Тема № 17

ВЫБОР И КОНСТРУИРОВАНИЕ ЦЕЛЕСООБРАЗНОЙ МОДИФИКАЦИИ СТОЛБОВОЙ СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ

Цель работы. Закрепление знаний о модификациях стол­бовой системы разработки пологих пластов; приобретение навыков и умения проектирования модификаций столбовой системы разработки в конкретно заданных условиях.

Задание на выполнение работы

1. Выбрать и обосновать для заданной разновидности си­стемы разработки, горно-геологических и горнотехнических условий модификацию столбовой системы разработки.

2. Графически изобразить план и разрезы сопряжении лавы с транспортным и вентиляционным штреками.

Порядок выполнения работы

1. Преподавателем по данным табл. 17.1 выдается инди­видуальное задание каждому студенту.

2. При подготовке к лабораторной работе студент должен повторить подраздел курса «Столбовая система разработки пологих пластов», а также внимательно разобрать приводи­мый ниже пример выполнения работы.

3. По заданию студент должен переписать в тетрадь все данные, ознакомиться с горно-геологическими условиями зале­гания пласта и оценить их с точки зрения выбора модифика­ции столбовой системы разработки.

4. При решении задачи необходимо не только указать технически целесообразную модификацию столбовой систе­мы разработки, но и обосновать принятое решение.

5. После принятия решения и обоснования модификации системы решаются вопросы проведения выемочных вырабо­ток, указываются параметры способов подготовки столбов.

6. Принятая модификация системы разработки изобра­жается графически с указанием стрелками направления дви­жения угля, свежей и исходящей струи воздуха, указывается ее полное название и дается наименование всех выработок.

7. Лабораторная работа сдается преподавателю для ее оценки.

Контрольные вопросы

1. Перечислите общие преимущества столбовых систем разработки.

2. Перечислите общие недостатки столбовых систем раз­работки.

3. Изобразите столбовую систему разработки:

а) лава — ярус;

б) одинарной лавой по восстанию;

в) одинарной лавой! по падению;

г) спаренными лавами по простиранию;

д) спаренными лавами по восстанию (падению).

4. Изобразите столбовую систему разработки лава — ярус с указанием способа подготовки столба:

а) индивидуальными штреками;

б) с повторным использованием бывшего транспортного штрека в качестве вентиляционного;

в) спаренными штреками;

г) сдвоенными штреками;

д) комбинированного.

5. Укажите условия применения способов подготовки стол­бов:

а) индивидуальными штреками, в том числе и с прове­дением их вприсечку к выработанному пространству;

Таблица 17.1

Горно-геологические и горнотехнические условия

Примечание. Недостающие данные принять самостоятельно.

б) с повторным использованием бывшего транспортного штрека в качестве вентиляционного;

в) спаренными штреками;

г) сдвоенными штреками;

д) комбинированного.

6. Перечислите способы подготовки вприсечку к вырабо­танному пространству. Изобразите их.

7. Перечислите достоинства и недостатки способов под­готовки столбов, приведенных в п. 4.

8. Назовите достоинства и недостатки систем разработки, указанных в п. 3.

Пример выполнения работы 6

Вариант задания: А4, Б5, В1,ТЗ, Д1, ЖЗ, 34, И1.

Решение

1. Из табл. 17.1 выписываем условия задания: т=1,9 м;

==13°; H==800 м; почва—глинистый сланец пучащий, 2 м;

кровля—глинистый сланец устойчивый, 7 м; пласт несамо­возгорающийся, не склонен к выбросам, не обводнен; систе­ма разработки столбовая лава — ярус.

2. По мощности пласта т ==1,9 м приемлемы все способы подготовки столбов. Сомнение вызывает способ подготовки спаренными штреками из-за увеличения мощности пласта. Определим размер ширины бутовой полосы между штреками, предварительно приняв площади поперечного сечения штре­ков в свету крепи: конвейерного =11,6(15,6) м2, вентиля­ционного=9,2(12,8) м2 и в проходке соответственно 18,7 и 15,4 м2 и ширину их 5,26 и 4,65 м. Ширина бутовой, полосы составляет

что приемлемо. Таким образом, могут быть применены все способы подготовки столбов.

3. По углу падения = 13° также приемлемы все способы подготовки.

4. По глубине разработки H==800 м:

• способ подготовки индивидуальными штреками мало приемлем из-за необходимости оставления больших разме­ров межъярусного целика, однако приемлем при проведении вентиляционного штрека вприсечку к выработанному про­странству;

• способ с повторным использованием бывшего конвейер­ного штрека в качестве вентиляционного неприемлем, так как породы пласта пучащие;

• способ подготовки сдвоенными штреками неприемлем, так как нижний штрек, предназначаемый в качестве вентиля­ционного для отработки нижележащего яруса, будет испы­тывать большее (H==800 м) опорное давление; по этой же причине неприемлемы и способ подготовки спаренными штре­ками и комбинированный.

Таким образом, единственно возможный в данных усло­виях—способ подготовки длинных столбов индивидуальными штреками с проведением конвейерного штрека в массиве угля, а вентиляционного — вприсечку к выработанному про­странству.

5. Решаем вопрос выбора варианта проведения штрека вприсечку. Наиболее приемлемы варианты проведения штре­ка по схеме [1, с. 256, рис. 4.3,г,д]. Однако, учитывая большую глубину работ и пучащую почву пласта, более целесо­образен вариант «д» с полевой фланговой выработкой в се­редине крыла панели, так как при этом в два раза сокра­щаются длина и ,срок поддержания вентиляционного штрека.

6. Вычерчиваем в масштабе принятую модификацию стол­бовой системы разработки лава—ярус (рис. 17.1), с подго­товкой столбов индивидуальными штреками, с проведением конвейерного штрека в массиве угля, а вентиляционного— вприсечку к выработанному пространству с полевой фланго­вой выработкой в середине крыла панели:

/—вент штрек; 2—лава; 3—конвейерный штрек; 4— проведение вентиляционного штрека вприсечку; 5—полевая фланговая выработка; 6—проведение конвейерного штрека в массиве.

Тема № 18

ИЗУЧЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ОКОЛОСТВОЛЬНЫХ ДВОРОВ ПРИ ВЕРТИКАЛЬНЫХ СТВОЛАХ

Цель работы. Закрепление знаний о типах околостволь­ных дворов угольных шахт.

Теоретические основы выполнения работы. При вскрытии шахтного поля стволы проходят на заранее установленную глубину до откаточного горизонта, где проводят ряд горизон­тальных протяженных выработок и камер.

Околоствольным двором называется взаимосвязанный комплекс капитальных горных выработок, расположенных не­посредственно у ствола на данном горизонте и предназначен­ных для обслуживания подземного хозяйства.

В околоствольном дворе производятся работы по приему и выдаче полезного ископаемого и породы на поверхность, приему материалов и оборудования, доставляемых в шахту с поверхности, и размещаются камеры различного техноло­гического назначения.

Схема откаточных путей околоствольного двора состоит из скиповых, клетевых и соединительных (обгонных) путей в увязке с путями главной откаточной, выработки, к которой примыкает двор.

Основными типами околоствольных дворов являются скипоклетевые с двумя стволами. В этих околоствольных дворах один из стволов является скиповым, другой — клетевым. Ски­повый ствол служит для выдачи угля, клетевой—для вспо­могательных операций по спуску—подъему людей, материа­лов и оборудования.

За основное направление откаточных выработок околоствольного двора принимают ветвь клетевого ствола, которая совпадает с направлением оси клетей, а ветвь скипового ство­ла и обгонные выработки располагаются преимущественно параллельно клетевой ветви.

Основные отличительные признаки околоствольных дво­ров: расположение клетевой ветви по отношению к магист­ральной выработке (параллельные, перпендикулярные, диа­гональные); число направлений подхода грузов; характер движения вагонеток.

Различают околоствольные дворы круговые, петлевые, челноковые, тупиковые и др.

На рис. 18.1 показаны современные технологические схемы околоствольных дворов, позволяющие сократить маневровые операции по обработке груженых составов, поступающих в околоствольный двор.

Пропускная способность околоствольных дворов определя­ется количеством полезного ископаемого, выдаваемого из шахты за определенный период времени:

где — суточная пропускная способность, т;

—годовая пропускная способность, т;

Т — время транспорта в сутки, ч;.

п — число вагонеток в угольном составе;

q — грузоподъемность вагонетки по углю, т;

—масса вагонетки с углем, т;

—масса вагонетки с породой, т;

—отношение количества породы к углю по массе;

k=1,5—коэффициент неравномерности работы транспор­та;

—такт работы околоствольного двора, мин;

—число рабочих дней в году.

Под тактом работы околоствольного двора понимают сред­ний интервал поступления составов в околоствольный двор.

При выборе типа околоствольного двора исходят из сле­дующих требований: достаточная пропускная способность, целесообразная компоновка поверхности шахты, простая увязка двора с примыкающими выработками, минимальный объем выработок, простота маневров, минимум обслуживае­мого персонала.

Пример.

1. На чертеже представлен околоствольный двор горизон­та 730 м ш. «Заполярная» ПО «Интауголь» (чертеж ОД не приводится).

2. По чертежу не представляется возможным определить, в каких породах располагается ОД.

3. ОД сооружен при двух стволах. Главный ствол оборудован двухскиповым подъемом для выдачи угля и скиповым подъемом для выдачи породы.

4. ОД примыкает к капитальному квершлагу горизонта 730 м.

5. Транспортировка угля, породы и материалов по квер­шлагу и выработкам ОД производится аккумуляторными электровозами 8АМД в вагонетках УВГ-3,3. Данный ОД относится к дворам с непоточным движением составов.

6. Вычерчиваем технологическую схему ОД с перечнем выработок и ветвей ОД. Стрелками показываем направление грузопотоков (рис, 18.2).

7. Схема движения составов в круговом околоствольном дворе: электровоз с угольным составом, прибывающий спра­ва, через стрелки 8—4—3 (рис. 18.2) проходит к стрелке 2, останавливается, меняет направление и через стрелки 3-—5 заталкивает состав к угольному опрокидывателю. Затем электровоз отцепляется от состава, через стрелки 5—6—7— 9—11 переходит на скиповую угольную порожняковую ветвь, прицепляется к порожнему составу и через стрелки //—10 следует на участок.

Электровоз с угольным составом, прибывающий слева, через стрелку 2 проходит к стрелке 3, останавливается, отцеп­ляется, меняет ход и через стрелки 3—4—1—2 проходит к составу, прицепляется, и заталкивает состав к угольному оп­рокидывателю.

Отцепленный от состава электровоз через стрелки 5—6 7—9—10—11 переходит на скиповую угольную порожняковую ветвь, прицепляется к порожнему составу и через стрелки 11—10—9—8—4—I уходит на участок.

Электровоз со смешанным составом, состоящим из ваго­неток, груженных углем и породой, и порожняковых вагоне­ток для материалов, прибывающий справа, через стрелки 8—4—3 проходит к стрелке 2, останавливается, меняет ход и через стрелки 5—6—7 соответственно заталкивает вагонет­ки с материалами к клетевому стволу, породные вагонетки — к породному опрокидывателю и угольные вагонетки — к угольному опрокидывателю. Отцепленный от вагонеток электровоз через стрелки 5—6—7—9—10—11 проходит на порожняковую сторону околоствольного двора, формирует порожняковый состав, прицепляется к нему и через стрелки 11—10 следует на участок.

Электровоз со смешанным составом, прибывающий слева, через стрелку 2 проходит к стрелке 3, останавливается, от­цепляется, меняет ход, через стрелки 3—4—1—2 проходит к составу и производит остальные маневровые операции ана­логично электровозу с составом, прибывающим слева. После сформирования порожнякового состава электровоз прицеп­ляется к нему и через стрелки 11—10—9—8—4—1 уходит на участок.

Содержание № порядок выполнения работы

После ознакомления с теоретическими основами выполне­ния работы и приведенным примером выдается рабочий чер­теж ОД для двоих студентов.

Вначале рекомендуется ознакомиться в общих чертах с чертежом ОД: выписать название шахты, в каких породах располагается ОД и на каком горизонте.

По рабочему чертежу околоствольного двора:

1. Определить количество и назначение стволов, у кото­рых располагается ОД.

2. Установить функции стволов и типы транспортных средств в каждом из них.

3. Установить тип горной выработки, к которой примы­кают главные ветки ОД.

4. Определить вид и схему транспортировки угля, поро­ды, материалов и оборудования в ОД.

5. Установить класс ОД.

6. Вычертить технологическую схему ОД с указанием названия выработок и ветвей ОД, показать стрелками на­правление движения грузопотоков, дать описание схемы дви­жения составов в ОД.

Контрольные вопросы

1. Дайте определение понятия околоствольного двора.

2. Перечислите основные требования, предъявляемые к ОД.

3. Назовите основные факторы, влияющие на выбор схе­мы ОД.

4. Укажите, как классифицируются ОД по виду:

• вскрывающих выработок;

• подъемных средств в стволах (вертикальных);

• транспорта в ОД.

5. Укажите, как классифицируются ОД с локомотивным транспортом:

• по принципу движения составов в ОД (дайте поясне­ния);

• схеме движения составов в ОД (дайте пояснения);

• расположению главных ветвей ОД к примыкающей выработке.

6. Перечислите достоинства, недостатки и условия приме­нения ОД:

• круговых;

• петлевых;

• челноковых;

• тупиковых.

7. Укажите достоинства и недостатки ОД:

• с поточным движением составов;

• с непоточным движением составов.

Тема № 19

ИЗУЧЕНИЕ СТЕПЕНИ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПО ЗАДАННЫМ ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИМ УСЛОВИЯМ*

Изучение степени технологичности месторождения необ­ходимо при сравнении качества проектов шахт, выполненных для различных горно-геологических условий. При этом ин­тегральный показатель степени технологичности месторожде­ния, определяемый по заданным горно-геологическим усло­виям, позволяет оценить влияние последних на основные по­казатели работы шахты.

Целью работы является сравнение горно-геологических условий трех шахт на основе интегрального показателя.

При сравнении учитываются горно-геологические условия, приведенные в табл. 19.1. Поскольку каждая из рассматри­ваемых горно-геологических характеристик неодинаково влия­ет на технологичность, то вводится коэффициент важности , определяемый по экспертным оценкам по 20-балльной системе. Значениядля каждого из горно-геологических

Таблица 19.1