Шахта. Шахтное поле. Основные параметры шахты.

Шахта – горное предприятие, предназначенное для добычи угля подземным способом.

Параметры шахт: 1.А – производственная мощность – количество п.и. в год выдаваемого в единицу времени, т/сутки, т/мес., т/год. 2.T - срок службы шахты; время, в течении которого осуществляется разработка месторождения, год. 3.Z - запасы 4.S – размер шахтного поля по простиранию. 5.H – размер шахтного поля по падению.

A=Z/T; T=Tст. + tр.  +  tз ; Tст. – время стабильной работы, tр. – время на развитие, tз – время на затухание.Срок службы 40-80лет. Шахтное поле делят, и получается несколько шахт.

//
//
//

Стадии разработки месторождений.

1.Вскрытие -  обеспечение доступа к п.и. с земной поверхности. Цель вскрытия – создание транспортных коммуникаций (транспортирование п.и., перемещение людей, транспортирование оборудования, материалов, подача воздуха и т.д.)

2.Подготовка – проведение подготовительных выработок с целью подготовки месторождения для эксплуатации.

3.Очистная выемка – процесс добычи п.и.

Подготовка пластовых месторождений.

Для эффективной отработки месторождения его необходимо разделить на участки.

После расположения, выше линии I - I называют полем по восстанию или бремсберговым полем. Ниже линии I – I называют полем по падению или уклонным полем. Если провести вертикальную плоскость, через одну из вскрывающих выработок (ствол) по линии пласта, то он разделится на крылья.

\\

\\

\\

Этажная подготовка шахтного поля.

Каждая заштрихованная часть – этаж. Если пласт по падению разделить на участки, вытянутые по простиранию, то такие участки называют этажами. Границами этажа  являются либо граница шахтного поля, либо соседние этажи.

Высота этажа (hэ) составляет от 100-300м. Все этажи в бремсберговой части шахтного поля обслуживаются одним бремсбергом; который называют капитальным.

Рядом с бремсбергом параллельно ему проводят две выработки, которые называют ходками, 1 бремсберг, 2 – людской ходок, 3 – грузовой ходок. 4 –(Бремсберги и ходки соединяются) сбойками. В пределах этажа имеются выработки, выработка 5 – этажный откаточный штрек, 6 – этажный вентиляционный штрек, 7 – (вентиляционный и откаточный соединяются) разрезной печью в ней начинают монтировать оборудование, которое добывает п.и. После того как начинается добыча, разрезная печь превращается в лаву или очистной забой.

Панельная подготовка.

\\

\\

\\

Заштрихованная часть – панель. В пределах каждой панели  проводится комплекс наклонных выработок – бремсберг и 2 ходка. 1 – бремсберг, 2 людской ходок, 3 грузовой ходок, 4 сбойки

Бремсберг 1 – панельный бремсберг, 5 панельный уклон. Панель делится на ярусы. 6 ярус. Штреки, которые оконтуривают ярус, называются откаточный ярус. 8 – главный откаточный штрек 7 вентиляционный штрек. Размер панели по падению около 1000м., по простиранию = 2км. В каждом ярусе различают один очистной забой или 1 лаву. 9 разрезная печь.

Погоризонтная подготовка.

1 главный откаточный штрек, 2 главный вентиляционный штрек. Заштрихованный участок будет обрабатываться одним очистным забоем. 3 конвейерный бремсберг, 4 вентиляционно-наклонная выработка, 5 разрезная печь (след.превр.в лаву)

\\

\\

\\

Сравнение способов подготовки.

Достоинства, недостатки и область применения.

Этажная подготовка.

Достоинства: 1. Возможность быстрого ввода очистного забоя в эксплуатацию 2. Возможность получения дополнительных геологоразведочных данных.

Недостатки: Значительные затраты на поддержание горных выработок.

Область применения: пласты, наклонные, круто-наклонные и крутопадающие. Иногда этот способ применяется и при разработке пологих пластов, например в случае вскрытия шахтного поля наклонными стволами.

Панельный способ подготовки.

Применение: обычно при разработке пластов до 25º , а погоризонтный способ применяют на пластах с углами падения до 12º.

Достоинства: состоит в том, что она позволяет одновременно отрабатывать большое количество очистных забоев.

Недостатки: большой объем наклонных выработок, которые трудно проводить, поддерживать.

Погоризонтная подготовка.

Достоинство: 1 позволяет достигать высоких нагрузок на шахтное поле 2 она позволяет эффективно отрабатывать пласты с нарушениями расположенными по линии падения.

Недостаток: большой объем наклонных выработок

Процессы проведения горных выработок.

Крепь горных выработок.

Горная крепь – искусственное сооружение, возводимое для предотвращения обрушения пород, сокращения необходимых размеров поперечного сечения и рабочего состояния выработок. По основному материалу, из которого она изготовлена они делятся на деревянную, металлическую, бетонную, железобетонную, каменную, каменные материалы. По назначению выработок на крепь вскрывающих выработок, подготавливающих и очистных. По сроку службы делятся на временные и постоянные. По форме: трапециевидные, прямоугольные, арочные, кольцевые. По принципу работы: жесткие и податливые.

Требования к крепям:

1 должна выдерживать давление горных пород не разрушаясь, 2 не должна препятствовать выполнению производственных процессов, 3 должна легко разбираться и собираться,4 быть огнестойкой

\\

\\

\\

Способы проведения подготовительных выработок.

Под способом проведения выработок понимают совокупность производственных процессов выполняемых в необходимой последовательности для образования и сокращения полости в массиве горных пород определенного сечения  и протяженности. В зависимости о существующего состояния пород назначение и срока службы способы проведения делятся на обычные и специальные.

К обычным способам проведения выработок относят буровзрывной и комбайновый способ. Буровзрывной при крепких породах. Если крепость S меньше или равна 6, то можно применять комбайновый, если больше или равно 6 то буровзрывной.

Проходческие процессы подразделяются на основные и вспомогательные.

К основным относятся разрушение и отбойка породы или п.и., погрузка и транспортирование горной массы, возведение крепи.

Вспомогательные процессы: возведение временной крепи, настилка рельсовых путей или наращивание конвейерных линий, наращивание вентиляционных водных и воздушных магистралей, силовых и телефонных кабелей.

Общие сведения о проведении выработок буровзрывным способом.

При буровзрывном способе выполняется, прежде всего комплекс буровзрывных работ.

1 бурятся шпуры, 2 заряжание шпуров, 3 взрывание шпуров, 4 проветривание забоев, 5 уборка породы, 6 транспортирование породы, 7 крепление выработки.

Проведение выработок комбайновым способом.

При проведении выработок по породам или по углю с крепостью меньше или равно 6 применяются проходческие комбайны.

Проходческий комбайн  (г – погрузочный орган.)

\\

\\

\\

1.отбойка и погрузка породы 2.Транспортировка породы 3.Крепление

Околоствольные дворы. Околоствольный двор – совокупность выработок (включая служебные камеры, участки квершлагов или штреков) расположенные около шахтных стволов предназначены для обслуживания подземного хозяйства.

Околоствольный двор является своего рода станцией принимающей весь груз подлежащей выдачей на поверхность и отправленный от стволов шахты состава порожных вагонеток материалы, оборудование к рабочим участкам. Существует несколько типов околоствольных дворов. Так по схеме движения груженых и порожных  составов они делятся на круговые (перпендикулярные и параллельные) и челноковые.

\\

\\

\\

Камеры околоствольного двора.

Аккумулирующие бункеры и разгрузочные ямы, депо локомотивов, зарядная камера для аккумулирующих электровозов, камера ожидания, камера медпункта, депо противопожарного поезда, склад взрывчатых веществ, насосная камера.

Технологический комплекс на поверхности шахты.

Технологический комплекс на поверхности – комплекс зданий, сооружений и оборудования, предназначенных для подъема, приема, переработки и отправления потребителям п.и.; приема и складирования породы, проветривания подземных выработок, обеспечение механизмов энергией и бытового обслуживания трудящихся.

Технологический комплекс состоит из 3-х основных комплексов: блок главного ствола, блок вспомогательного ствола и административно бытовой комбинат. На шахтной поверхности сооружаются: вентиляторная установка, открытая электроподстанция, резервуары с водой, аварийный склад для временного хранения угля.

Блок главного ствола включает в себя: 1 копер, 2 помещение технологического комплекса по приему угля, 3 пункт погрузки угля в железнодорожные вагоны, 4 котельная, 5 помещение подвижных установок.

Блок вспомогательного ствола.

