Материал: Подземная разработка пластовых месторождений

Подземная разработка пластовых месторождений

Московский государственный горный университет

Кафедра: "Подземная разработка пластовых месторождений"

Курсовой проект

по дисциплине "Проектирование горных предприятий"

Выполнил:

студентка гр. ТПУ-3-10

Баженова Н.В.

Проверил:

профессор кафедры ПРПМ, д.т.н.

Агафонов В.В.

Москва, 2014

Содержание

Введение

. Способ отработки запасов месторождения

. Парадигма отработки запасов месторождения

. Технологические структуры отработки запасов

. Схема отработки запасов шахтного поля

. Вскрытие шахтных и выемочных полей

.1 Схема вскрытия шахтного поля

.2 Число подъёмных горизонтов

.3 Способ вскрытия шахтного поля

.4 Схема транспорта

.5 Схема вентиляции

. Подготовка шахтного поля

.1 Схема подготовки

.2 Порядок отработки этажей

.3 Расположение подготовительных выработок относительно пласта

.4 Вид дополнительной подготовительной выработки

.5 Количество пластов, обслуживаемых системой подготовительных выработок

.6 Вид групповой выработки

. Подготовка выемочных полей

7.1 Порядок отработки ярусов

.2 Способ отработки выемочных полей

.3 Направление отработки выемочных полей по отношению к границам шахтного поля

.4 Рациональная компоновка очистных забоев

.5 Расположение участковых подготовительных выработок относительно пласта

.6 Вид дополнительной участковой подготовительной выработки

. Способ проведения подготовительных выработок

. Схема проветривания выемочного участка

. Способ управления горным давлением

. Технологии подготовки и отработки выемочных участков

. Горношахтное оборудование

. Технологический комплекс поверхности

Список литературы

месторождение шахтный горный проветривание

Введение

Для того чтобы начать строительство, расширение, реконструкцию или техническое перевооружение горного предприятия, приступить к горно-капитальным работам по поддержанию мощности, необходимо разработать проект, т.е. прототип будущего предприятия или сооружения.

Проектирование горных предприятий - разработка комплексной технической документации (проекта), содержащей технико-экономические обоснования, расчёты, чертежи, макеты, сметы, пояснительные записки и другие материалы, необходимые для строительства (реконструкции) горного предприятия.

Проектирование входит в число важнейших дисциплин, знание которых формирует специальность горного инженера по технологии и комплексной механизации подземной разработки месторождений полезных ископаемых. В ней изложены теоретические, методические и организационные основы проектирования шахт и их технологических элементов, методы определения оптимальных параметров развития шахт, при которых гармоничное взаимодействие очистных и подготовительных забоев, транспорта и подъёма, вентиляции и энергоснабжения, аппарата управления, ремонтных служб и материального снабжения приводит к высокоэффективной работе всего предприятия.

Проект угольной шахты - наиболее полный комплект технологической, экономической документации, которая содержит все необходимые технологические, пространственно-планировочные, технические, архитектурно-конструктивные, организационно-управленческие и экономические решения, обеспечивающие строительство горного предприятия в минимальные сроки и его эффективное функционирование с заданными параметрами в конкретных горно-геологических условиях.

Начальный этап проектирования горных предприятий - комплексные геологоразведочные, гидрогеологические и технологические исследования, результаты которых используются в качестве исходных данных для создания проекта. В процессе этих исследований определяются общие (балансовые) запасы полезных ископаемых, подлежащие отработке на данном месторождении (или проектируемые горным предприятием), выявляются основные геологические и технологические особенности месторождения (глубина залегания, мощность пластов или рудных тел, характеристики вмещающих пород, наличие геологических нарушений, обводнённость, газообильность, склонность пород к внезапным выбросам и др.). Наряду с этим оценивается наличие в горном массиве других полезных ископаемых, возможность и целесообразность их попутной (или совместной) добычи с основными полезными ископаемыми.

