Вскрытие и подготовка месторождений полезных ископаемых

Министерство образования и  науки России

Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение

высшего профессионального образования

 

«Сибирский государственный индустриальный университет»

 

Прокопьевский филиал

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пояснительная записка

 

 

 

к курсовому  проекту

по  дисциплине  «Вскрытие и подготовка месторождений полезных ископаемых»

 

 

 

Студент:    группы ВГП-08___                             Никитин Е.В.____

 

 

 

Руководитель: _____________________________Першаев А.Н._____

 

 

____________               ______________

(дата)                    (отметка о сдаче) 

 

 

 

 

Прокопьевск 2012

 

Содержание 

 

 

Введение	1
Основные параметры шахты.	2
Расчёт промышленных запасов.	3
Расчёт нагрузки на очистной забой.	4
Проектная мощность шахты.	5
Срок службы шахты.	7
Выбор способа вскрытия шахтного поля.	8
Выбор схемы подготовки шахтного поля.	9
Выбор системы разработки шахтного поля.	10
Расчет капитальных затрат на проведение горных выработок по вариантам.	12
Использованная литература.	15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

 

 

Угольная  промышленность является одной из крупнейших отраслей экономики России. Несмотря на то, что в связи с переходом  к рыночной экономике закрепился ряд убыточных шахт и сократилось число занятых в угольной отрасли. Шахты и разрезы остаются основными поставщиками сырья для металлургической, химической и топливно-энергетической отраслей хозяйства.

В результате чего возникает вопрос о минимизации  экономических и производственных затрат на добычу полезного ископаемого, сохраняя при этом высокую степень безопасности на предприятии. Вследствие того, что угольные пласты чаще всего залегают глубоко под землей, имеют различные мощности и углы падения фундаментальное значение для экономической стабильности и безопасности производства несет вскрытие и подготовка месторождения полезного ископаемого. При глубоком залегании пластов угля целесообразно произвести вскрытие и подготовку месторождения подземным способом.

 

Вскрытием шахтного поля называется обеспечение доступа с поверхности земли к месторождению (или его части) путём проведения горных выработок с целью создания условий для подготовки и отработки его запасов.  Главная цель вскрытия шахтного поля заключается в том, что создаётся транспортная связь между очистным забоем, местами основной добычи полезного ископаемого и пунктом приёма его на поверхности, в обеспечении условий для безопасного перемещения людей, а также комфортных и безопасных условий на рабочем месте.

 

Очистная выемка это комплекс работ по выемке полезного ископаемого из очистных забоев. Особенностью добычи полезных ископаемых является непрерывность перемещения рабочего места, которое обеспечивается систематическим воспроизводством фронта очистных забоев путём проведения подготовительных выработок.

 

Разработкой месторождения полезного  ископаемого называют совокупность работ по вскрытию, подготовке и очистной выемке полезного ископаемого. Период ведения очистных работ по добыче полезного ископаемого называют эксплуатацией шахтного поля.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Основные параметры шахты.

 

Каждому шахтному полю соответствуют определенные запасы полезного ископаемого. В зависимости  от мощности и условий залегания  угольного пласта, а так же качества угля различают балансовые и забалансовые запасы полезного ископаемого. Балансовыми называются такие запасы, разработка которых экономически целесообразна. Забалансовыми называют запасы, использовать которые в настоящее время экономически не целесообразно. Геологическими называют общее количество запасов полезного ископаемого месторождения или его части:

 

Геологические запасы шахтного поля определяются по формуле:

 

(1.1)

 

где  L – длина шахтного поля по простиранию, м.L=6600м;

H– наклонная глубина шахтного поля, м.;

Σm_i–суммарная мощность пластов, м.;

γ – объёмный вес угля (принимаем 1,5 т/м³);

Суммарная мощность пластов рассчитывается по формуле:

 

(1.2)

 

где:  m₁, m₂, m₃, m₄,…m_n – мощность пласта в свите соответственно, м;

 

 

 

Наклонная глубина  шахтного поля рассчитывается по следующей  формуле:

(1.3)

 

где Н_ш.п.– глубина горных работ, м. H_ш.п.=200м.;

Н_нанос.– глубина (мощность) наносов, м.H_нанос.=10м.;

α  – угол падения свиты пластов, град. α=10°;

Отсюда глубина  горных работ составит:

 

 

 

Таким образом, геологические запасы шахтного поля составят:

 

 

 

2. Расчёт промышленных запасов.

 

Не все  пласты целесообразно разрабатывать в настоящее время. Пласты мощностью менее 0,7м относят к забалансовымзапасам и они не учитываются при подсчете балансовых запасов шахтного поля:

(2.4)

где – суммарная мощность балансовых пластов (пластов мощностью более 0,7м), м.;

 

 

Часть балансовых запасов, которая может быть выдана на поверхность при  разработке месторождения, называется промышленными запасами[1]:

(2.5)

 

где Z_потерь – суммарные потери угля в пределах шахтного поля, т.;

(2.6)

 

где Zэкс. – эксплуатационные потери угля, т.;

Zоб – общие потери угля в пределах шахтного поля. (Общие потери угля складываются из потерь запасов в охранных целиках и потерь у геологических нарушений. Данный проект не рассматривает вскрытие и подготовку шахтного поля в условиях нарушености пластов. Поэтому общие потери угля равняются потерям запасов в охранных целиках независимо от способа разработки месторождения), т;

 

Потери запасов в охранных целиках:

(2.7)

 

где – потери запасов в охранных целиках, т.;

 

 

Эксплуатационные  потери угля:

(2.8)

 

где – коэффициент эксплуатационных потерь,0,08;

 

Суммарные потери:

 

 

Промышленные запасы угля:

 

 

 

 

 

3. Расчёт нагрузки на очистной  забой.

