7.4 График организации работ по проведению горных выработок

Ориентируясь на показатели, достигнутые проходческими бригадами с лучшей организацией труда, а также на нормативы по проведению выработок в условиях 2РУ, принимаем скорость V_п = 25 м.

Сменная производительность комплекса по горной массе.

A_см = V_п Ч S Ч j, т/см, (7.1)

где S - площадь поперечного сечения проводимой выработки, м²;

j - плотность горной массы в целике, т/м³.

A_см = 25 Ч 8,1 Ч 2,1 = 425,25 т/см

Количество циклов в смену.

С учетом того, что через каждые 10 п.м. происходит наращивание вентиляционных труб, количество циклов за смену равно: 25/10 =2,5

Расчет графика организации работ. Время потерь рабочего времени и трудоемкость потерь.

Трудоемкость:

T_п = t_п Ч n_л, (7.2)

где t_п - время потерь;

n_л - количество рабочих в лаве.

t_п = t_п Ч 30 + t_{тех.обсл.} + t _{проверки мех.} + t _{подтяжка} + t _{пр, мин} (7.3)

t_п = 2 Ч 30 + 2 Ч 25 + 6 + 6 +10 = 132 чел. мин = 2,2 чел. часа

Число человеко-смен:

(7.4)

где V - объем работы на смену;

Н_выр - норма выработки.

Коэффициент потерь рабочего времени:

, (7.5)

где - общее число человеко-смен по операциям цикла;

T - продолжительность смен, час.

Трудоемкость работ:

, чел. час. (7.6)

Таблица 7.4. Приложение к графику организации труда

№	Рабочие операции	Ед. Изм	Объем работ на смену	Норма выработки, H выр	Число человеко-смен, Ho	Трудо-емкость, чел. час	Время выполн. операций, мин
1	Отбойка руды комбайном, перегрузка, доставка с/в, выгрузка	Т	446	334	1,161	5,26	158
2	Наращивание вентиляционного става труб	М	25	131	0,19	0,86	52
3	Бурение дегазационных шпуров	П.м.	75	93	0,806	3,7	110

Расчет календарного плана подготовительно-нарезных работ.

Расчет времени производится на проведение двух выработок длиной 100 м. Из графика организации работ следует, что один ход на 100 м будет пройден за 4 смены.

Время на отгон задним ходом:

(7.7)

Время проведения сбойки на параллельный ход:

(7.8)

Расширение выработки до 4,5 м (S=13,5м²) боковой подрубкой:

(7.9)

Общее время на проведение двух выработок сечением 8,5м2 и 13,5м2:

Сечение 13,5м²:

(7.10)

Сечение 8,5м²:

(7.11)

Расчет времени необходимого на подготовку панели комплексом ПК-8 приведен в табл. 7.5.

Таблица 7.5. Время необходимое на подготовку панели комплексом ПК-8

Очередь проведения	ПК №1	ПК №2
	название выработки	длина	время	название выработки	длина	время
I	Разгрузочный штрек №1 по IV с.с.	2200	7,9	Панельный конвейерный штрек	2200	8,7
	Конвейерный штрек №1 по IV с.с.	2200		Транспортный штрек №1 по II и IIIс.с.	2200
II	Монтажный штрек №1	180	0,47	Монтажный штрек №2	150	0,41
III	Разгрузочный штрек лавы №1	2200	8,7	Конвейерный штрек лавы №2	2200	4,67
	Транспортный штрек лавы №1	2200
IV	Технологическая сбойка лавы №1	4*180	0,47	Технологическая сбойка лавы №2	4*150	0,41
V	Транспортный штрек лавы №1	2200	4,67	Транспортный штрек лавы №2	2200	8,7
				Разгрузочный штрек лавы №2	2200
VI	Монтажный штрек №1	180	1,0	Транспортный штрек лавы №2	2200	4,67
VII	Монтажный штрек №1	180	1,0	Конвейерный штрек лавы №2	2200	4,67
	ИТОГО = 2,3 года	24,14	ИТОГО = 2,4 года	29,61

