Введение
Технический прогресс в угольной отрасли при подземном способе добычи осуществляется на основе широкого внедрения прогрессивной технологии и расширения комплексной механизации очистных и подготовительных работ.
Однако, повышение эффективности и уровня использования новой и новейшей горной техники может быть достигнуто только в тех случаях, когда существующие на шахтах способы вскрытия и подготовки шахтного поля, системы разработки пластов способны обеспечить благоприятные условия для своевременного воспроизводства подготовленных запасов угля, надёжную работу подземного транспорта, проведение мероприятий по борьбе с неблагоприятными природными факторами.
В условиях перехода шахт рудника на более глубокие горизонты усложняются горногеологические условия, возрастает температура боковых пород, увеличивается горное давление- в этих условиях эффективная и безопасная работа в очистных забоях возможна только при использовании оптимальных технологий и организации труда в забоях, разработке и выполнению мероприятий по безопасному ведению работ.
Задачами курсового проекта являются приобретение навыков работы с технической литературой и документацией, умений самостоятельно принимать технические решения, делать выводы.
1. Горно-геологическая характеристика пласта Полысаевского-II
очистной забой уголь пласт лава
Пласт Полысаевский-II относится к Грамотеинской свиты и является самым мощным.
В районе проведения Путевого, Конвейерного и Вентиляционного стволов пласт, преимущественно, простого строения, иногда разделяется породними прослоями мощностью 0,05-0,35 м на 2-3 угольных пачки. Пропластки породы приурочены к нижней части пласта. Угол падения пласта 18-24 градуса. Его мощность колеблется в пределах 6,40-7,30 м, средняя - 6,85 м.
Пласт Полысаевский-II стратиграфически залегает выше пласта Байкаимского на 96-105 м, который отрабатывался шахтой Колмогоровская и в районе проведения Флангового ствола «Юг» подработан двумя лавами №1303 и №1307 пл. Полысаевский-II.
В 1987 и 1990г. Центральные стволы проходились в целиках между шахтой «Колмогоровская» и шахтой «Сигнал», которая в настоящее время ликвидирована. В границах шахтного поля до гор. +170м пласт отработан разрезом «Сартаки».
Уголь пласта относится к марке ДГ с теплотворной способностью 7780-7940 ккал/кг и зольностью 3,0 -7,6%. Влажность угля 2,6-4,5%. Выход летучих составляет 40,5 - 44,1%. Сера - 0,16-0,2%. Фосфор 0,002-0,04%.
Непосредственная кровля пласта представлена мелкими алевролитами мощностью 4-10 м. Породы средней крепости f=3-5 по шкале проф. Протодъяконова. Повсеместно имеются «ложные» кровля и почва мощностью 0,2-0,3 м. Выше залегают породы основной кровли мощностью 8,0-20,0 м с коэффициентом крепости f=6-9.
Почва пласта мелкие алевролиты мощностью 3-8м не склонные к пучению с крепостью пород f=4-6.
Пласт отнесен к опасным по выделению газа метана, к пластам склонным к самовозгоранию и опасным по взрыву угольной пыли, а также относится к угрожаемым по горным ударам с глубины 150 м и опасным с глубины 300 м.
Метаноносность пласта возрастает с глубиной и изменяется от 3-7,3 м3/т на гор. +100 м, и до 18-19 м3/т на гор. - 300 м.
Обводненность пласта незначительная и притоки по стволам будут составлять 5-8 м3/час. Обводнен сам пласт. В центральные стволы ниже горизонта +130 м приток воды увеличится до 20 м3/час за счет поступления воды из затопленной шахты «Сигнал».
2. Выбор и обоснование способа подготовки и системы разработки проектируемого пласта
.1 Выбор и обоснование способа подготовки
Подготовка шахтного поля - это деление его на более мелкие части. При разработке угольных (сланцевых) месторождений различают панельный, погоризонтный, этажный и комбинированный способы подготовки шахтного поля. Основными факторами, определяющими выбор рационального способа подготовки шахтного поля, являются мощность, угол падения и водообильность пласта, расположение разрабатываемой части шахтного поля относительно подъёмного горизонта.
Исходя из горногеологических условий задания и, учитывая практический опыт работы шахты по пласту Полысаевский-2, проектом предусматриваем панельный способ подготовки.
При панельном способе подготовки шахтное поле в пределах ступени горизонта наклонной высотой 800-1200м делится на последовательно отрабатываемые участки - панели длиной по простиранию 800-3000 метров. Каждая панель подготавливается при помощи главного транспортного и вентиляционного штреков, а также панельных бремсбергов или уклонов с ходками, проводимых из главных штреков посередине панели или на её флангах.
