Учеба
Разная информация
Ссылки на сторонние ресурсы
Партнеры

b9d1c2f1
Опрос
Помог ли вам этот сайт?




КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине “Проектирование шахт” скачать

Полный текст работы можно скачать по ссылке ниже







Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
“Кузбасский государственный технический университет”

Кафедра разработки месторождений полезных ископаемых
подземным способом


КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине “Проектирование шахт”

Выполнил: студент группы МГД-031

Проверил: к.т.н., доцент

Содержание

Введение 3
1. Краткая характеристика шахтного поля 5
2. Расчет количества очистных забоев 6
3. Вскрытие и подготовка пластов в шахтном поле. Системы разработки 8
4. Календарный план строительства шахты 11
4.1. Календарный план строительства шахты в виде линейного графика 11
4.2. Календарный план строительства шахты в виде сетевого графика 12
5. Сметная стоимость строительства шахты 13
Заключение 14
Список литературы 15

Введение

Для того чтобы начать строительство, расширение, реконструкцию или техническое перевооружение горного предприятия, приступить к горно-капитальным работам по поддержанию мощностей, необходимо разработать проект, т.е. прототип или прообраз будущего предприятия или сооружения.
Проект – это полный комплект технической и экономической документа-ции, которая содержит все необходимые технологические, объемно-планировочные, конструктивные, организационно-экономические и другие решения, обеспечивающие строительство объекта и его эффективное функционирование с заданными параметрами, а также определяет сметную стоимость строительства и технико-экономические показатели эксплуатации в конкретных условиях.
Проектирование горных предприятий включает в себя определение целей и оценку эффективности реализации проекта, конструирование целесообразных (в конкретных горно-геологических условиях) экологически приемлемых вариантов технологической схемы и оптимизацию их параметров, расчет производительности производственных процессов и пропускной способности технологических звеньев, детальное описание и графическое изображение вех рассматриваемых и окончательно принятых к воплощению решений на основе использования нормативов, исходной информации и на-учно-производственных знаний.
Проектирование является основным звеном в цикле наука-производство, это определяет его особую роль в обществе, как необходимого этапа научно-технического прогресса, технической и экономической политики государства. В широком смысле под проектом подразумевают весь комплекс многостадийных научно-исследовательских, проектных, конструкторских, строительно-монтажных, опытно-промышленных и внедренческих работ, осуществляемых по единой программе коллективом тесно взаимодействующих разработчиков для решения крупномасштабной проблемы.
В теоретическом плане проектируемые горные предприятия принято рас-сматривать как большие системы, прежде всего из-за масштабности и структур-ной сложности современного горного производства.
Проектирование горных предприятий и подземных сооружений представляют собой процесс переработки информации, и сводится к выполнению комплекса информационно взаимосвязанных процедур, которые обеспечивают принятие соответствующих проектных решений и выпуск проектной документации в заданном объеме и форме. Принятие решения в общем случае состоит в выборе его из множества возможных вариантов по некоторым критериальным показателям. Это наиболее ответственный этап проектирования, от которого решающим образом зависит технический уровень и качество проекта. Поэтому решение задач проектирования шахт всегда связано с проблемой оптимизации, т.е. с поиском наилучших в том или ином смысле проектных решений, выбором одной из конкурирующих альтернативных технологических систем, одного из значений параметров, вариантов перспективного развития.
Таким образом, принятие проектных решений осуществляют на разных иерархических уровнях, оно требует совместного рассмотрения и учета влияния многочисленных природных, экономических, социальных, технических, технологических и иных факторов не только на отдельные звенья горного производства, но и на предприятие в целом, а также на элементы инфраструктуры, отрасли промышленности, окружающую природную среду. Наиболее универсальными инструментами принятия проектных решений являются математическое моделирование и системы автоматизированного проектирования горных предприятий (САПР).

1. Краткая характеристика шахтного поля

Разрабатываемая свита, представлена тремя пластами с углом падения 10º. Строение пластов моноклинальное, мощность наносов 20 м. Пожароопасность и повышенная водообильность отсутствуют. На данном участке шахтного поля повышенная газоносность. Углевмещающие породы в шахтном поле представлены алевролитами и аргиллитами. Шахта отнесена к сверхкатегорной по газу метану, средняя газоносность пластов составляет 20 м³/т. Характеристика отрабатываемых пластов приведена в таблице 1.
Таблица 1
Характеристика разрабатываемых пластов

Пласт Мощность, м Породы кровли Породы почвы Повышенная газоносность
1 3 алевролит аргиллит да
2 3,2 алевролит аргиллит да
3 3 алевролит аргиллит да

Размеры шахтного поля составляют по простиранию 6500 м, по падению 3000 м. Порядок отработки пластов нисходящий. Проектная производственная мощность шахты составляет 3,6 млн. т/год.
Мощность насосов составляет 20 м. Рыхлые отложения представлены чет-вертичными аллювиальными отложениями и глинами. Расстояние между пластами составляет 50 м.

