Учебно-методический комплекс дисциплины преподавателя (стр. 16 )

·  необходимость выноса приводной головки забойного конвейера на штрек (бремсберг, уклон) с целью безнишевой выемки угля в лаве;

·  размещение в выработке двух видов транспортных средств — конвейера и монорельсовой дороги;

·  создание запаса сечения на осадку для последующего повторного использования выработки при отработке очередных выемочных столбов.

Исходя из этого сечение ярусных и промежуточных конвейерных штреков, конвейерных бремсбергов и уклонов при отработке пластов лавами по падению или восстанию должно быть в пределах 12—15 м2. Это сечение достаточно для нормальной работы лав в широком диапазоне нагрузок.

Определение площадей сечений выработок по скорости движения воздуха

В соответствии с требованиями ПБ максимальная скорость движения воздуха по выработкам, ограничена значениями:

·  15 м/с — стволы, предназначенные только для вентиляции;

·  12 м/с — стволы, предназначенные только для спуска и подъема грузов:

·  8 м/с — стволы для спуска и подъема людей и грузов, квершлаги, главные откаточные и вентиляционные штреки, капитальные и панельные бремсберги и уклоны;

·  6 м/с — выемочные выработки (выработки, оконтуривающие выемочный участок).

При известном количестве воздуха Q (м3/с), проходящем по выработке, площадь ее поперечного сечения в свету

где Vд — максимально допустимая скорость движения воздуха.

Величина площади поперечного сечения горных выработок, определяемая по этой формуле, на газовых шахтах может превышать величину, установленную по габаритам транспортных средств.

При газообильности более 15 м3/т добычи необходимая по скорости воздуха площадь сечения квершлагов, главных штреков, ходко бремсбергов и уклонов превышает максимально возможную величину и иногда приходится проводить две параллельные выработки.

Определение площади поперечного сечения выработок по депрессии

Существующими нормами проектирования рекомендуется ограничивать общешахтную депрессию величиной 30—45 Н/см2. В тех случаях, когда при выбранных по габаритам транспортных средств и скорости движения воздуха сечениях суммарная депрессия выработок шахтной вентиляционной сети превышает указанный предел, необходимо увеличивать площадь поперечного сечения отдельных выработок и благодаря этому снижать общешахтную депрессию. Эти случаи имеют место, как правило, при проектировании крупных газообильных шахт с большими размерами шахтных полей.

Разработаны алгоритмы выбора оптимальных сечений горных выработок с использованием методов линейного программирования и неопределенных множителей Лагранжа.

Учет ограничений сечения выработки возможностями проходческой техники

Площадь поперечного сечения выработки, установленная по скорости движения воздуха или депрессии, может оказаться весьма большой, неприемлемой для реализации существующей проходческой техникой. В этом случае вместо одной предусматривается несколько параллельных выработок меньшей площади поперечного сечения.

В настоящее время площадь поперечного сечения протяженных, горизонтальных и наклонных выработок, равная 20—25 м2, считается максимально возможной для проведения с применением проходческих комбайнов или буровзрывных работ. Площадь поперечного сечения вертикальных стволов, равная 60 м2 (диаметр около 9 м), может быть принята предельной для современных средств проходки буровзрывным способом.

Безремонтное содержание выработок

Податливые крепи подготовительных выработок, высокие темпы отработки выемочных полей, средства охраны горных выработок создали благоприятные предпосылки для безремонтного содержания выработок в течение всего срока их службы.

Расчет площадей поперечных сечений таких выработок ведется с учетом возможной деформации контура горной выработки и уменьшения вследствие этого ее поперечного сечения.

Рис. 1. Схема к определению начального сечения горной выработки при безремонтном содержании

Необходимо знать величину деформации окружающих выработку пород (контура выработки) и на эту величину увеличить требуемую по условиям транспорта и вентиляции начальную площадь поперечного сечения выработки (рис. 1):

Fнач = Fпр + ΔFд,

где Fпр —значение площади поперечного сечения горной выработки в свету, определяемое из условий размещения транспортных средств или из условии подачи требуемого количества воздуха с допустимой скоростью, м2;

ΔFд — величина деформации площади сечения горной выработки за срок ее службы, м2;

Fнач — начальная площадь поперечного сечения горной выработки в свету, м2.

Величина деформации контура горной выработки и уменьшения вследствие этого поперечного сечения зависит от следующих факторов:

·  устойчивости вмещающих пород;

·  расположения выработки относительно пласта угля и очистных работ;

·  способа охраны выработки;

·  срока нахождения выработки в зоне влияния работ;

·  срока службы выработки и др.