 

Для расчёта  нагрузки на очистной забой сначала  выбирают систему разработки для  первого отрабатываемого пласта по углу падения и его мощности (.

Учитывая  горно-геологические условия строения шахтного поля и опыт работы других шахт в аналогичных условиях при отработке пологих пластов средней мощности, принимаем систему разработки - длинные столбы по простиранию. По мощности первого отрабатываемого пласта (m=2) выбираем тип механизированного комплекса.

Мехкомплекс КМ  142:

Тип крепи	М 142
Длина в поставке	150 м
Комбайн	РКУП 25, 1КШЭ
Конвейер	СП 301

 

Месячная  нагрузка на очистные забои определяется по формуле:

(3.9)

где n – количество рабочих дней в месяц, n=25;

А_сут. – суточная нагрузка на очистной забой, т/сут.;

N_заб. – количество забоев.

Суточную  нагрузку выбирают в зависимости  от принимаемогомехкомплекса:

Для КМ 142   А_сут = от 2000 до 2400 т/сут.

Принимаем А_сут =2200 т/сут., тогда месячная нагрузка на очистной забой будет равна:

 

 

Пласты свиты  отрабатывают в нисходящим, восходящем или смешанном порядке.

При нисходяшищем порядке выемку пластов начинают с верхнего пласта свиты. При этом происходит надработка нижележащего пласта.

При восходящем порядке первым отрабатывают нижний пласт свиты. При этом происходит подработка вышележащего пласта.

При смешанном  порядке первым отрабатывают один из средних пластов свиты.

Условие подготовки записывают так:

 

где  М_n- мощность междупластья, м;

m_n- мощность пласта, м;

М₁=10 ≥ 6*2;

10 ≥ 12;

Условие не соблюдается, значит, в данном курсовом проекте принимаем нисходящий порядок  отработки пластов.

 

4. Проектная мощность  шахты.

 

Проектная мощность шахты – сложная технолого-экономическая  категория, характеризующая способность  основных фондов и организационных  структур к выпуску определённого  объёма полезного ископаемого в  единицу времени и отражающая меру удовлетворения потребностей в  угле конкретной шахты, степень целесообразности концентрации работ и прогрессивности  проектных решений. Для определения  проектной мощности шахты разработано  множество методов: статистических, эвристических, аналитических. Однако,достаточной надёжностью и достоверностью они не обладают. Поэтому на этапе пред проектных работ, а также в учебном процессе используются упрощённые методы, устанавливающие зависимость проектной мощности только от основных влияющих факторов.

 

(4.13)

 

где  k_пл. – коэффициент, учитывающий влияние числа угольных пластов в шахтном поле (n_пл.), и принятых к одновременной разработке (n_пл.о.р.):

(4.14)

 

где n_пл. – количество всех пластов в шахтном поле, n_пл=5;

n_пл.о.р.– количество одновременно отрабатываемых угольных пластов, n_пл.о.р=1;

 

 

k_ноз. – коэффициент, учитывающий влияние нагрузки на очистной забой на уровень проектной мощности шахты:

 

(4.15)

 

где  ψ– коэффициент, отражающий степень влияния средней нагрузки на одиночный забой на годовую мощность шахты, учитывающий вместе с тем особенности угольных бассейнов: для Кузбасса ψ= 0,0016;

А_о.з.м. – месячная нагрузка на забой_;

m_ср. – средняя мощность пластов в шахтном поле,m_ср.=2,8 м.;

m_pi. – мощность i-го пласта, принятого к разработке,m_pi=2,0м.;

Z_пром. – промышленные запасы, ;

m_о. – мощность всех пластов, принятых к одновременной разработке, m_о.= 2,0м.;

 –  мощность всех рабочих пластов в шахтном поле,=14м.

 

 

 

k_ш. - коэффициент, учитывающий влияние глубины разработки и угла падения угольных пластов:

 

(4.16)

 

где  Н_в.г. – глубина верхней границы шахтного поля, м.;

Н_н.г. – глубина нижней границы шахтного поля, м.;

 

 

 

Проектная мощность шахты равна:

 

 

 

 

 

Принимается проектная мощность шахты равная =2400тыс.т/год.

 

 

5.Срок  службы шахты.

 

 

Срок службы шахты определяется в абсолютном понимании для нового строительства и объединения шахт и включает период отработки всех запасов в границах горного отвода шахты. В остальных случаях развития шахтного фонда следует говорить о продолжительности отработки горизонта, геологического участка, пласта или группы пластов, блоков, панелей, выемочных полей, соответственно той части шахтного поля, на которую распространяется воспроизводство запасов.

 

Общий срок службы (Т_СЛ.) исчисляется от момента сдачи в эксплуатацию до полной отработки запасов, и складывается из периодов: