Кв - коэффициент полезного водопотребления,

Кв=Км*Кр

Кб - коэффициент при работе двухступенчатого гидроподъема с промежуточной емкостью Кб=0,97, при работе по схеме “нагнетание - всас” Кб=0,9

Для установления Км необходимо определить: МI - коэффициент готовности очистного забоя по группе последовательных перерывов и МII - коэффициент готовности забоя по группе параллельных перерывов.

(81)

где: Мт=0,41 - коэффициент снижения полезного водопотребления из-за технологических остановок оборудования очистного забоя /15, стр.9/

Мв =0,95 - коэффициент готовности системы водоснабжения при давлении до 10 МПа.

Мз - коэффициент готовности скрепероструга, Мз=0,93.

n - чисто ступеней гидротранспорта, n=2 ;

Мс=0,9 - коэффициент готовности гидротранспортной ступени;

МII=Кк

где: Кк - коэффициент, учитывающий устойчивость пород кровли, определяется по графику /15, рис. 2/ в зависимости от крепости пород кровли, при Rк=40-50 Мпа, Кк=1,0.

Таким образом МI=0,35 и МII =1,0, Км определяется по графику /15, рис. 2.2/

Км = 0,38,

тогда

Кв =КМ* КР= 0,45 х 1,0 = 0,45

где:

Км=0,45 - коэффициент машинного времени оборудования очистного забоя.

Кр - коэффициент повышения времени работы забойного оборудования за счет резервирования.

Кр = 1, т.к. нет резервирования /15, рис. 2.4/

Ку = 0,45 + 0,90 (1-0.45) = 0,95

Минутная производительность углесосной установки определяется из выражения:

(82)

Qn-объем перекачиваемой углесосом пульпы.

гт - средняя плотность твердого в гидросмеси, определяется по формуле:

Rc=6,4 % - зольность угля.

гу =1,29 т/м 3 - объемный вес угля;

гn =2,4 т /м 3 - объемный вес породы ;

Средний расход воды принят qжп = 2,9 м3/м3(по объему) или 2,9 : 1,70 = 1,71 м3/ т,

Средний расход воды принимаем qжп =2 м3/ т.

Определим среднюю плотность гидросмеси :

qж = qжп+ (Qпр/Дгид* Кн )(83)

qж =2+(200*24/2197*1,3 )=3,68 м3/т ( по весу )

q ж = 3,68*1,7 = 6,26 м3 воды / м3 горн. массы.( по объему)

где: Дгид - суточная добыча из очистных и подготовительных забоев, выдаваемая углесосами.

Дгид=dоч+dпод=(84)

Дгид =1657+540=2197 т/сут

Для гидроподъема пульпы с гор. +60 м определяется необходимый напор углесоса:

Определим производительность углесосной установки ЦКГП № 2 на свой пульповод при последовательной работе углесосов ЦКГП-2 и ППС (пульпоперекачная станция).

Определяются потери напора в напорном пульповоде по формуле /15, форм.2.59/:

(85)

где:

H2 =205м. - геодезическая высота подъема пульпы (разность отметок),

L2 =300м. - длина пульповода с гор. +60м до всаса углесоса на поверхность;

л0 =0,016 - коэффициент сопротивления, в зависимости от Ш трубопровода;

g=9,81 - ускорение свободного падения;

С=0,52 - - коэффициент, учитывающий содержание мелких фракций в угле;

цсп= 0,67 по графику /15, рис. 2.9/ - коэффициент сопротивления при свободном падении частиц в воде в зависимости от плотности твердого в пульпе;

d = 0,35м - внутренний диаметр пульповода;

КП.У. - коэффициент, учитывающий содержание породы в угле определяется по графику /15, рис. 2.8/ при А =6,4 %, КП.У. = 1,60;

Qг.с.- подача гидросмеси в м3/с принимается для построения графика характе- ристики пульпопровода, Qг.с. =0,22 м3/с.

Углесосы ЦКГП-2 при последовательной работе с углесосами ППС-2 с учетом их износа, зольности угля 6,4 % и консистенции пульпы 1:7,17 (по всасу) развивают производительность 800-830 м3/час, тогда их минутная производительность по твердому составит:

(86)

Учитывая коэффициент возможных остановок углесосов производительность углесоса по твердому составит:

Qу.тв.=60*qу*Т*Ку,(87)

Qу.тв =60*1,3*18х0,95= 1334 т/сут.

где Т=18 час - продолжительность откачки углесосом пульпы из шахты.