В некоторых случаях величина начальной площади поперечного сечения должна быть настолько большой, что технологически будет невозможно такую выработку проводить. Это означает, что безремонтное содержание в данных условиях и в течение данного срока службы выработки невозможно.

Рекомендуемая литература: основная [1-6], дополнительная [1-10].

Контрольные задания для СРМ (тема 6) [1- 4]

1. Оценка горно-геологических условий месторождения

2. Конструирование возможных вариантов технологической схемы шахты.

3. Оптимизация параметров технологической схемы шахты

4. Проектирование основных и вспомогательных подсистем шахты

Раздел 7. Проектирование технологии строительства шахты.

Тема 7. Проектирование технологии строительства шахты (6 часов)

План лекции

1. Проектирование организации строительства шахты.

2. Проектирование проведения вертикальных выработок.

3. Проектирование проведения горизонтальных и наклонных выработок.

4. Основные положения проектирования околоствольных дворов и узлов сопряжений горных выработок.

Проектирование организации строительства шахты

Строительство шахт — это весьма сложный комплекс взаимно увязываемых производственных процессов и работ, выполняемых в определенном порядке в пространстве и во времени и направленных на создание технологической схемы шахты, зданий и сооружений, оснащение их оборудованием, машинами и установками. Общий объем горных выработок, производимых на момент пуска современной шахты в эксплуатацию, составляет 0,3..1,0 млн. м.3 , а сроки производства этих работ достигают 5—10 лет.

Продолжительность строительства шахты зависит от производственной мощности, глубины разработки и горно-геологических условий. Продолжительность строительства угольной шахты (мес.) в обычных горнотехнических условиях определяется по формуле

, мес,

где Нст — глубина ствола, находящегося на критическом пути графика строительства, м;

vст — скорость проходки стволов, м/мес;

voд — скорость проходки выработок околоствольных дворов, м3/мес;

vгв — скорость проходки протяженных выработок, м/мес;

Lгв — общая длина протяженных выработок строящейся шахты, м.

При специальных способах проходки стволов необходимо Тстр (мес) увеличить на величину

.

При увеличении глубины ствола на 100 м продолжительность строительства увеличивается на 3 мес. Сроки строительства шахт, опасных по внезапным выбросам угля или газа, увеличиваются на 10 %.

Строительство подземного сооружения принято разделять на два периода:

·  первый - подготовительный, когда выполняют подготовительные работы, необходимые для проведения горных выработок и строительства наземных постоянных зданий и сооружений;

·  второй - основной, когда проводят вскрышные и основные подготовительные горные выработки, строят комплекс наземных постоянных зданий и сооружений и осуществляют монтаж эксплуатационного оборудования.

Подготовительный период включает следующие работы:

·  подготовительные — планировка площадки, прокладка коммуникаций, устройство постоянных и временных автодорог; железнодорожных станционных путей;

·  оснащение стволов — сооружение технологической части стволов, возведение зданий околоствольного комплекса, монтаж оборудования, оснащение стволов комплексом проходческого оборудования;

·  строительство временных и постоянных зданий и сооружений, необходимых для проходки стволов; компрессорной; котельной; электроподстанции, АБК, монтаж оборудования.

Продолжительность подготовительного периода зависит главным образом от мощности шахты, числа строительных площадок (стволов), технологических схем оснащения стволов, объема постоянных объектов, используемых для нужд строительства, применяемой технологии строительно-монтажных работ и составляет 30—32 мес.

В основном периоде можно выделить этапы:

·  первый основной - проведение стволов (штолен, шурфов) и начало строительства постоянных зданий и сооружений на поверхности. В конце этого этапа выполняются переходные работы (переоснащение стволов), обеспечивающие переход от проведения стволов к проведению наклонных и горизонтальных горных выработок;

·  второй основной - сооружение околоствольных выработок, проведение сети горизонтальных и наклонных горных выработок, строительство постоянных зданий и сооружений на поверхности, монтаж эксплуатационного оборудования. В конце этого этапа выполняются завершающие работы - окончание горно-проходческих и общестроительных работ, опробование эксплуатационного технологического оборудования, подготовка и сдача сооружения в эксплуатацию.

Проект организации строительства

Основные решения по организации строительства оформляются проектом организации строительства (ПОС), который определяет, сколько времени, какими средствами, в каком порядке и с какими затратами будет возводиться шахта