Панель, в свою очередь, делится на последовательно отрабатываемые ярусы наклонной высотой 120-250м, подготавливаемые путём проведения из панельных бремсбергов (уклонов) ярусных транспортных и вентиляционных штреков по пласту угля.
Для панельной подготовки шахтного поля характерна столбовая система разработки пласта с повторным использованием ярусных штреков (при устойчивых боковых породах), прямоточная схема проветривания выемочного участка, расположение основных подготовительных выработок в породах почвы пласта. При разработке негазоносных пластов фланговые ходки не проводят и применяют возвратноточную схему проветривания выемочного участка. Если вмещающие породы весьма неустойчивы, ярусы подготавливают путём проведения ярусных штреков вприсечку к выработанному пространству. В случае устойчивых пород основные подготовительные выработки проводят по пласту угля. В панелях увеличенной (свыше 2км) длины по простиранию, когда проведение ярусных штреков значительной длины тупиковым забоем затруднено (сильно газоносные пласты, слабые вмещающие породы), предусматривают промежуточный ходок, служащий для подготовки очередных ярусов.
При разработке пластов угля, склонного к самовозгоранию, для предотвращения больших утечек воздуха в выработанное пространство рекомендуется использование, как правило, однокрылых панелей длиной по простиранию 1000-1200 метров. Панельный способ подготовки шахтного поля применяют во всех основных бассейнах страны при разработке пологих пластов, т.е. в условиях, благоприятных для работы ленточных конвейеров в панельных бремсбергах (уклонах). Достоинство панельного способа подготовки шахтного поля - возможность обеспечения высокого уровня концентрации очистных работ за счёт одновременной разработки нескольких панелей на пласте и нескольких ярусов в каждой панели. Недостатки: усложнённость схемы планировки выработок в шахтном поле из-за наличия в транспортной системе промежуточного звена - панельных бремсбергов (уклонов), а также трудность выполнения одновременно с очистными работами большого объёма подготовительных работ в панели, особенно уклонной.
.2 Выбор обоснования системы разработки и средств механизации очистных работ
Системой разработки угольного месторождения называют установленный для данных геологических условий залегания пласта и принятых средств механизации выемки угля определённый порядок ведения подготовительных и очистных работ в пространстве и во времени с наилучшеми технико-экономическими показателями.
Рациональная система разработки пласта должна удовлетворять следующим требованиям: обеспечивать безопасность ведения горных работ; обусловливать высокий уровень технико-экономических показателей; иметь минимальные потери. Под технико-экономическими показателями понимают возможно наибольший уровень производительности труда и минимальную себестоимость добычи полезного ископаемого.
На выбор системы разработки оказывают влияние различные факторы. Основными из них являются: форма залегания, строение, мощность и угол падения пласта; свойства угля и вмещающих пород; газоносность и обводненность месторождения; склонность угля к самовозгоранию; склонность угольных пластов к горным ударам, внезапным выбросам угля и газа; глубина горных работ; средства механизации подготовительных и очистных работ.
Наибольшее влияние на выбор системы разработки оказывают мощность и угол падения пласта. От мощности пласта зависит решение таких вопросов, как способ проведения и поддержания горных выработок, выбор технологии очистных работ , возможность разработки пласта на полную мощность или необходимость деления его на слои, крепление очистной выработки и управления горным давлением. Выбор средств механизации очистных работ, крепления и управления кровлей во многом зависит и от угла падения пласта. Этот фактор является решающим при выборе средств доставки угля в забое при его расположении по падению пласта. Его также учитывают при выборе формы и длины очистного забоя.
Свойства вмещающих пород являются решающим фактором при выборе способа управления горным давлением (управления кровлей), а также поддержанием выемочных выработок и их расположения. Они оказывают существенное влияние на выбор средств механизации очистных работ.
Такой фактор, как склонность угля к самовозгоранию, обусловливает необходимость принятия таких решений, которые обеспечивали бы резкое снижение потерь угля. На удароопасных пластах необходимо избегать таких ситуаций, когда в угольных целиках и краевых зонах проявляется повышенная концентрация напряжений.
Перечисленные факторы, как правило, оказывают комплексное влияние на выбор систем разработки и их параметров.
Разнообразие горно-геологических условий залегания угольных пластов предопределяет применение различных систем разработки и их вариантов.
Системы разработки пластовых месторождений можно представить в виде следующей классификации.
. Системы разработки с выемкой пласта на полную мощность.
.1. С длинными очистными забоями (сплошные, столбовые, комбинированные).
.2. С кор
