие мощности приурочены к мульдам проседания. Сложены они в нижней части песками, слабосцементированными песчаниками с гравием и галькой фосфоритов и кремня (сеноман), а в средней и верхней – писчим мелом (турон).
Палеогеновые кварц-глауконитовые пески и слабосцементированные песчаники развиты повсеместно и имеют мощность в среднем около 28м.
Неогеновые отложения представлены песками кварцевыми тонко-мелкозернистыми с пластами и линзами глин серых и желтовато-серых, иногда присутствуют пласты и линзы бурого угля. Их мощность :5-65м.
Четвертичный покров мощностью около 50-60м представлен разнозернистыми песками с гравием, галькой и валунами изверженных и метаморфических пород, с прослоями моренных и межморенных глин, суглинок, супесей. Встречается поверхностный и погребенный торф.
1.2 . Тектоника .
Шахтное поле рудника расположено в пределах Центрального тектонического блока, ступенеобразно погружающегося в восточном направлении.
В настоящее время геофизическими и буровыми работами достаточно полно изучены субмеридиальные Северо-западное и Западное тектонические нарушения, а также Центральное Краснослободское тектоническое нарушение с севера на юг пересекающее площадь Краснослободского участка с амплитудой смещения пластов от 30 до 100м. Углы падения сбрасывателя колеблются от 15 до 85 градусов. По данным геологоразведочных работ в северо-восточной (3-А, 4-А северо-восточные панели), в юго-западной (7, 8 юго-западные панели, юго-западное направление) и в северо-западной (6, 6-А северо-западные панели) частях шахтного поля на III калийном горизонте вскрыты зоны малоамплитудных тектонических нарушений, а в северо-западной части обоих горизонтов – Островское тектоническое нарушение.
Все эти нарушения затрудняют отработку месторождения, создают угрозу прорыва подземных вод в горные выработки и требуют дополнительных геологоразведочных работ. Кроме того, вблизи тектонических нарушений увеличиваются углы падения пласта, встречаются трещины разрыва со смещением слоев, породы в зоне брекчированы и наблюдаются замещения сильвинитовых слоев каменной солью.
В южной краевой зоне на участках, примыкающих к контурам выклинивания калийных горизонтов, строение пласта характерезуется снижением мощности 3-го и 4-го сильвинитовых слоев, увеличением внутрипластовой каменной соли 3-4, снижением содержания КС L и резким воздыманием пласта под углом 6-7 и более 10 градусов. За линией выклинивания калийного горизонта могут иметь место обводненные песчаники, которые устанавливается геофизическими работами.
Вскрытие и подготовка шахтного поля
... следует считать задачу выбора рациональных схем, способов вскрытия и подготовки шахтного поля. Вместе с тем принимаемые технические решения ... Кондомского района характеризуются частым переслаиванием различных по мощности песчаников и алевролитов. Обводненность продуктивной толщи различна. ... Юго-Западного крыла 2. Замковая часть 3. Северо-восточное крыло Алардинской синклинали В замковой части ...
1.3. Гидрогеология.
Старобинское месторождение расположено в краевой северо-западной части Припятского артезианского бассейна. В пределах месторождения различают:
надсолевой
подсолевой
Названные водоносные комплексы образуют верхний и нижний гидрогеологические этажи, которые разделены водоупорными породами глинисто-мергелистой и соленосной толщ.
Водоносный комплекс в мезозойско-кайнозойских отложениях мощностью 100-120м относится к зоне активного водообмена и подстилается регионально выдержанными водоупорными породами ГМГ. Воды его преимущественно пресные используются для хозяйственного питьевого водоснабжения.
Подсолевой водоносный комплекс общей мощностью около 1000м приурочен к карбонатным породам фаменского и франского ярусов верхнего
девона, к терригенным породам среднего и верхнего протерозоя, разделенных относительно водоупорными породами ливенского, пашийско-кыновского и пярнуско-наровского горизонтов. Водовмещающие карбонатные породы верхнего девона характерезуются низкой водообильностью и плохой проницаемостью. Водоносные горизонты терригенных пород среднего девона и верхнего протерозоя включают хорошо проницаемые обводненные песчаники соответственно старооскольского возвраста и пинской свиты.
Надсолевой и подсолевой водоносные комплексы разделены породами ГМТ и соленосной толщ мощностью 500-1000м, служащих надежными водоупорами, обеспечивающими гидрогеологическую закрытость нижнего гидрогеологического этажа. Взаимосвязь вод надсолевого и подсолевого комплексов исключается как по площади месторождения, так и в зонах дизъюктивных нарушений, где породы соляных отложений крепко спаяны соляным цементом, безводны и водоупорны.
Верхняя часть осадочного чехла сложена проницаемыми породами, создающими благоприятные условия для инфильтрации атмосферных осадков и пополнения запасов подземных вод. Все водоносные горизонты этой части разреза гидравлически связаны между собой.
Воды подсолевого водоносного комплекса представлены преимущественно крепкими рассолами.
Водоносный горизонт песчаников пинской свиты мощностью 300-350м перекрыт слабопроницаемыми туфопесчаниками вулканогенно-осадочной толщи мощностью около 100м и подстилается породами кристаллического фундамента.
1.4. Геологическая характеристика калийных горизонтов месторождения шахтного поля Второго рудоуправления.
В пределах разрабатываемого шахтного поля развиты 4 калийные горизонта: первый, второй, третий, четвертый (счет от поверхности земли).
Залегают они внутри мощных пачек каменной соли. Представляют собой пластовые залежи, пологопадающие в северо-восточном направлении под углом 1-3 ° , осложненные на площадях, примыкающих к тектоническим нарушениям и в зонах выклинивания калийных горизонтов. Из 4–х калийных горизонтов требованиям кондиций отвечают 2-й горизонт и нижний сильвинитовый пласт 3-го калийного горизонта, которые отрабатываются в настоящее время.
Второй калийный горизонт в пределах шахтного поля залегает на глубинах от 402м до 471м с погружением пласта в северо-восточной и северо- западном направлениях под углом 1-3º. На отдельных участках шахтного поля у тектонических нарушений угол падения пласта увеличивается до 5-8º. Южная граница распространения имеет постседиментационную природу, а северная и западная – тектоническую.
Мощность горизонта в среднем составляет 2,86м. Содержание KCL в пласте колеблется от 28,58 % до 31,09 % и в среднем составляет 29,84%. Содержание Н.О. 2 от 7,31 % до 8,61 % и в среднем составляет 7,96 %.
По своему строению горизонт чётко подразделяется на три слоя – верхний сильвинитовый, средний – галитовый, нижний – сильвинитовый. Сильвинитовые слои представляют собой чередование сильвинитовых и галитовых прослойков, в которых встречаются небольшие прослойки глины. Средняя мощность верхнего и нижнего сильвинитовых слоёв составляет соответственно 0,96 и 1,04м, а содержание КС L соответственно 41,67% и 40,69% , Н.О. – 5,17% и 6,68%. Средний галитовый слой состоит из прослоев каменной соли, разделённых прослоями глины. В отдельных прослоях каменной соли отмечается вкрапленность сильвинита. Мощность среднего галитового слоя колеблется от 0,82 до 0,89м и в среднем составляет 0,86м. Содержание КС L по слою колеблется от 3,07% до 3,48% и в среднем составляет 3,27 %.
Покрывающие горизонт породы представлены частым чередованием прослойков каменной соли мощностью от 1-2см до 10-40см и глины мощностью от долей мм до 10-25см. В интервале до 0,80м от кровли пласта залегают маломощные прослойки песчаниковидной соли.
В подстилающих горизонт породах возможно наличие газа, который может проявляться в виде газовыделений при бурении разведочных скважин и шпуров, а также в отработанном пространстве горных выработок и лав.
Третий калийный горизонт в пределах шахтного поля залегает на глубинах от 487м до 646м с погружением пласта в северном и северо-восточном направлениях под углом 1-3º.
На отдельных участках шахтного поля у тектонических нарушений угол падения увеличивается до 5-8 градусов и более.
Горными работами горизонт достаточно полно изучен в центральной и юго-восточной частях шахтного поля. В юго-западной части шахтного поля граница распространения его установлена по данным геофизических, буровых и геологоразведочных работ.
На вскрытой части шахтного поля калийный горизонт имеет повсеместное распространение и подразделяется на три пачки:
верхнюю – сильвинитовую ( забалансовую ),
среднюю – глинисто-карналлитовую,
нижнюю – сильвинитовую (промышленную ).
Верхняя забалансовая пачка прослеживается на всей разведанной площади шахтного поля и сложена чередующимися прослоями сильвинита, сильвинито-карналлитовой породы и каменной соли с прослоями глины мощностью до 5см. Мощность верхней сильвинитовой пачки колеблется от 1,73 до 5,0м.
Средняя глинисто-карналлитовая пачка сложена глиной с прослоями каменной соли, карналлита и сильвинито-карналлитовой породы. Мощность их колеблется от 6 до 10,7 метров .
Нижняя сильвинитовая пачка представляет собой II продуктивный пласт, в разрезе которого выделяется шесть сильвинитовых слоёв, разделённых слоями каменной соли. Промышленное значение имеют II , III и IY сильвинитовые слои.
Балансовая мощность по слоям II — IY изменяется от 4,03м до 4,46м и в среднем составляет 4,31м. Содержание КС L по слоям II – IY соответственно изменяется от 17,13 % до 26,03 % и в среднем составляет 19,85 %. Содержание H . O . по слоям II — IY изменяется от 3,19 % до 8,01 % и в среднем составляет 4,53 %.
На всех панелях, отрабатываемых в настоящее время, периодически встречаются замещения сильвинитовых слоев каменной солью, что резко снижает качество выдаваемой руды. Наиболее часто они встречаются в краевых и притектонических зонах горизонта.
В породах горизонта отмечаются локальные скопления свободно содержащихся газов, количество которых увеличивается в разрезе снизу вверх, а также встречаются ”мульды погружения пласта”, опасные по внезапным выбросам соли и газа. Особую опасность представляет наличие горючих газов, выделяющихся в отработанном пространстве горных выработок и лав.
Соленосные отложения над кровлей калийных горизонтов являются естественной водозащитной толщей. Мощность их в северо-восточной части шахтного поля над Вторым и Третьим калийным горизонтами достигает соответственно 100 и 250м с постепенным выклиниванием в южном направлении. В результате проведения специальных комплексных исследований, выполненных на месторождении, установлено, что большая часть глинисто-мергелистой толщи безводна и водоупорна, и слагающие ее породы обладают хорошими водозащитными свойствами. Мощность водоупорной части ГМТ в пределах шахтного поля составляет преимущественно 180 — 300м. Таким образом, общая мощность водозащитной толщи составляет 200-300м над кровлей Второго калийного горизонта и 240-450м над кровлей Третьего калийного горизонта.
1.5. Краткая геологическая характеристика пласта и вмещающих пород участка работ.
Третий калийный горизонт в пределах проектируемой лавы имеет повсеместное распространение и сложен следующими пластами: верхним G сильвинитовым (забалансовым);средним G глинисто-карналлитовым; нижним G сильвинитовым (промышленным).
Нижний сильвинитовый пласт представлен пятью сильвинитовыми слоями (слой I отсутствует), разделенными слоями каменной соли. Сильвинитовые слои представлены чередованием прослойков сильвинита, соли каменной и глин мощностью от долей мм до 5см. Слои каменной соли представляют собой переслаивание каменной соли и глины. Количество глинистых прослойков возрастает по разрезу снизу вверх.
Выше VI сильвинитового слоя залегает глинисто-карналлитовая пачка мощностью до 5.40м, представленная частым чередованием прослойков глины, карналлита и каменной соли. На породах глинисто-карналлитового пласта залегают породы верхней сильвинитовой пачки, представленные чередующимися прослойками сильвинита, сильвинито-карналлитовой породы, каменной соли и глины
Подстилающие горизонт породы на глубину до 6м представлены каменной солью с прослойками глины мощностью от долей мм до 2-5см.
В районе малоамплитудного тектонического нарушения МАТН №2 возможно уменьшение мощности сильвинитовых слоев и содержание хлористого калия в выдаваемой руде.
В породах горизонта отмечаются локальные скопления газа, а также не исключена возможность встречи мульдообразных погружений пласта, опасных по внезапным выбросам соли и газа. Кроме того, повсеместно встречаются тектонические трещины различной протяженности и направления мощностью 5см и более.
