Курсовая работа: Разработка паспорта проведения и крепления подземных горных выработок

Таблица 5. Определение нормальной удельной нагрузки. о

Таблица 6. Выбор коэффициента влияния способа проведения выработок.

В связи с тем, что кровля считается средне устойчивой II класса согласно табл. 4.

Таблица 7. Классы устойчивости кровли.

Тип крепи выбирается на основании ширины выработки с учётом её состояния пород её кровли. Для выбранной крепи находят величину её сопротивления в податливом режиме в зависимости от типа выбранного замкового соединения.

Таблица 8. Параметры металлических податливых крепей.

Выбираем крепь КМП-Т(П), из спецпрофиля СВП-27, с замками типа ЗСД (таблица 8) сопротивление которой соответствует нагрузке выработки .

Плотность установки крепи определяется по формуле

n ? P / Ns=169,18/240 = 0,7 рам /м.

Паспортную плотность установки крепи принимают по ближайшему значению n в ряду: 0,8; 1,0; 1,1; 1,25; 1,33; 1,43; 1,67; 2,0; 2,25; 2,5; 2,67; 3,0; 4,0.

Принимается плотность установки рам 0,8 рам/м., отсюда шаг установки будет равен 1,25 м.

4. Выбор проходческого комбайна

При проведении подготовительных выработок различают основные и вспомогательные производственные процессы. К основным относятся разрушение, извлечение и погрузка горной массы, крепление выработки и сооружение транспортных коммуникаций. К вспомогательным процессам относятся вентиляция, водоотлив, доставка оборудования и материалов.

В зависимости от выполняемых процессов различают две основные технологические схемы проведения подготовительных выработок: поточную и цикличную. При поточной технологии все производственные процессы совмещены во времени и обеспечивается практически непрерывное извлечение горной массы из забоя выработки. К этой схеме относится проведение подготовительных выработок проходческими комплексами при одновременном возведении постоянной крепи и выполнении других операций. При цикличной технологии основной процесс непосредственной выемки горной массы осуществляется с перерывами, вызванными необходимостью выполнения других работ, которые практически невозможно осуществить одновременно с основным процессом, а лишь в определенной с ним последовательности. К цикличной технологии относятся все случаи проведения подготовительных выработок буровзрывным способом, а также комбайновая выемка в условиях, когда для возведения временной или постоянной крепи необходима остановка комбайна.

Проходческий цикл - это совокупность проходческих операций, которые выполняются при проведении выработки в течение определенного промежутка времени на одинаковую величину проходки. Величина проходки определяется при механическом - длиной коронки или расстоянием между рамами крепи. Длительность проходческого цикла обычно кратна продолжительности смены и равна суммарной продолжительности всех последовательно выполняемых операций с учетом их частичного совмещения.

На выбор технологических схем и оборудования для проведения горных выработок влияют горно-геологические и производственно-технические условия. К горно-геологическим условиям относятся: мощность пласта и крепость пород, по которым проводится выработка, угол падения пласта, устойчивость и газоносность, склонность к внезапным выбросам, водообильность и др. К производственно-техническим факторам относятся площадь сечения выработки вчерне и в свету, ее протяженность, срок службы выработки, характер забоя - угольный, смешанный или породный, необходимые скорости проведения выработки, возможные средства доставки извлекаемой торной массы, материалов и оборудования в забой. Для угольных и породоугольных забоев с коэффициентом крепости присекаемых пород f=8 проводятся только буровзрывным способом. Крепость пород влияет не только на способ проведения выработок, но и на выбор погрузочного оборудования. Если крепость пород не превышает восьми по шкале М. М. Протодьяконова, рекомендуется применять бурильные машины вращательного действия и погрузочные машины с исполнительным органом непрерывного действия. При крепости пород более восьми целесообразны бурильные машины вращательно-ударного действия, а для погрузки породы - машины периодического действия с ковшовым исполнительным органом. Предварительно из условий описанных в горнотехнических данных эксплуатации проходческого комплекса принимаем проходческий базовый комбайн КП21-02 (рис 5).

Рисунок 5. Общий вид проходческого комбайна КП21-02.

Проходческий базовый комбайн КП21-02 с режущей коронкой и резцами РКС-1, может проходить выработки арочной, трапециевидной и прямоугольной форм сечением от 10 до 32 мІ по углю и породам прочностью на одноосное сжатие ? 100 МПа и показателем абразивности до 15 мг по Л. И. Барону и А. В. Кузнецову.

Комбайн КП21-02 состоит из следующих основных узлов: исполнительного органа с резцовой коронкой , погрузочного устройства, ходовой части гусеничного типа, поворотного конвейера, гидросистемы, электрооборудования, системы пылеподавления, ленточного перегружателя, устройства для повышения устойчивости (аутригеров).

Для производства первоначального вруба в массиве и сокращения маневров комбайна в процессе обработки забоя исполнительный орган выполнен телескопическим.

Таблица 9. Технические характеристики комбайна КП21-02.