На один пульповод в год:

Qу.тв/год= 1334 х 355=473570 т. в год

При двух работающих углесосных установках в год из ЦКГП-2 по двум пульповодам может быть выдано на поверхность

Qу.тв/год= 473750* 2 = 947140 тонн в год

На поверхности шахты имеется углесосная перекачная станция для подачи пульпы на ЦОФ по схеме углесос в углесос, т.е. без промежуточного зумпфа. На углесосной станции в одновременной работе может находиться два углесоса, работающие каждый на отдельный пульповод (шахте выделено 2 рабочих пульповода и один аварийный) dу = 350 мм и длиной 10 км.

Поскольку на шахте нет промежуточных емкостей, пропускная способность технологического комплекса на поверхности - ППС-2 -принята равной производительности гидроподъема, т.е. 947140 тонн в год.

8.2.4 Расчет пропускной способности технологического комплекса на поверхности

Уголь из лав 27а-1 и 16-13 и проходческих забоев в количестве около тыс. тонн в год на поверхность, где экскаватором ЭКГ-4,6 , ЭКГ-5 грузится в автосамосвалы КрАЗ и КамАЗ и транспортируется на угольный склад .

Сменная производительность экскаватора с ковшом 4,6 м3 при работе с автотранспортом грузоподъемностью до 10 т на породах 1 категории крепости (насыпной уголь) составляет 2120 т или 2120 х 305 = 646600 т/год. /24, табл. 215 стр. 604 /.

С учетом вышеприведенных расчетов годовая добыча может быть :

Агод.= Ао гтр+Аосух +Апод(88)

Агод. =

где: Ао.гтр-очистная добыча . перекачиваемая гидротранспортом ;

Ао.сух -то же ленточными конвейерами ;

Аподг. - добыча из подготовительных работ.

Таким образом, учитывая сменную производительность экскаватора, для обеспечения погрузки угля на склад необходимо иметь в работе 4 экскаватора типа ЭКГ-4,6 , ЭКГ-5.

8.2.5 Расчет технической возможности шахты по вентиляции

Расчет технической возможности шахты по вентиляции на 2002 год произведен по формуле /20, форм. 3.2/

(89)

где: Тj- длительность работы в течение года j группы очистных забоев, сут.

j- число групп одновременно действующих в течение года очистных забоев

Ai- технически возможная по вентиляции нагрузка на I очистной забой группы одновременно действующих очистных забоев в данном году, т

АТ- добыча из подготовительных выработок в планируемом году, ат = 198800 тонн/ год

Технически возможная по вентиляции нагрузка на очистную выработку в планируемом году определяется следующим образом. Выбираем как минимальную из максимально полученных по условиям механизации ам или по газовому фактору Аг

1. Лава 16-13 пласт 16

ам =3675 т/ сут.

Аг = 6188т/ сут.

Ар1 = ам * Nр,дн. * Кучаст.(90)

где: Кучаст. - коэффициент, учитывающий долевое участие пласта в годовой добыче.

Ар1=3675*355*0,51=665358 т/год.

2. Лава 27а-1 пласт 27а

ам = 2197 т/сут.

Аг = 3717,3 т/ сут.

Ар2= ам*Nр,дн. Кучаст.=2197х355х0,49=382168 т/год.

9. ОБОСНОВАНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ОТРАБОТКИ ТОНКИХ ПЛАСТОВ В УСЛОВИЯХ ФИЛИАЛА «ШАХТА «ЮБИЛЕЙНАЯ»

Экономическую целесообразность отработки тонких пластов в условиях филиала «Шахта «Юбилейная» производим на основании расчета годового экономического эффекта от их отработки:

Себестоимость 1 тонны добытого угля по проекту - это есть сумма затрат на добычу по факту и проекту, отнесенная к суммарной добыче угля по факту и по проекту

Э = А /(Дф+Дпр), руб.(91)

где Дф, Дпр - добыча угля по шахте в целом по факту и по проекту соответственно, т;

А- сумма затрат на добычу в целом по факту и по проекту соответственно, рубл.

Э = (10930144+7935628)/( 1962700+2389150)=4,33руб.

Как показал расчет себестоимость добываемого угля по проекту порядка ниже, чем фактическая себестоимость.

До изменения структуры предприятия производственная мощность составляла 3600 тыс.тонн. Данную добычу обеспечивало два наиболее производительных пласта 16-й (Юбилейный район) и 50-й (Ульяновский район). После разделения предприятия, оставшийся в отработке пласт 16 не сможет обеспечить такую добычу. Согласно расчетам, произведенным технологической службой шахты, на 2005г. при работе одного пласта производственная мощность на данный период равна 1800 тыс.тонн. Но, учитывая «Программу развития горных работ филиала «Шахта «Юбилейная» на 2005 г.», в которой явно просматривается разрыв во фронте подготовительных и очистных работ, в работе был произведен расчет экономического эффекта от ввода в отработку тонких пластов с параллельной доработкой пластов средней мощности.