Выполнение курсовой работы способствует углублению и закреплению знаний, полученных за время обучения, развивает навыки самостоятельной, творческой, научно-исследовательской работы, приобщает к практике подземной разработки пластовых месторождений и проектированию горных предприятий.

1. Способ отработки запасов месторождения

Угольный пласт мощностью m=5 м залегает в шахтном поле, размеры которого по простиранию составляют S=5000 м, а по падению H=4000 м под углом 12^о.

Расстояние от поверхности до верхней границы шахтного поля Нв=8 м. Газообильность пласта равна 5  ,шахта относится ко II категории по газу.

Исходя из данных горно-геологических условий, целесообразно принять подземный способ отработки шахтного поля в связи с тем, что нижняя граница шахтного поля находится на глубине 832 м.

2. Парадигма отработки запасов месторождения

Для определения парадигмы отработки запасов месторождения, рассчитаем количество балансовых и промышленных запасов, объём добычи угля в год.

Балансовые запасы одного пласта:

Zб = S*H*Ʃmi*γi ,т,

где- размер шахтного поля по простиранию;

Н - размер шахтного поля по падению;- число рабочих пластов;- мощность i-го рабочего пласта;

γi - объёмная масса угля i-го пласта.

б= 5000*4000*1*5*1,3=130000000 т

Промышленные запасы шахтного поля:

пр = Zб - Zп, т,

п - суммарные потери угля, т.

Потери определяются на основании расчетов частных видов потерь: общешахтных, эксплуатационных и вблизи геологических нарушений:

п=Z1+Z2+Z3+Z4, т,

- потери в барьерных целиках- потери в охранных целиках- потери в целиках в близи геологических нарушений- потери эксплуатационные

=2 *l*[S+(H-2*l)]*m*γ, т,

ширина барьерных целиков, применяется равной 50 м.

=2*50*(5000+(4000-2*50))*5*1,3=5 785 000 т = (0.01÷0.02)*Zб, т,=0,015*130000000=1950 000 т=(0.01÷0.015)*Zб, т,=0,012*130000000=1560 000 т=(Zб-(Z1+ Z2+ Z3))*Кэ, т,

Кэ - коэффициент эксплуатационных потерь, для пластов средней мощности - 0,12.

Полученные данные занесены в таблицу 1.

Таблица 1

По итоговым данным коэффициент извлечения запасов угля из недр составит:

Cизвл= (ƩZпр/ƩZб)* 100%

Сизвл=(106 220 400/130 000 000)*100=81,7%

На основании промышленных запасов и нормативных сроков службы шахты рассчитываю производственную мощность шахты Ашг и срок ее службы.

Аналитический метод расчёта мощности шахты - это расчёт мощности шахты, исходя из природных факторов шахтного поля: объёма запасов, их нарушенности и газоносности, числа и мощности угольных пластов, свойств вмещающих пород и глубины разработки, а также, исходя из технических и организационных возможностей очистных забоев, надёжности их работы - приводит к более объективным и надёжным в долговременном плане результатам.

Ашг = Кн * (Кпл + Кн.оз) тыс. т,

Кн - коэффициент надёжности технологической схемы шахты, Кн=0,75-0,85;

Кпл - коэффициент, учитывающий соотношение количества рабочих пластов в шахтном поле (nпл) и находящихся в одновременной отработке (n′пл.):

Кпл = ;

Кпл =(1+(1-1)1/2)/ 1=1;

Кн.оз - коэффициент, учитывающий уровень нагрузки на очистной забой, определяется по формуле:

Кн.оз =

где Ψ - коэффициент, учитывающий условия бассейна:

Ψ =  ,

Ку.кр.- коэффициент устойчивости кровли:

Ку.кр. = 0,06;

Ккр.п.- коэффициент крепости почвы:

Ккр.п. = 0,01;

Кнарш - коэффициент, учитывающий геологическую нарушенность шахтного поля, представляет собой отношение объёма запасов в нарушенной части Zн к промышленным запасам Zпр:

Кнарш = Zн / Zпр;

Кнарш= 1560 000 /106 220 400 =0,015;

Кгаз - коэффициент, учитывающий влияние газового фактора,

Кгаз = 1

Ψ ==0,0003

Ао.з.м. - месячная нагрузка на очистной забой, т/мес:

Ао.з.м. = l*mср*Vсут*γ*c*N , т/мес.