Предназначен для спуска и подъема людей, материала и оборудования.

1 копер, 2 ремонтные мастерские, 3 материальные склады, 4 склад металокрепи__, 5 калориферная__, 6 здание подъемных машин.

Административно бытовой комбинат включает в себя различные помещения по бытовому обслуживанию шахтеров, а также административно конторские помещения, нарядные, телефонные станции, здравпункт, бани.

Способы вскрытия шахтных полей.

Факторы, влияющие на способы вскрытия: 1 форма и размер шахтного поля, 2 мощность и угол падения пласта, 3 число рабочих пластов, 4 расстояния между ними, 5 глубина залегания, 6 нарушенность, 7 газоносность, 8 мощность и срок службы шахты.

Требования к способам вскрытия:

1 должны обеспечивать максимальную производительность и минимальную себестоимость, а для этого необходимо минимизировать первоначальные капитальные затраты и сроки строительства, 2 высокая концентрация производства, 3 низкая протяженность поддерживаемых выработок, 4 эффективное проветривание выработок.

Классификация способов вскрытия.

Способы вскрытия различаются: 1 по типу главных вскрывающих выработок (наклонные и вертикальные стволы, штольни и их комбинации), 2 по расположению главной вскрывающей выработки относительно пласта и элементов его залегания, 3 по числу транспортных горизонтов (одногоризонтные и многогоризонтные), 4 по наличию т типу дополнительных вскрывающих выработок (горизонтальные, вертикальные, наклонные).

Вскрытие вертикальными стволами.

Название способов вскрытия определяется перечислением главных и вспомогательных вскрывающих выработок, обеспечивающих доступ с поверхности к п.и. Область применения: любые горонгеологические условия в независимости от глубины, мощности пластов, угла их падения, количество пластов и рельефа поверхности.

Недостатки: 1 большая стоимость проведения,  2 длительный срок пуска шахты в эксплуатацию, 3 цикличность транспорта, 4 большие технологические и экономические сложности в случае углубки ствола.

Достоинства: 1 большая площадь сечения, 2 относительно небольшая протяженность от поверхности до пласта, 3 небольшие затраты для поддержания выработки

Вскрытие вертикальными стволами одиночных пластов.

1 - гл. ствол, 2 вспомогательный ствол, 3 шурф, 4 околоствольный двор.

\\

\\

\\

2 Вскрытие группы пластов вертикальными стволами и капитальным квершлагом.

Размеры шахтного поля по падению менее 2500м. Расстояние между пластами менее 400м. Угол падения более 80º и менее 18º.

\\

\\

\\

3 Вскрытие вертикальными стволами и погоризонтными квершлагами.

Применяется при угле менее 12º при вскрытии свиты пластов. 4 - погоризонтные квершлаги.

\\

\\

\\

4 Вскрытие вертикальными стволами и этажными квершлагами.

\\

\\

\\

5 При большой протяженности шахтного поля по простиранию и большой газоносности угольных пластов, шахтное поле делят на блоки.

Блок – часть шахтного поля, имеющая собственную вертикальную выработку для подачи свежей струи воздуха. 5 – блоковой вентиляционный ствол. При размерах поля S более 8000м,q более 15 м³/m – газоносность.

\\

\\

\\

В зависимости от горногеологических условий залегания угольных пластов расположение вертикальных стволов может быть 1 центрально сдвоенная, 2 центрально -_______, 3 орланговая. Выбор способа вскрытия определяется в первую очередь безопасность ведения г.р. и минимальными.

Системы разработки пластовых месторождений.

Выработки, предназначенные для добычи, называют очистными.

Установленный для данных геологических условий залегания пласта и принятых средств механизации определенный порядок ведения подготовительных и очистных работ в пределах этажа или панели увязаны в пространстве и во времени называется система разработки.

Требования к системе разработки:

1 безопасность, 2экономичность, 3 минимизация потерь.

Факторы, влияющие на выбор систем разработки: мощность пласта, угол падения пласта, крепость пласта, газоносность.

Классификация систем разработки.

В качестве классификационного признака выбрано одно характерное отличие – определенная очередность ведения подготовительных и очистных работ. Это отличие предопределяет вид систем разработки: сплошная, столбовая, комбинированная в случае длинных очистных забоев; камерно и камерно-столбовые при коротких очистных забоях.

Страницы: 1, 2, 3