Качественная характеристика промышленных слоев по проектируемой лаве:
Таблица №1
| Наименование слоя |
Мощность, м Средн. |
Содержание, % | |
| KCL | Н . О . | ||
| Кам. соль. | — | 4.64 | 15.03 |
| IY | 1.21 | 30.80 | 5.95 |
| III — IY | 1.07 | 3.07 | 10.97 |
| III | 0.74 | 31.96 | 4.36 |
| II — III | 0.49 | 4.51 | 7.17 |
| II | 0.61 | 45.76 | 1.74 |
| Кам. соль. | — | 1.42 | 4.28 |
| Итого по пласту | 4.12 | 22.89 | 6.49 |
Таблица №2
|
№ п.п. |
Элементы залегания пласта. |
Ед. Изм. |
Мин. | Мах. |
| Глубина залегания: | м | |||
| 1.1. | Гор-290м | м | 471 | 485 |
| 1.2 | Гор-445м | м | 635.0 | 645.0 |
| Мощность ВЗТ. | м | |||
| 2.1 | Гор-290м | м | 280 | 320 |
| 2.2 | Гор-445м | м | 420 | 470 |
| Угол падения — северо-запад. | Град. | 1 | 3 | |
| Параметры пород пласта. |
Ед. Изм. |
Значение. | ||
| 1. | Тип кровли. | II | ||
| 2. | Объемный вес руды. | т/м 3 | 2.11 | |
| 3. | Коэффициент крепости пород. | 2 | ||
2.Обоснование и принятие варианта столбовой системы разработки, её параметров и комплекса оборудования для лавы.
Столбовые системы разработки в настоящее время получили наибольшее распространение на калийных рудниках, ими добывается большая часть руды. Особенностью столбовой системы разработки является то, что выемка руды ведется без оставления поддерживающих целиков в очистном пространстве (сплошная выемка).
При этом поддержание вмещающих пород производится только в при забойном пространстве с помощью механизированной крепи. Выемка руды производится очистным комбайном, который движется вдоль забоя и вынимает стружку шириной 0,63- 1м в зависимости от ширины рабочего органа- шнека. После выемки стружки на всю длину лавы, комбайн отгоняется к месту зарубки на новую стружку, передвигается ближе к забою конвейер, а затем передвигается крепь. Породы кровли в выработанном пространстве обрушается самопроизвольно. Длина лавы бывает 150,200,250 м. Между смежными столбами оставляется целики шириной от 25 до 80 м в зависимости от глубины разработки. Основные потери руды при столбовой системе заключается в этих целиках и увеличивающейся глубиной разработки.
На Старобинском месторождении применяются следующие столбовые системы разработки: с валовой выемкой руды, слоевая система разработки с подготовкой слоевых лав общими подготовительными выработками, слоевая система разработки с подготовкой слоевых лав раздельными выработками, селективная выемка сильвинитовых и галлитовых слоёв с закладкой галлита в выработанное пространство.
Характерной особенностью этой системы является выемка калийного пласта на полную мощность с одновременной выемкой сильвинитовых и галлитовых слоев. При столбовой системе разработки длина столба должна быть не более 2 км. При валовой системе подготовительными выработками является конвейерный, транспортный панельный штрек, штрек лавы, который оконтуривают со стороны массива руды и вентиляционный штрек, который оконтуривает панель со стороны отработанного пространства проходится разгружающий штрек, защищающий вентиляционный от горного давления. Подготовка панели начинается от выработок главного направления. Длина панели обычно совпадает с расстоянием от выработок главного направления до границы шахтного поля. В некоторых случаях панели разворачиваются на 180 град. или под меньшим углом в зависимости от раскройки шахтного поля на панели.
Исходя из горно-геологических условий проектируемого участка шахтного поля, и вынимаемой мощности пласта (1,17 м.) а также передового опыта Солигорских рудников наиболее экономически-эффективным вариантом отработки данного пласта, является, валовая выемка, столбовой системой разработки длинными столбами, обеспечивающая снижение затрат на поддержание подготовительных выработок, возможность доразведки условий залегания пласта и независимое ведение подготовительных и очистных работ. Данный вид разработки также способствует меньшему разубоживанию руды и позволяет извлечь из целика максимум руды.
Для сравнения, при применении системы разработки с селективной выемкой сильвинитовых и галлитовых слоёв с закладкой галлита в выработанное пространство, в лаве ведётся раздельная выемка сильвинитовых слоёв и слоя каменной соли. При этом каменная соль на поверхность не выдается, а направляется к закладочным машинам, которые забрасывают её в отработанное пространство для создания бутовых полос. Видно, что селективная выемка экономичней, так как пустая порода не транспортируется на поверхность, лучшее качество руды (содержание полезного компонента выше), но существенными недостатками являются: сложная организация труда и более высокая себестоимость, что не совсем рационально в сложившейся в настоящее время ситуации на рынках сбыта готовой продукции.
Столб подготовлен посредством проходки следующих основных подготовительных выработок: конвейерный штрек лавы, вентиляционный и транспортный штрек лавы, пройденные комбайном ПК8-МА.
Параметры основных подготовительных выработок лавы:
Конвейерный штрек — 4,5 м
Вентиляционный штрек — 3.0 м
Длина лавы — 162.0 м
Ширина монтажного штрека — 5.5 м
Вынимаемая мощность пласта – 1,17 м
На севере проектируемый участок примыкает к контуру малоамплитудного тектонического нарушения МАТН№2, на юге — к северо-восточному панельному вентиляционному штреку и отработанным блокам №№41-43. На западе лава примыкает к целику (150м), оставленному вдоль выработок главного северного направления. На востоке – массив, который будет отработан по специально разработанному проекту камерной системой с оставлением жестких целиков по слою II-IV.
Подготовка столба лавы заключается в проходке конвейерного и вентиляционного штреков по флангам столба лавы. Ширина штреков лавы принята из условий расположения в них оборудования лавы (энергопоезда, приводных и натяжных головок забойного и штрековых конвейеров).Выбор системы разработки и ее параметров произведен в соответствии с «Инструкцией по применению столбовой системы разработки».
2.1. Перечень и основные характеристики средств механизации
Для механизации процессов выемки сильвинита и управления кровлей полным обрушением предусматриваем применение комплекса состоящего из:
- секций двухстоечной крепи “Фазос –13/20” – 77 шт.
- двухшнекового комбайна СЛ-300 – 1 шт.
- секций двухстоечной крепи “ Фазос –16/24” – 4 шт.
- крепи сопряжения типа ”Фазос – 15/31”
на конвейерном и вентиляционном штреке – 2 компл.
- забойного конвейера ЕКФ-3 – 1 шт.
- штрековых конвейеров (Вальбот I и Вальбот II ) –2 шт.
- энергопоезда
Данный комбайн приняли, т.к. он отвечает всем параметрам лавы, и исходя из передового опыта Солигорских рудников, один из лучших и наиболее продуктивных комбайнов. Для такой отработки также применимы комбайны как: EDW-300, EW-200/230 и т.п., но комбайн EW-200/230 не может обеспечить мощность вынимаемого пласта 1,17 м. Чтобы отработать пласт 1,17 м в данной горно-геологической ситуации нужно применить 4(либо 2) комбайна EW-200/230, вследствие чего возникает большой объём подготовительных выработок столба лавы, за счет проходки центрального вентиляционного штрека, будет выполнен большой объём монтажных работ, что экономически нецелесообразно, а EDW-300 имеет низкую производительность в сравнении с SL -300.
Комбайн СЛ-300 (дВУХШНЕКОВЫЙ)
- Установленная мощность: — 677,5кВт
Режущий двигатель — 2х 300 кВт
Двигатель механизма подачи — 2х 35 кВТ
Двигатель привода — 7,5 кВТ
- Рабочее напряжение — 990В
- Диаметр шнека — 1400мм
- Глубина захвата — 800мм
- Конструктивная высота комбайна — 1030мм
- Прирезка: — кровли — 2520 мм — почвы — 90мм
- Длина комбайна (без вентилятора) — 10900мм
забойная крепь “Фазос-13/20” “ Фазос –16/24 ”
- Максимальная высота крепи — 2.00м — 2.40м
- Минимальная высота крепи — 1.30м — 1.60м
- Продольный угол наклона пласта — до 10 о — до 6 о
- Шаг установки крепи — 2.0м — 2.0м
- Количество стоек в секции — 2 шт. — 2 шт.
- Номинальное сопротивление стойки — 1662 кН — 1662 кН
- Предварительное сопротивление стойки — 866кН — 866кН
- Шаг передвижки крепи — 0.8м — 0.8м
- Усилие передвижки конвейера — 125кН — 157кН
- Усилие передвижки секции — 157кН — 282кН
- Удельное давление на кровлю — 889 y 908 кН/м 2 — 992кН/м 2
- Удельное давление на почву — 3410 y 3480 кН/м 2 — 2530 кН/м 2
- Масса секции — ~6372кг — 7317 кг
- Давление питания — 25 МПа — 25 МПа
- Гидравлическая жидкость (водомасляная эмульсия) — 3—5% .
Конструкция крепи обеспечивает полную механизацию следующих процессов:
- распор секций между почвой и кровлей с предварительным подпором;
- поддержание кровли с постоянным рабочим сопротивлением;
- опускание секций;
- передвижка секции к груди забоя;
- передвижка забойного конвейера;
- корректировка секций.
Крепь сопряжения ”Фазос- 15/31”
- Максимальная высота крепи — 3.085м;
- Минимальная высота крепи — 1.500м;
- Падение пласта — до 8 L .
- Шаг установки крепи — 1.5м;
- Номинальное сопротивление стойки — 1500кН;
- Предварительное сопротивление стойки — 785кН;
- Сопротивление крепи: ————- min — 370кН;
- max — 520кН;
- Усилие передвижки конвейера — 157кН;
- Усилие передвижки крепи — 282кН;
- Удельное давление на кровлю — 0.72МПа;
- Удельное давление на почву — 2.0МПа;
- Шаг консоли верхняка — 650мм;
- Рабочая жидкость — 3 I 5% водомаслянная эмульсия;
- Масса секции — 12090кГ.
КОНВЕЙЕР ВАЛЬБОТ-
- Производительность Max . — 600 т/час
- Длина конвейера — 90м
- Скорость скребковой цепи — 1.12м/сек
- Скребковая цепь:
- Тип — звеночная, калиброванная
- количество полос — — 1
- диаметр и шаг — Ø30х108мм
- разрывное усилие — 1130 кН
- Электродвигатель:
- вид — асинхронный, короткозамкнутый,
взрывобезопасный
- тип — 3 SGf 315 M 4
- мощность — 2 x 132 кВт
- синхронная скорость вращения — 1500 1/мин
- Привод
- тип редуктора — конический
- передаточное отношение редуктора — i =28,13
- Рештаки:
- ширина/длина — 750 / 1500мм
- профиль боковины рештака — Е225
- Допустимый наклон выработки:
- по простиранию — A 12 L
- по падению/восстанию — A 5 L
Вальбот — I и Вальбот — II -два одинаковых конвейера. Отличие состоит в том, что рештачный став конвейера Вальбот — II искривлен в горизонтальной плоскости на угол 12 L у приводной части для его разгрузки на соседний вдоль лежащий скребковый конвейер Вальбот- I .
Оба конвейера имеют разные основания привода, приводы конвейеров закончены разгрузочными узлами, предназначенными для беспылевой разгрузки горной массы, а также оснащены собственными передвижными устройствами.
3.Расчёт механизированной крепи.
3.1. Проверочный расчет устойчивости призабойного пространства для крепи “Фазос — 13/20”.
Расчеты произведены в соответствии с “ Нормативными и методическими документами по ведению горных работ на Старобинском месторождении калийных солей”.
3.1.1. Максимальная и минимальная конструктивная высота крепи в лаве должна удовлетворять условию:
- Н min ≤ M min x (1 w a x L з ) w b – t;
Н max ≥ M max x (1 – a x L п ),
Где: M min и M max — минимальная и максимальная мощность пласта
в пределах выемочного столба. M min =0,97м и M max = 1,17м.
L п и L з — расстояние от груди забоя до оси передней и задней стойки; L п = L з = 3.11м
а — коэффициент опускания кровли для Старобинского месторождения принимается — 0.015.
b — запас на разгрузку крепи от горного давления. Для слоев мощностью пластов (слоев) 1.5м и менее принимается — 50мм.
t — c уммарная толщина породной подушки для пластов (слоев) мощностью 1.5м и менее принимается 45мм.
Согласно технической характеристике крепи: H min =1.30м; H max =2.00м .
H min =1300 < 970 x (1 – 0.015 x 3.11) w 50 w 45 =1526мм.
1300<1526 мм
H max = 2000 > 1170 x (1 – 0.015 x 3.11 ) = 1811мм.
2000 > 1811 мм
Из расчетов следует, что требуемое условие соблюдается.
3.1.2. Несущая способность ( q c ) механизированной крепи в лаве должна удовлетворять условию:
q c ≥ q k ;
где :
q с – несущая способность крепи;
- q w удельная нагрузка механизированной крепи от горного давления.
При мощности пласта (слоя) лавы 1.1-3.0 м принимается 300 кН/м 2 .
k – размерный коэффициент, м 4 / kH ,
k — принимаемый по результатам специальных исследований на Старобинском месторождении, k =0.0225.
q с = Q с
В з x S ;
- где: Q с w рабочие сопротивление секции крепи; ( Q с =3324 кН/м 2 )
Вз w ширина призабойного пространства ( расстояние от груди забоя до завального конца верхняка крепи ),м – берется после снятия комбайном полосы полезного ископаемого при задвинутых к конвейеру секциях крепи. Вз=4.4м
S w шаг установки крепи. S = 2м
(в соответствии с данными технической документации)
q с = 3324 = 378 кН/м 2;
4.4 x 2
При ширине забойного пространства В 3 >4.2м указанные значения удельной нагрузки должны быть скорректированы в соответствии с зависимостью:
q k = q + ( B з — 4.0) 2
k
q k = 300+ (4.4- 4.0) 2 =307 кН/м 2;
0.0225
378>307
Согласно произведенным расчетам применяемая забойная крепь
“Фазос –13/20” обеспечит устойчивость кровли призабойного пространства.
4.Расчет достаточности водозащитной толщи пород для безопасной отработки пласта
Защита рудников от затопления водами надсолевого комплекса обеспечивается водоупорными слоями водозащитной толщи, в которых не возникают трещины при деформировании массива пород вследствие его подработки. Водозащитная толща (ВЗТ), представлена соленосными отложениями над горизонтом ведения горных работ, и глинисто-мергелистой толщей (ГМТ) за исключением ее верхней части, сложенной слабообводненными породами. В пределах центральной части шахтных полей 1, 2, 3 и 4 РУ мощность верхней части разреза ГМТ, сложенной слабообводненными породами, принимается равной 50 м.
Расчет выполнен в соответствии с “Рекомендациями по определению необходимой мощности водозащитной толщи”, а также с “Указаниями по защите рудников от затопления в условиях Старобинского месторождения калийных солей”. Результаты занесены в таблицу 3.
При разработке двух пластов проверка условия безопасности выполняется на границах остановки очистных работ. Проверка условия безопасности выполнена с учетом максимального из значений высот зон трещин, рассчитанных для каждой из границ с помощью неравенства:
d 2 *m пр 2*S 1 + d 3 *m пр 3*S 3 < 1, где :
H в – [M] H в – [M]+H 3-2
Н в – мощность ВЗ над верхним пластом, м;
m пр2 и m пр3 – приведенные вынимаемые мощности на отрабатываемых гори-
зонтах ( нумерация сверху вниз);
H в и H 3-2 – расстояния от рассматриваемого до верхнего отрабатываемого го-
ризонта, м;
d 2 и d 3 – параметры, определяемые по таблице 8.1 «Нормативных и методиче-
ских документов по ведению горных работ на Старобинском месторождении калийных солей» в зависимости от глубины и системы разработки для каждого из отрабатываемых пластов;
S 1 и S 3 – коэффициенты, определяемые с учетом взаимного расположения
границ отработки пластов;
[M] – минимальная мощность предохранительной потолочины (принимается
согласно «Указаний…»);
Определим приведенную вынимаемую мощность по формуле:
m пр =m в *k, где m в – вынимаемая мощность пласта,м,
k – степень извлечения рудной массы;
m пр =3* 0.422=1,266~1.27 – при камерной системе разработки.
Для проектируемой лавы k = D/D 0 +1,4*H i-1 , где
D – длина лавы,м;
D 0 = 60*m в = 60*1,17 = 114;
H i-1 – расстояние по нормали от рассматриваемого i-го пласта до верхнего отрабатываемого горизонта,м;
- i – номер рассматриваемого отрабатываемого горизонта, отсчитываемый сверху вниз;
D 0 +1,4*H i-1 = 114+1.4*164 = 343.6м;
Для проектируемой лавы ( k= D/D 0 +1,4*Hi- 1 ),
k=162/114+1.4*164=0.47 – при столбовой системе разработки с обрушением кровли.
m пр =m в *k=1,17*0.47= 0.89м.;
— d – безразмерный параметр, определяемый в зависимости от глубины ведения работ. Для столбовой системы разработки значения параметра d на различных участках шахтного поля определяется по формуле из таблицы 8.1″Нормативных и методических документов по ведению горных работ на Старобинском месторождении калийных солей»:
d 3 =57-0,01*H 3 = 57-0.01*635 =50.65;
Произведем расчёт:
27.9*3.0*0.41 + 50.65*1,17*0.68 < 1
280 – 50 420 – 50+164
Таблица №3
| № п.п. |
Наименование параметра. |
Ед. изм |
Букв. обозначения. |
Значение параметра: |
Примечание. № формулы. |
||
| Гор-290м (2) | Гор-445м (3) | ||||||
| 1. | Примыкание проектируемого участка. | МАТН №2 | |||||
| 2. | Система разработки. | камерная | столбовая | ||||
| 3. | Глубина залегания. | м | Н | 471 | 635 | ||
| 4. | Мощность ВЗТ. | м | Н в | 280 | 420 | ||
| 5. | Вынимаемая мощность. | м | mв | 3.0 | 1,17 | ||
| 7. | Длина лавы №37. | м | D | 162 | |||
| 8. | Безопас. предохр. потолочина. | м | [M] | 50 | 50 | ||
| 9. | Расстояние между горизонтами. | м | Н 3-2 | 164 | 164 | ||
| 11. | Определение приведенной вынимаемой мощности ( m пр= m в*k): | ||||||
| D 0 = 60*m в | D 0 | 180.0 | 114 | ||||
| D 0 +1,4* H i -1 | 409.6 | 343.6 | |||||
| d 2 =32-0,01* H 2 | d 2 | 27.29 | Таб. 8.1 | ||||
| d 3 =57-0,01*H 3 | d 3 | 50.65 | Таб. 8.1 | ||||
| 12. | K — определяем из условия 8.2.6 «Рекомендаций по определению необходимой ВЗТ». | ||||||
| При D<D 0 +1,4*H i-1 | 162 < 343,6 | ||||||
| Коэффициенты: | k | 0.422 | |||||
| Для проектируемой лавы ( k= D/D 0 +1,4*Hi- 1 ) | 0.47 | ||||||
| 13. | Приведенная вынимаемая мощность. | m пр | 1.27 | 0.89 |
|
||
| 14. | Проверка условия безопасности по формуле (8.3.) | ||||||
| Высота зон трещин. | 0.15 | 0.12 | (8.3.) | ||||
| 15. | Суммарная величина высот трещин. | 0.27 | 0.27<1 | ||||
Условие безопасной отработки проектируемой панели столбовой системой разработки (валом) соблюдается.
5.Технология очистных работ.
В связи с тем, что высота монтажного штрека 3.12м, забойная крепь «Фазос-13/20» установлена без распора. Зарубка лавы осуществляется ã косыми заездами Ò , т.е. с поочерёдной задвижкой забойной крепи под породную консоль. По мере передвижки оборудования комплекса по центру монтажного штрека при необходимости устанавливаются деревянные стойки диаметром 0.18 y 0.20м, L =3.0м с шагом 3.0м.
После окончания монтажа оборудования, перед зарубкой лавы, забойный конвейер задвигается участками для осуществления зарубки «косыми заездами», как описано ниже. Крепи устанавливается в положение максимально приближенное к конвейеру.
Для обеспечения передвижки (подтягивания) крепи на монтажном штреке используются деревянные стойки, распираемые между оборудованием и завальным бортом монтажного штрека
5.1Технология зарубки.
Выемка полос ã косыми заездами Ò производится следующим образом:
C учетом раздвижности забойной крепи и мощности слоев вынимаемая мощность по всей длине зарубки должна быть 1.9 м. Зарубка лавы начинается от вентиляционного (конвейерного) штрека к конвейерному (вентиляционному) штреку, с выравнивания забоя лавы – выемка нулевой полосы, с шириной захвата до 0.8м. После задвижки забойного конвейера к забою лавы комбайн начинает зарубку.
Зарубка на первую полосу производится – в 30 I 33м от ВШЛ с захватом от 0.0 м в начале зарубки до 0.8 м в конце ее.
Зарубка на вторую полосу — в 60 I 66м и т.д.
Для обеспечения передвижки крепи устанавливается деревянный брус между основанием крепи и завальным бортом монтажного штрека.
Для распора крепи между верхняком крепи и кровлей устанавливается деревянная стойка до захода верхняка под породную консоль на уровне гидростойки.
шестой полосы
Задвижка крепи в лаву производится по мере выемки полос после отгона комбайна и задвижки забойного конвейера, обеспечивая минимальный разрыв во времени между креплением и не допуская обнажения кровли более 2.1-2.2 м.
Места зарубки полос (длина участка) могут изменяться по длине лавы и зависят от величины возможного изгиба забойного конвейера. Схема выемки полос при зарубке «косыми заездами» показана на графической части чертежа.
После задвижки крепи в лаву (всем оборудованием лавы) зарубка считается законченной.
5.2Технология очистной выемки.
Очистная выемка осуществляется комбайном СЛ-300, перемещающимся по ставу забойного конвейера ЕКФ-3. Выемка полосы производится в направлении от ВШЛ к КШЛ с зарубкой у вентиляционного штрека “косым заездом”, возможен вариант с зарубкой у конвейерного штрека.
Комбайн осуществляет одностороннюю механизированную выемку и погрузку отбитой руды на забойный конвейер с последующей зачисткой комбайновой дороги.
Очистной цикл
- Зарубка комбайна “косым заездом”.
- Выемка полосы с одновременной передвижкой крепи.
- Отгон комбайна с зачисткой и передвижкой за комбайном забойного конвейера.
- Концевые операции: осмотр комбайна и замена резцов, зачистка бортовых штреков, дозадвижка забойной крепи, передвижка эстакады с приводом забойного конвейера, крепи сопряжения.
Очистной цикл отражен на графической части (см. “Схему работы комбайна” и “График организации работ”).
Зарубка комбайна на новую полосу производится следующим образом:
— При отгоне с зачисткой комбайновой дороги комбайн не доходит до вентиляционного (конвейерного) штрека на расстояние 26.0 I 28.0м, на котором забойный конвейер задвигается к забою. Комбайн начинает зарубку с постепенным увеличением захвата соответственно изгибу конвейера. Место зарубки уточняется паспортом.
— После вырубки правого режущего органа на ВШЛ, идущего по кровле III сильвинитового слоя, комбайн отгоняется примерно на 12.0-13.0м, опускает режущий орган и выполняет выемку оставшегося уступа, образующегося между бортом ВШЛ и левым режущим органом комбайна.
- После выемки уступа заканчивается задвижка забойного конвейера по всей длине лавы и, из образовавшейся в результате зарубки “косым заездом” ниши, начинается выемка полосы.
- Выемка полосы осуществляется с постоянной передвижкой забойной крепи непосредственно за комбайном.
- После вырубки правого режущего органа на КШЛ выемка уступа выполняется так же, как на противоположном бортовом штреке.
Комбайн отгоняется с зачисткой призабойного пространства на ВШЛ и цикл повторяется.
6.Организация работ в очистном забое.
Очистной комплекс обслуживает бригада в составе 12 человек. Режим работы бригады 4-х сменный, три смены добычные и одна ремонтная смена. Продолжительность смены — 6,0 часов + 1час затраченый на перевозку людей. В каждую смену работает звено в составе 3 человек: 2 машиниста горновыемочных машин VII разряда и горнорабочий очистного забоя VI разряда. Время работы комплекса по добыче составляет 18 часов в сутки, профилактическое обслуживание оборудования 6 часов.
Ремонтная смена участка работает 5 дней в неделю с двумя выходными: суббота и воскресенье. При этом соблюдаются общереспубликанские праздники, т.е. предоставление выходных в праздничный день.
Бригада работает не зависимо от общереспубликанских праздников. Выходные предоставляются согласно графику выходов бригады составляемому ежемесячно.
Т мес — среднемесячное количество дней работы комбайна определяется в зависимости от количества остановочных дней в году. Исходя из практики, в году планируется 29 остановочных дней (с учетом 9-ти праздничных дней), тогда среднемесячное количество дней работы комбайна будет:
Т мес = (365 – 29)/12 = 28 дней.
7. Участковый транспорт руды.
Отбитая комбайном руда поступает на забойный конвейер ЕКФ-3, затем на штрековые конвейеры Вальбот- II , Вальбот- I , на поперечный скребковый конвейер типа СП-301, затем на ленточный конвейер типа КЛЗ-500 на северо-восточном панельном конвейерном штреке. Далее руда поступает на ленточные конвейеры на главном северном конвейерном штреке к стволу №2 и затем скипами поднимается на поверхность.
Примечание: по мере подвигания забоя лавы став штрекового передвижного конвейера Вальбот- II подтягивается без разборки передвижным шагающим устройством вперед.
При подходе забоя лавы к концевой головке неподвижного конвейера Вальбот- I , конвейер без разборки перетягивается вперед передвижным шагающим устройством.
Поперечный скребковый конвейер типа СП-301 монтируется в следующей конвейерной сбойке, став северо-восточного панельного ленточного конвейера КЛЗ-500 – укорачивается.
8. Расчет производительности очистного забоя.
Рассмотрим порядок расчета производительности лавы при её оснащении одним комбайном, в случае применения двух и более комбайнов производительность возрастает пропорционально числу комбайнов.
|
№ п/п |
Исходные данные. | Значение. |
| 1. | Длина лавы | 162м |
| 2. | Вынимаемая мощность пласта | 1,17м |
| 3. | Ширина захвата | 0.8м |
| 4. | Энергоемкость разрушения сильвинита | 1.5 кВт/час.т |
| 5. | Объемный вес | 2.11т/м 3 |
| 6. | Коэффициент машинного времени | 0.3 |
| 7 | Число часов работы в сутки | 18час. |
| 8 | Мощность электродвигателей комбайна | 677.5кВт |
| 9. | Количество рабочих суток в месяц | 28дн. |
| Расчет производительности: | ||
| 1. | Суточная производительность. | 2439т |
|
2. |
Выход руды с полосы (с учетом 1% потерь) | 514.37 т |
| 3. |
Расчетное количество циклов в сутки. 2439 514.37 |
4.74 цикла принимаем 5 циклов |
| 4. |
Среднесуточное подвигание лавы. 5циклов * 0.8 = 4.0п.м |
4.0 п.м. |
| 5. | Выход руды с 1п.м. столба лавы (1% просыпи) | 643 т |
| 6. | Месячная производительность | 67609.1т/мес |
| 7. | Годовая производительность | 811309.2т/год |
Суточная производительность лавы по отбойке руды (с учетом 1% потерь отбитой руды в просыпи) определим по формуле:
Q сут = N * K мв * t /Э , т/сут. где:
N – мощность электродвигателей исполнительных органов комбайна, кВт;
K мв = 0,3 – коэффициент машинного времени (коэффициент использования комбайна);
- t – продолжительность времени работы комбайна в сутки по добыче руды. t=18ч;
- Э – энергоемкость разрушений сильвинита.
Q сут = 677.5*0.3*18/1.5 = 2439 т/сут.
Выход руды с одной полосы с учетом 1% потерь руды в просыпи :
Q п = L * m * b * q * K извл , т
где: L – длина лавы, м. L= 162 м;
- m – вынимаемая мощность пласта, м;
- m= 1,17 м;
- b – ширина захвата режущего органа комбайна;
- b =0.8 м;
q – объемная масса руды, т/м 3 ; q= 2,11 т/м 3 ;
Q п = 162*1,17*0.8*2.11*0.99 = 514.37т.
Количество циклов в сутки.
N ц = Q сут / Q п , циклов/сутки;
N ц = 2439/514,37 = 4.74~ 5 циклов/сутки.
Выход руды с 1 м подвигания лавы с учетом 1% потерь руды в просыпи.
Q п.м. = L * m * q * K извл , т
Q п.м. = 162*1,17*2.11*0.99 = 643т.
Среднемесячная производительность лавы с учетом 1% потерь руды в просыпи.
Q ср.мес. = Q сут *К извл *Т мес , т/мес.
где: Т мес – среднемесячное количество дней работы комбайна. Т мес = 28 дней.
Q ср.мес. = 2439*0.99*28 = 67609.1 т/мес.
Годовая производительность очистного забоя.
Q год = 12* Q ср.мес , т/год.
Q год = 12 *67609.1 = 811309.2т/год.
8.1. Проветривание выработок при зарубке и ведении очистных работ в лаве.
При зарубке лавы и ведении очистных работ свежая струя воздуха от воздухоподающего ствола № 2 поступает по транспортным и конвейерному штрекам главного северного направления на выработки северо-восточной панели. Затем воздух с панельных штреков через заезды поступает на конвейерный штрек лавы, забой лавы к месту работы.
Исходящая струя воздуха поступает на вентиляционный штрек лавы, по кроссингу на северо-восточный панельный вентиляционный штрек, затем по кроссингу на главный северный вентиляционный штрек и далее к стволу №3.
8.2. Расчет количества воздуха при зарубке лавы и для ведения очистных работ.
Расчет необходимого количества воздуха при зарубке лавы и ведении очистных работ производится в соответствии с “Нормативными и методическими документами по ведению горных работ на Старобинском месторождении калийных солей”, раздел № 7 (приложение №13,14), по следующим факторам:
1. “Взрывоопасные газы”;
2. “Температура воздуха”;
3. “Пыль”;
4. — по максимальному числу людей в смене;
5. — проверяется по выхлопным газам применяемых машины с ДВС.
За расчетное количество воздуха, необходимого для проветривания лавы, принимается наибольший результат.
Расчет количества воздуха необходимого для проветривания лавы и панели в целом, сведен в таблицу.
Все коэффициенты, входящие в формулы, приняты по приложениям 13,14 вышеуказанной инструкции.
| п.п. | Факторы | Формула, № формулы | Q л | |||||||
| 1. | Люди | q ч; м3/мин | N л , чел . | Q л= q ч* N л, (7.10) | м 3 /мин | |||||
| 6 | 9 | 54,00 | ||||||||
| 2. | Взрывоопасные газы . | Q г=(100*kп*kу*g*kн*kg*J / j*C), (7.6) | ||||||||
| C | kn | k у | g | k н | k g | J | j | Q г | ||
| град. | м 3 /м 3 | т/мин | т/м 3 | м 3 /мин | ||||||
| 1 | 1,00 | 1,00 | 0,20 | 1,72 | 0,90 | 2,53 | 2,11 | 37,12 | ||
| 3. | Температура воздуха | Q т=k n *kз*kу*kк*N(1- h )*kт/(26-т), (7.7) | ||||||||
| Т | k n | kз | k у | k к | N | h | kт | Q т | ||
| град. | (0,6-0,7) | к.Вт | м 3 /мин | |||||||
| 19 | 1,00 | 35 | 1,00 | 0,65 | 677,5 | 0,88 | 1 | 264,23 | ||
| 4. | Пыль, мин.скорость воздуха | Q п=60*Vл*(Sл-Sм), (7.8) | ||||||||
| Vл | Sл | Sм | Q п | |||||||
| Sл=4.73 х 1.74 =8.2 | м/сек | м 2 | м 2 | м 3 /мин | ||||||
| 0,5 | 8.2 | 1,2 | 210.0 | |||||||
| 5. | Выбор максимального количества воздуха для лавы по факторам | |||||||||
| Qл | Qг | Qт | Qп | Qмах | ||||||
| м 3 /мин | м 3 /мин | м 3 /мин | м 3 /мин | м 3 /мин | ||||||
| 54,00 | 37,12 | 264,23 | 210.0 | 264.23 | ||||||
| 6. | Расчет утечек воздуха | Qут= Jшл *Qут. шл + Jг*Qут. г + Jдв.*Qут. дв = 1*20+4*5.3+4*121.4=90.8 (7.12) | ||||||||
| Jшл |
Qут щл = 0.76* Q ут |
Jг | Qут г | Jдв | Qут дв | Q ут | ||||
| шт | м 3 /мин | шт | м 3 /мин | шт | м 3 /мин | м 3 /мин | ||||
| 1 | 20.0 | 4 | 5,3 | 4 | 12.4 | 90.8 | ||||
| 7. | Расч.количество воздуха для нижней лавы с учетом утечки через выработанное пространство лавы |
Qмах=264,23 м3/мин K л = 1.5 Q k= Qмах * kл =264/23*1/5= 396 м3/мин (7.13) |
||||||||
| 8. | Расч.количество воздуха для проветривания панели с учетом утечки через вентиляционные сооружения. Q = Q k + Qут |
Qут = 90.8 м3/мин Q=396+90.8= 487 м3/мин |
||||||||
| 9 . | Проверка по выхлопным газам от ДВС | Qдвс=q*N, м3/мин. (п. 7.3.4.) | ||||||||
| Тип машин | ПГТ | Q двс | ||||||||
| N | q | м3/мин | ||||||||
| л.с | м3/мин | |||||||||
| 120 | 3 | 360,00 | ||||||||
«температура воздуха»
Q т = K n * K з * К у *К к * N * (1- ŋ) * К т / 26 – Т, м 3 /мин;
где:
K n – коэффициент, учитывающий способ подачи воздуха;
K з – коэффициент, учитывающий тип забоя;
К у – коэффициент, учитывающий утечки воздуха в трубопроводе;
К к – коэффициент, учитывающий условия работы комплекса;
- ŋ – средневзвешенный КПД оборудования;
- N – суммарная мощность электродвигателей оборудования, кВт;
- Т – температура поступающего в выработку воздуха, °С;
К т – коэффициент, учитывающий вынос тепла.
Q т =1.00*35*1.00*0.65*677.5*(1-0.88)*1.00/(26-19)= 264,23, м 3 /мин.
2.Количество воздуха, необходимое для проветривания лав при комбайновом способе отбойки руды по фактору «пыль» , определяется по формуле:
Q п = 60 V л * ( S л – S м ), м 3 /мин;
где:
V л – эффективная скорость по выносу пыли, м/с ( для лав V л =0,5 м/с);
S л – площадь призабойных частей лавы до передвижки крепи,м2;
S м – Миделево сечение крепи и скребкового конвейера,м2.
Q п = 60 *0.5*(8.2-1.2)=210, м 3 /мин.
по наибольшему количеству людей в смене
Q л = g ч * N л , м 3 /мин;
где
g ч – норма воздуха на одного человека;
N л – максимальное число людей в смене.
Q л =6*9=54.00, м 3 /мин.
4.Количество воздуха, необходимое для проветривания выработок по факторам «взрывоопасные газы» и «природные ядовитые газы» (окислы азота, оксид углерода и сероводород), определяется по формуле:
Q г =100* K n * К у * g *К н *К g * J / j * C , м 3 /мин.
где:
K n — коэффициент, учитывающий способ подачи воздуха в выработку;
К у -коэффициент, учитывающий утечки воздуха в трубопроводе;
g — газоносность пласта по соответствующим газам, м 3 /м 3 ;
К н – коэффициент неравномерности газоносности по соответствующим газам;
К g – коэффициент дегазации отбитой горной массы;
j – объемный вес руды, т/м 3 ;
- J – производительность комбайна, т/мин;
- С – требуемая расчетная концентрация соответствующих газов,%.
Значения всех величин, входящих в формулу, принимаются по приложению 13.
Q г =100*1.00*1.00*0.20*1.72*0.90*2.53 / 2.11*1= 37.12, м 3 /мин.
газов ДВС
Qдвс=q*N, м3/мин,
где:
- q – расход воздуха, приходящийся на 1 л.с. номинальной мощности двигателя, м3/мин (q — 5 м3/мин — для дизельных, — и 6 м3/мин -для бензиновых двигателей);
- N – суммарная номинальная мощность одновременно работающих в выработке машин с ДВС, л.с.:
Q двс =3*120=360 м 3 /мин.
487 м3/мин.
Заключение.
Как отмечалось во введении к курсовой работе, перспектива развития любого производства определяется его технико-экономическими показателями, важнейшим из которых является себестоимость продукции. Для улучшения данного показателя в горнорудной промышленности необходимо применять наиболее рациональные и перспективные системы разработки, которые должны обеспечивать ш ирокое внедрение усовершенствованного оборудования, значительно улучшать качество добываемой руды, повышать безопасность работ, снижать объемы отходов производства, уменьшать негативные последствия оседания земной поверхности, повышать извлечение полезного ископаемого из недр. Исходя из этого, и используя знания, полученные при изучении дисциплины «Процессы горного производства», а так же практические материалы РУП «ПО «Беларуськалий», я в своей работе при проектировании лавы попытался максимально правильно выбрать требующуюся систему разработки и весь сопутствующий ей комплекс оборудования, произведя необходимые для этого расчеты.
Литература.
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/kursovaya/stolbovaya-sistema-razrabotki/
1. Нормативные и методические документы по ведению горных работ на Старобинском месторождении калийных солей (Изменения 1, 1998г.) Солигорск, Минск, 1995.
2. Правила технической безопасности при разработке подземным способом соляных месторождений Республики Беларусь. Сборник инструкций к правилам технической безопасности при разработке подземным способом соляных месторождений Республики Беларусь. Солигорск, 2006г.
3. Сборник технических характеристик основного горношахтного оборудования, применяемого на рудниках п/о «Беларуськалий». Солигорск, 2001г.
4. Бурчаков А.С.и др.«Процессы подземных горных работ»; М.; Недра, 1982 г.
5. Практическая документация РУП ПО «Беларуськалий».
6. Инструкции по ОТ и ТБ при эксплуатации очистных ГМК по добыче сильвинита РУП ПО «Беларуськалий».