- длина лавы, м.ср - средняя мощность пластов, м.сут - суточное подвигание очистного забоя, м/сут.

γ - средняя плотность угля, т/м³;

c - коэффициент извлечения угля в очистном забое, c = 0,87;- количество рабочих дней в месяце, N = 25;

Ао.з.м= 200*5*3,5*1,3*0,87*25=98 962,5 т/мес.;

Кн.оз ==4,22

Кгл - коэффициент, учитывающий глубину залегания пластов:

Кгл = 1+ ,

Нв.гр- расстояние от поверхности до верхней границы шахтного поля, м;

Нн.гр- расстояние от поверхности до нижней границы шахтного поля, м;

Кгл = 1+ =1,0096

Ашг = 0,85* (1 + 4,22)*=4,574 млн. т/год

Окончательная проектная мощность шахты принимается с учетом параметрического ряда проектных мощностей шахт: 0,9, 1,2, 1,5, 1,8, 2,1, 2,4, 3,0, 3,6, 4,6, 6,0 млн.т/год., (в моем случае 4,6 млн.т./год)

Полный срок службы шахты:

Т=  + to + tз,

to - срок освоения производственной мощности шахты, лет;з- срок затухания добычи к концу отработки запасов, лет;

Т=  + 2 + 2 = 27 лет,

Вывод: при производственной мощности шахты 4,6 млн. т/ год срок службы шахты составляет 27 лет с учетом времени освоения производственной мощности и времени затухания добычи к концу отработки угля.

Благодаря расчетам и приведенным ниже таблицам можно выбрать парадигму отработки запасов месторождения. Выбираю супер-динамическую систему (СДС), которая характеризуется наличием интенсивных технологий.

3. Технологические структуры отработки запасов

Я использую классическую структуру отработки запасов данного шахтного поля, которая позволяет вести работы с группированием пластов, иметь более одной лавы и тем самым высокую добычу полезного ископаемого.

4. Схема отработки запасов шахтного поля

Исходя из того, что шахтное поле имеет небольшие размеры по простиранию (S=5000 м) и падению (H=4000 м), низкий показатель газоносности (q=5), довольно небольшая глубина разработки (H=832 м) рационально будет выбрать индивидуальную схему отработки запасов шахтного поля.

Блочной же схема применяется при высокой газоносности, больших размерах по простиранию и наличием секционных схем проветривания.

5. Вскрытие шахтных и выемочных полей

.1 Схема вскрытия шахтного поля

Вскрытием месторождения или шахтного поля называют проведение комплекса вскрывающих выработок, которые открывают доступ с поверхности к п.и. и обеспечивают возможность проведения основных подготовительных выработок.

Схемой вскрытия называют пространственное расположение сети вскрывающих выработок относительно границ шахтного поля.

Основными факторами, определяющими выбор схемы и способа вскрытия шахтного поля или его части, являются: число вскрываемых пластов, угол падения пластов, свойства вмещающих пород, расстояние между пластами, мощность наносов или покрывающей непродуктивной толщи, наличие плывунов и других водоносных пород, нарушенность месторождения, глубина разработки, газоносность пластов, рельеф местности, производственная мощность шахты, размер шахтного поля, число подъёмных горизонтов срок службы шахты, уровень развития горнодобывающей техники, подготовка шахтного поля, системы разработки и схемы вентиляции и др.