4. Вентиляция

Согласно ПБ 03-428-02 §12.1.2. количество воздуха, необходимое для проветривания подземных выработок и объемов на всех стадиях выполнения работ, должно рассчитываться по следующим факторам:

а) наибольшему числу людей, занятых одновременно на подземных работах;

б) взрывоопасным газам;

в) запыленности воздуха;

г) вредным газам (отработанные газы ДВС, продукты взрыва ВВ, естественно выделяющиеся газы из породы);

д) сварочным аэрозолям;

е) минимальной скорости движения воздуха.

В результате выполненных расчетов принимается максимально необходимое количество.

1. Расчет количества воздуха по числу людей в забое.

Согласно ПБ 03-428-02 §12.1.4 количество воздуха, рассчитываемое по числу людей, должно приниматься не менее 6 м3/мин на одного человека, считая по наибольшему числу одновременно работающих в смене людей, что определяется по формуле

Q_зп=6·n_ч=6·6=36 м3/мин,

где n_ч - наибольшее число людей, одновременно работающих в подготовительной выработке (4 проходчика, непосредственно выполняющие все операции в смене, + механик + горный мастер).

2. Расчет количества воздуха по метанообильности и углекислотообильности не производим, в связи с тем, что фактические замеры, как метана, так и углекислого газа при проведении выработки не позволяют выявить опасных концентраций.

3. Расчет количества воздуха по выхлопным газам.

Расчет количества воздуха по выхлопным газам не производим, в связи с тем, что в выработке не предусматривается работа оборудования с ДВС.

4. Расчет количества воздуха по минимальной скорости движения.

Согласно ПБ 03-428-02 §12.1.9. Скорость движения воздуха в подземных выработках должна быть не выше 6 м/с в горизонтальных и наклонных выработках. Во всех случаях скорость движения воздуха в выработках должна быть не менее 0,1 м/с.

Расчет расхода воздуха из условия минимальной скорости производится по формуле

Q_зп = 60 · S · V_min=60·11,41·0,1=68,46 м3/мин,

где V_min - минимальная скорость воздуха в призабойном пространстве тупиковой выработки, согласно ПБ V_min =0,1 м/с; S - площадь поперечного сечения выработки в свету, S=11,41 м2.

Для дальнейших расчетов используем наибольшее значение количества воздуха.

Выбор вентилятора местного проветривания производим по следующим факторам: по максимальному количеству воздуха, подаваемого в выработку; по диаметру трубопровода; по депрессии трубопровода; по мощности двигателя вентилятора.

Расчет производительности вентилятора с учетом утечек воздуха производят по формуле, м3/мин,

где 0,065-доля утечек воздуха на каждые 100 м длины трубопровода; L - длина трубопровода, которая равна длине выработки, м; Qmax - наибольшее значение количества воздуха, м3/мин;

,

По полученным значениям выбираем тип вентилятора ВМП-4М.

Таблица 10. Технические характеристики вентилятора ВМП-4М.

5. Общая организация работ

Работы по проведению горной выработки ведутся в 3 смены. Продолжительность одной смены 6 часов, количество проходчиков в смену 4 человека, механик, мастер участка.

Все операции связанные с проведением горной выработки выполняются проходчиками. Внештатные ситуации, связанные с поломкой оборудования или его некорректной работой, входят в обязанности механика. Горный мастер осуществляет контроль над работой проходчиков, механика, ведет необходимую документацию и т.п. В одну смену, за исключением ремонтно-подготовительной смены, выполняется по 1-му циклу. Общее количество полных циклов - 3 цикла в сутки.

Смена по проведению горной выработки начинается с осмотра рабочего места и приведение его в безопасное состояние. Следующая операция - работа проходческого комбайна КП21-150, под защитой временной крепи. После полной уборки породы в забое, крепится постоянная крепь. По мере продвижения забоя выполняются вспомогательные операции: периодическое наращивание конвейера, противопожарного трубопровода, вентиляционного става и оформление водоотливной канавки. Выполнение вспомогательных операций может производиться одновременно с основными или между собой.

Согласно комплексной норме выработки на прием и сдачу смены расходуется 20 минут (10 в начале смены и 10 в конце) в количестве 4 человек. Ремонтно-подготовительные работы в первой смене будут длиться 5 часов 30 минут всем сменным составом.

Таблица 11. Нормативная скорость проведения выработок

Т.к в месяце 26 рабочих дней Nдн=26 и 3 смены; должны проходить в месяц 190м, то за одну смену мы проходим

L _зах= 190/(26·3)= 2,44 м/см.

Учитывая то, что крепи устанавливаются на расстоянии 1,25 м, за смену необходимо проходить 3 цикла общей протяженностью 2,5 м, исходя из этого длину заходки принимаем равную L_зах=2,5 м/см.

Зная длину, проходимую за смену, можно рассчитать количество секций устанавливаемой крепи

N_секций = 2,5/1,25= 2,

где 1,25 м - это шаг установки крепи.

Объем горной массы с 1 м забоя