В результате расчета производственной мощности филиала «Шахта «Юбилейная» по фронту горных работ с учетом отработки тонких пластов производственная мощность на 2005 год составит 2400 тыс.тонн.

Сравнивая расчетные показатели по базовой и новой технологическим схемам можно сделать вывод, что ввод в отработку тонких пластов позволит к тому же получить достаточно большой экономический эффект.

Таким образом, ввод в отработку тонких пластов не только позволит сохранить производственную мощность на заданном уровне, но и увеличить ее. К тому же себестоимость угля при отработке пласта 27а составит 132,9 рубл., когда при отработке пласта 16 - 311,3 рубл.

Отработка тонких пластов с переходом на гидротранспорт позволит получить значительный экономический эффект от использования гидроэнергии.

Результаты расчета производственной мощности района сведены в таблицу 32.

Таблица 32 - Сводная таблица расчета производственной мощности

Показатели	Принято при расчете производственной мощности
	Факт	Проект
Технические возможности шахты, рассчитанные по фронту горных работ,
Число рабочих дней в году	355	355
Среднедействующее число очистных забое: всего в т.ч. резервных	1,8 -	3 -
Среднесуточная нагрузка на действующий очистной забой, т в т.ч. резервный забой	5070/---	6760/---
Добыча из подготовительных забоев,
Выход товарного угля, %	100	100
Предлагаемая для установления производственная мощность шахте,
Себестоимость угля, рубл.	311,3	132,9

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основной целью работы являлась разработка технологических схем выемки угля из тонких пластов для поддержания производственной мощности филиала «Шахта «Юбилейная» с последующим технико-экономическим обоснованием эффективности их отработки.

При выполнении работы был использован комплексный метод исследований, включающий в себя анализ горнотехнической литературы и опыта использования зарубежного опыта в аналогичных горно-геологических условиях, а также рассмотрены аналитические исследования, проведенные научными горными институтами в различные периоды.

Все принятые в дипломной работе решения основаны на современных тенденциях в области горного дела. Появление разнообразных новшеств в технологических схемах угольных шахт в разных горно-геологических условиях, как в нашей стране, так и за рубежом обусловливают необходимость обобщения опыта их внедрения, а также выявления особенностей реализации на угольных предприятиях Кузбасса. Внедрение новых прогрессивных схем выемки на тонких пластах, как показали расчеты, проведенные в работе, дают высокую экономическую эффективность и повышают конкурентоспособность предприятия.

В дипломной работе на основе исходных данных по филиалу «Шахта «Юбилейная» для поддержания производственной мощности предприятия на уровне 2400 тыс.тонн в год предлагается перейти к отработке запасов, сосредоточенных в тонких пластах. При этом предполагается, что выемка в забое будет вестись скрепероструговой установкой без присутствия людей в забое.

Параллельно с этим, для уменьшения потерь в целиках и увеличения коэффициента извлечения, с отставанием от скреперостругового забоя в 4,0 м при помощи гидромонитора будет производиться гидравлическая выемка угля из барьерных целиков - столбов. Перепуск пульпы будет осуществляться вдоль скрепероструговой лавы, таким образом, гидравлическая выемка является дополнительным средством отработки пласта, и главным образом, средством транспортирования всего вынимаемого угля из лавы до поверхности.

Безлюдная схема выемки обеспечит полную безопасность работ, а переход на гидротранспорт позволит снизить эксплуатационные затраты на электроэнергию, т.к. гидроэнергия является наиболее дешевым видом энергии.

Реализация технических новшеств обусловливает необходимость проведения соответствующих технико-экономических расчетов с целью увязки нововведений со всеми звеньями технологической цепи шахты. Результаты расчётов показывают привлекательность реализации указанных технических новшеств и являются доказательством выгодности их осуществления и возможности усиления конкурентоспособности шахты за счёт отработки запасов из тонких пластов, а также перехода на гидротранспорт. Данные новшества полностью меняют облик предприятия. Внедрение скрепероструговой установки на пласте 27а позволит получать с выемочного участка 2495 тонн в сутки. Эта цифра не значительна по сравнению с той добычей, что мы получаем при комбайновой выемке. Однако следует учитывать тот факт, что выемка осуществляется без присутствия людей в забое.

Однако в данной дипломной работе было произведено только теоретическое обоснование применения предлагаемой технологической схемы. Так серьезным минусом является то, что данная технология выемки - скрепероструговая выемка в сочетании с гидроотбойкой, на практике не применялась.

Предлагаемая в работе технология выемки очень сильно облегчает труд человека, и основная задача, которая стоит перед наукой и людьми это - применить имеющиеся знания, на предприятии в конкретных рабочих условиях.