2. Расчет количества очистных забоев

Расчет производится на основе вычисления действующей линии очистных забоев по шахте. При выемке пластов средней мощности столбовыми сис-темами разработки действующую линию очистных забоев по каждому из принятых к одновременной разработке пластов в шахтном поле определяют по формуле [2]:

,

где Аг – производственная мощность шахты, т/год; Коч – коэффициент, учитывающий добычу угля из очистных забоев (Коч = 0,9-0,95); L – скорость подвигания по простиранию действующей линии очистных забоев по шахте, м/год; ∑ po – суммарная производительность одновременно разрабатываемых пластов, т/м2; с – коэффициент извлечения угля в очистном забое (с = 0,95-0,97)
Годовое подвигание действующей линии очистных забоев определяется по формуле:

L = N • r • nц • К ,

где N – число рабочих дней в году; r – ширина захвата комбайна, м; nц – количество циклов по выемке угля из очистного забоя за сутки; К – коэффициент, учитывающий влияние горно – геологических условий на ритмичность работы лавы (К = 0,85 – 0,95).
Число циклов комбайна определяется по формуле:

nц = 3 • 60 • Тсм • kм / (Lоз / Vmax + Lоз / V´max + tпз) ,

где Тсм – продолжительность смены, (ч); kм - коэффициент машинного времени, принимаем kм = 0,5 ; Vmax – скорость подачи комбайна при резании, (м/мин), зависит от его энерговооруженности и сопротивляемости угля резанию; V´max – скорость подачи комбайна при обратном ходе (при зачистке), (м/мин); tпз – время на совершение подготовительно - заключительных операций, (мин, с целью упрощения задачи условно принимают tпз = 20 (мин).

Vmax = 15 м/мин ,
V max = 0,85 Vmax = 0,85 • 20 = 12,75 м/мин ,
nц=(3 • 60 • 6 • 0,5)/(250 / 15 + 250 / 12,75 + 20) = 9,6 .

Принимаем к расчётам nц = 10 .

L= 300 • 1 • 10 • 0,9 = 2700 м ,
h∂ =3,6 • 106 • 0,95/2700 • 11,96 • 0,95 = 111,5 м .
Необходимая действующая линия очистных забоев по шахте:

h∂ш = no • h∂ ,

где no – число одновременно разрабатываемых пластов.

h∂ш = 3•111,5=334,5 м

Число действующих лав по шахте

nз= h∂ш/lл ,

где lл- средняя длина лавы, м

nз = 334,5 / 250 = 1,23

Таким образом, принимаем к одновременной отработке 1 очистной забой.
В дальнейшем предусматривается наращивание производственной мощности шахты.

3. Вскрытие и подготовка пластов в шахтном поле. Система разработки

Учитывая горно-геологические условия, где угол залегания α=10о, в курсовой работе принимаем схему вскрытия наклонным стволом с капитальным квершлагом.
При этой схеме наклонный (конвейерный) ствол. Наклонный ствол имеет следующие преимущества:
1. Применение ленточных конвейеров, что обеспечивает высокую пропускную способность главного ствола и экономичность работы по транспортировке угля;
2. Спуск в шахту и вывод людей на поверхность возможен и в случае ава-рий, т.е. без использования подъемных установок;
3. Осмотр и ремонт конвейерных установок возможны без прекращения их работы по выдаче полезного ископаемого.
Исходя из горно-геологических условий залегания пластов, принимаем систему разработки длинными столбами по простиранию при панельной подготовке. Способ управления горным давлением – полное обрушение пород кровли. Способ отработки пластов – обратный.
Наклонный ствол проводится по угольному пласту №3 и служит для выдачи угля из шахты, для подачи свежего воздуха, спуска и подъема людей, материалов и оборудования. Он оборудован ленточным конвейером, рельсовым путем, трапами с перилами и монорельсовой дорогой, для перемещения людей.
При данной системе разработки от капитального квершлага проводят на-клонные выработки (бремсберги с ходками). Ходки бремсбергов выходят на поверхность. Для ускорения процесса ввода шахты в эксплуатацию проектом принимается решение о проведении наклонных выработок (бремсберги с ходками) с поверхности. Затем проводят пластовые выработки (конвейерные и вентиляционные штреки). Затем проводится монтажная камера и после монтажа очистного оборудования начинаются работы по выемке угля.
Для механизации очистных работ принимаем оборудование в составе:
• механизированная крепь JOY (RS4700/870)
• очистной комбайн JOY 4LS20
• лавный конвейер DBT PF 1000
• перегружатель “Матильда”
• дробилка IT/30
Для снижения газообильности подготовительных выработок, проводимых по пологим пластам, применяют ограждающие (барьерные) скважины, пробуренные с обеих сторон выработки на расстоянии 2-4м от ее стенок. Барьерные скважины при проведении подготовительных выработок бурятся из камер (ниш) под углом к оси выработки 3- . Длина скважин 100-150м. Расстояние между камерами на 15-20м меньше длины скважины, устья скважин располагаются на расстоянии 1,5-2,5м от стенок выработки. При бурении дегазационных скважин должен осуществляться непрерывный контроль содержания метана. При проведении парных выработок барьерные скважины необходимо бурить из каждой выработки. Дегазационные скважины после окончания бурения должны быть подключены к вакуум-насосу или герметично закрыты. Соединение дегазационных скважин с газопроводом должно осуществляться при помощи гибкого шланга.
Схема дегазации барьерными скважинами при проведении подготовительных выработок по отрабатываемым пластам приведена на рис.1.


Рис. 1. Схема дегазации барьерными скважинами при проведении подготови-тельных выработок по отрабатываемым пластам

Для обеспечения требуемого коэффициента дегазации также предусматривается проводить предварительную дегазацию угольных пластов при помощи скважин, пробуренных с конвейерных штреков лавы. Скважины предусматривается бурить веерами.
Коэффициент эффективности при таком способе дегазации составляет по нормативам действующего «Руководства по дегазации угольных шахт».
Схема дегазации при отработке выемочных участков представлена на рис. 2.


Рис. 2. Схема дегазации разрабатываемого пласта веерными
восстающими пластовыми скважинами

Для сокращения объема буровых работ на выемочных участке отклю-ченные от всасывающей дегазационной сети пластовые дегазационные скважины повторно используются для предварительного увлажнения угольного массива водой с целью пылеподавления. После проведения увлажнения на расстоянии не менее 30м от забоя лавы скважины вновь подключаются к газопроводу для использования эффекта разгрузки от горного давления и не отключаются от газопровода до подхода лавы.

4. Календарный план строительства шахты

Строительство шахты и освоение ее проектной производственной мощности осуществляется на основе календарного плана.
Календарный план строительства шахты – это заранее намеченная последовательность выполнения всей совокупности работ с отметкой времени их начала и окончания, необходимых для достижения проектной мощности по добыче угля с оптимальными затратами в установленные сроки.
Все виды работ при строительстве шахты делятся на подготовительные (по подготовке промплощадки) и собственно горные работы (строительные работы на промплощадке, проведение стволов, квершлагов, бремсбергов, штреков, монтажных камер и др.). В календарном плане наглядно и обоснованно представляются все виды подготовительных и горных работ. При этом все работы и процессы должны быть представлены во взаимосвязи и в определенной наиболее рациональной последовательности.

Календарный план строительства шахты в виде линейного графика

Начало строительства шахты планируется с 2009 г. Первоначальные затраты будут вкладываться в строительство поверхностного комплекса, затем будут проводиться работы по подготовке места сооружения наклонного ствола. После того, как ствол будет проведен до первого горизонта, приступят к работам по сооружению капитального квершлага. Одновременно с этим с поверхности по пласту №1 проводят бремсберг с ходками. Далее проводят конвейерный и вентиляционный штреки в лаве 1, а так же монтажную камеру, далее монтаж и проверка оборудования. Продолжительность строительства шахты с производственной годовой мощностью 3,6 млн.т. составляет около двух лет. Скорость проведения выработок приведена в таблице 2.
Общая продолжительность строительства шахты (Тш, мес.) рассчитывается как сумма продолжительность строительства отдельных выработок, проведение которых не совмещается во времени, т.е. выявляется порядок взаимосвязанных работ, выполнение которых требует максимального времени и, следовательно, определяет срок окончания строительства предприятия. Таким образом

(6)

где – длина (объем) i-ой выработки или ее часть, м (м3); – скорость проведения i-ой выработки, м/мес. (м3/мес).
Продолжительность строительства выработок будет приведена в таблице графической части.



Таблица 2
Скорость проведения выработок

Наименование выработок Норматив,
м/мес
Наклонные стволы: - по углю и с подрывкой пород
- полевые 80
60
Квершлаги 100-60
Бремсберги, ходки: - по углю и с присечкой породы
- полевые 200-100
70
Штреки: - по углю
- с присечкой породы 300
200
Монтажные камеры 150


Календарный план строительства шахты в виде сетевого графика

Сетевые методы в горном деле применяются наиболее эффективно при планировании взаимоувязанного комплекса сложных работ, позволяют отразить графически логические связи между ними и произвести оптимизацию продолжительности выполнения проекта на ЭВМ. Такие возможности календарные планы в виде линейных графиков не имеют.
Сетевой график (модель) – графическое изображение комплекса выполняемых пород, отражающее их логическую последовательность, существенную взаимосвязь и планируемую продолжительность и обеспечивающее последующую оптимизацию графика на основе экономико-математических методов с целью его использования для текущего управления ходом работ.
Календарный план строительства шахты в виде сетевого графика будет представлен в графической части курсовой работы.

5. Сметная стоимость строительства шахты

Затраты на строительство горных выработок приведены в таблице 3.

Таблица 3
Стоимость строительства выработок


Наименование выработки Себестоимость строительства 1 м выработки в свету, тыс. руб. Стоимость проведения выработки, тыс. руб.
Наклонный ствол (1580 м) 20,5 32390
Капитальный квершлаг (520 м) 18,5 11655
Бремсберг (1520м) 15,0 22800
Людской ходок (1580 м) 15,0 23700
Путевой ходок (1580 м) 15,0 23700
Вентиляционный штрек лавы № 1 (3200 м) 9,6 30720
Конвейерный штрек лавы № 1 (3200 м) 9,6 30720
Монтажная камера лавы № 1 (250 м) 24,0 6000

Сметная стоимость строительства шахты (Сш, тыс. руб.) равна

=1124194,83 тыс. руб,

где – участковая себестоимость проведения (строительства) i-ой выра-ботки, тыс. руб. [3]; К – коэффициент, учитывающий следующие виды капитальные затраты: строительные работы, оборудование и монтаж, прочие, а так же плановые и накладные расходы. К= 4,1, для шахт, разрабатывающих угольные пласты с углом падения 0-55°; Е – коэффициент прогнозируемой инфляции



где i – прогнозируемая процентная ставка или норма дисконта в следующие после 2006 г. (год базовых цен), принять i= 0,08; t – порядковый номер временного периода, например, 1,2,3 и т.д. Так 2007 г соответствует t =1, 2008 г. – t =2, 2009 г. – t = 3 и т.д.

Таким образом, сметная стоимость шахты составит 1,1 млрд. руб.


Заключение

В курсовой работе представлен проект шахты, для данных горно-геологических условий. Схема вскрытия наклонным стволом с капитальным квершлагом, в связи с моноклинальным залеганием свиты пластов и углом падения 10°.
Так как шахта является высокогазоносной (средняя газоносность пластов составляет 20 м³/т), то принято решение о дегазации угольных пластов. Для снижения газообильности подготовительных выработок, проводимых по пологим пластам, применяют ограждающие (барьерные) скважины, пробурен-ные с обеих сторон выработки на расстоянии 2-4м от ее стенок. Барьерные скважины при проведении подготовительных выработок бурятся из камер (ниш) под углом к оси выработки 3- . Длина скважин 100-150м. Расстояние между камерами на 15-20м меньше длины скважины, устья скважин располагаются на расстоянии 1,5-2,5м от стенок выработки.
Для обеспечения требуемого коэффициента дегазации также предусматривается проводить предварительную дегазацию угольных пластов при помощи скважин, пробуренных с конвейерных штреков лавы. Скважины предусматривается бурить веерами.
В результате принятых решений годовая мощность шахты составит 3,6 млн. т/год, что обеспечивается работой одного очистного забоя, расположенного на пласте №1. Проектный срок строительства составит 26,45 месяцев. Добыча угля за сутки с одного очистного забоя 12000 т.


Список литературы

1. Малкин, А.С. Проектирование шахт : учеб. для вузов /А.С. Малкин, Л.А. Пучков, А.Г. Саламатин, В.М. Еремеев. – М.: Изд-во Академии горн. наук, 2000. – 375 с.
2. Егоров, П.В. Практикум по подземной разработке пластовых месторождений / П.В. Егоров, Е.А. Бобёр, Ю.Н.Кузнецов, О.В. Михеев. – Изд-во Моск. горн. ун-та,1995. – 217 с.
3. Скукин, В.А. Экономика горного производства и менеджмент: учеб. пособие / В.А Скукин, А.Н.Супруненко, Л.С. Скрынник; ГУ КузГТУ. – Кемерово: Кузбассвузиздат, 2007. – 478 с.
4. Егоров, П.В. Проектирование угольных шахт : учеб. пособие / П.В. Егоров, А.Н. Супруненко, А.И. Набоков; ГУ КузГТУ. – Кемерово, 2005. – 211 с.
5. Основы горного дела. Снижение влияния газового фактора на повышение производительности очистного забоя и повышение безопасности ведения очистных работ на пластах с высокой газообильностью: учеб. пособие / А.В. Ремезов, В.Г. Харитонов, С.И. Хлудов и др. – Кемерово: Кузбассвузиздат, 2006. – 328 с.
организационно, Календарный, которая, шахтного, конструктивные, содержит, прототип, строительства, забоев, шахты, документа,
Поиск
Партнеры