Анализ использованной литературы позволяет оценить предлагаемую схему отработки тонких пластов как новое техническое решение.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1) Баймухаметов С.К. Шахта-лава в Караганде // Глюкауф. - 2001. - № 1 (2). - С.8-12.

2) Бурчаков А.С. Технология подземной разработки пластовых месторождений полезных ископаемых / А.С. Бурчаков, Н.К. Гринько, Д.В. Дорохов. - М.: Недра, 1983. - 487с.

3) Оформление расчётно-графической документации при выполнении курсовых и дипломных проектов. Метод. указания / сост. Фрянов В.Н., Власкин Ю.К., Лубяная Г.И. СибГИУ, - Новокузнецк, - 1998 - 30 с..

4) Дрессель Ш., Чаудер А. Добыча каменного угля на севере штата Колорадо и в штате Аризона (США). - Глюкауф, - 2001 № 1 - 47, 48, 50, 51, 54с.

5) Гринько Н.К. О направлениях развития технологии выемки угля без присутствия людей в забое. - Уголь, 1976 №6.

6) Векслер Ю. Перспективы автоматизированного управления процессами добычи. - Уголь, 2002 № 5.

7) Становление угольного машиностроения. - Уголь 2000 №10.

8) Инструкция по расчету производственных мощностей действующих предприятий по добыче и переработке угля (сланца) - М. 1993.

9) Инструкции по расчету гидроотбойки угля / составл. коллект.авторов ВНИИгидроуголь, 1974.

10) Килячков А.П. Вскрытие и системы разработки угольных месторождений - М.: Недра 1976 - 360 с.

11) Кундель Х. Выемка угля / Под ред. В.И. Парамонова - М.: Недра 1986.

12) Килячков А.П. Технология горного производства - М.: Недра 1985 400с.

13) Лаврик В.Г., Ногих С.Р.,.Кушнеров Ю.Р, Журавлев Р.П. Прогресс технологии и техники угледобычи на шахтах Южного Кузбасса. - Кемерово: Кузбассвузиздат 2000 - 176 с.

14) Методика расчета производительности основных технологических процессов (звеньев) гидрошахт / ИГД им. А.А. Скочинского - М.: 1986.

15) Петросян А.Э. Безлюдная выемка и некоторые вопросы безопасности труда / Сб. материалы научно-технического совещания 28-29 июля 1964 г. в ИГД им. А.А. Скочинского - М.: Недра 1965.

16) Правила безопасности в угольных шахтах (ПБ 05 618-03). Серия 05.выпуск 11/кол-в авторов ГУП НТЦ Госгортехнадзора 2003-296 с.

17) Прогноз объемов добычи по рядовому углю по компании ОАО «ОУК « Южкузбассуголь » в 2005г.

18) Проект реконструкции шахта “Юбилейная”. Новокузнецк: «Кузбассгипрошахт» 1980.

19) Проектирование шахт: Методич. указание./Сост. В.И. Ильин, В.В. Соин, СибГИУ, - Новокузнецк 1993 - 47с.

20) Разработка прогноза и выполнение технико-экономического анализа развития науки и техники в области безлюдной выемки угля. Промежуточный отчет / ИГД им. Скочинского - М. 1978 - 113-114 с.

21) Савенко Ю.Ф. Изыскание эффективных способов и средств механизации процессов управления горным давлением при разработке тонких пологих пластов Донбасса / Докт.диссертация - М.:Коммунарок 1970.

22) Сапицкий Р.В. Технология выемки весьма тонких угольных пластов скреперо-стругами - Киев: Техника 1989 - 193с.

23) СНиП 11-01-95. Инструкция о порядке разработки, согласования, утверждения и составе проектной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений.

24) Топорков А.А., Соколов А.И. Средства механизации выемки угля на тонких пологих пластах. Обзор /ЦНИЭИ уголь/ - М.: 1991.

25) Феттвайс Г. Пригодные для использования мировые запасы угля - Глюкауф, 1977 №12.

26) Худин Ю.Л., Ким О.В. Отработка тонких угольных пластов в Карагандинском угольном бассейне - М.: ЦНИЭИуголь 1979.

27) Шецер М.Г., Спицин Ю.Г. Совершенствование технологии разработки пологих пластов - Обзор ЦНИЭИ уголь - М.: Недра 1985.

28) Явлевский В.Д. Генеральные схемы преобразования горных работ шахт Кузбасса / Явлевский В.Д., Рохмистров С.В., Смирнов Д.В., Рыжов А.М. - Уголь №10, 1998 -20 - 23 с.

Размещено на Allbest.ru