Коэффициент подготовки:

, (м/1000т) (7.12)

где L_пн - полная длина подготовительно-нарезных выработок;

Q_п - запасы руды в панели, подлежащей выемке, т;

Q_пн - количество горной массы, добытой попутно при П.Н.Р., т;

8. Система разработки

8.1 Обоснование и выбор рациональной системы разработки

В данном проекте для отработки Третьего пласта применяется слоевая выемка. Сущность слоевой выемки заключается в том, что третий пласт делится на два слоя верхний (IV сильвинитовый) слой и нижний (II, II-III, III) слой, которые отрабатываются механизированными комплексами.

Увеличение эффективности разработки Старобинского месторождения направлено на совершенствование селективной выемки. Сущность селективной выемки заключается в том, что при отработке нижнего (II, II-III, III) слоя происходит разделение сильвинитовых и галитового слоя.

Система разработки длинными очистными столбами с обрушением и частичной закладкой выработанного пространства является прогрессивной и экономически выгодной, по сравнению с аналогичной системой разработки и валовой выемкой, так как позволяет улучшить качество руды до 35-40%, что влечет за собой снижение себестоимости продукции в целом.

Исследование и опыт внедрения селективной выемки при разработке Старобинского месторождения подтвердили ее выгодную эффективность.

Внедрение селективной выемки обеспечивает:

- повышение безопасности ведения горных работ за счет более рационального управления кровлей;

- уменьшение проседания земной поверхности за счет частичной закладки выработанного пространства;

- уменьшение отходов обогащения;

- общее снижение затрат на производство калийных удобрений;

- сокращения расхода реагентов при флотационном методе обогащения и увеличении извлечения за счет получения руды более высокого качества.

8.2 Основные параметры системы разработки

Параметры системы разработки выбраны в соответствии с «Временной технологической инструкцией по применению столбовой системы разработки на Старобинском месторождении калийных солей (БФ ВНИИГ, Солигорск, 1990 г.)

Длина панели (выемочного столба) по условию обеспечения устойчивости выемочных штреков лав при обратном порядке отработки панели должна составлять 1500 - 2200 м. Принимаю 2200 м.

Порядок отработки панели принимаем обратный, так как он обеспечивает более эффективное проветривание очистных забоев в условиях газового режима.

Опережение работ (очистных) в слоях с учетом обеспечения устойчивости надрабатываемых верхней лавой панельных выработок в течение всего периода отработки панели должно составлять 80-400 м.

Длину верхней и нижней лавы выбираем с учетом специфики предложенной технологии: длина нижней лавы - 150 м, длина верхней лавы - 180 м с проведением по центру обеих лав вентиляционных штреков.

Панельные штреки, вспомогательные выработки для подготовки верхней и нижней лавы рекомендуется проходить под породным слоем III-IV.

Ширина панельных (конвейерного, транспортного и вентиляционного) штреков, вспомогательных штреков лав, технологических сбоек - 3,0 м.

Ширина бортовых штреков лав 4,0 - 4,5 м.

Ширина целика между спаренными в одном слое выработками 2,5 - 5 м.

Ширина целика между верхними и нижними лавами выбрана и составляет 55 и 20 м соответственно.

Охрану выемочных штреков в зоне влияния очистных работ рекомендуется осуществлять нарезкой компенсационных щелей, проводимых в кровле охраняемых выработок машинным способом на высоту 0,6-1,0 м [12].

8.3 Краткая геологическая характеристика пласта и вмещающих пород

Третий калийный горизонт имеет повсеместное распространение и залегает с погружением пласта на восток и северо-восток под углом 1-3%.

Слои сильвинита представлены представлены неравномерным чередованием прослойков сильвинита, каменной соли и глины.

Промышленными являются II, III и IV слои нижней сильвинитовой пачки. Пласт по мощности изменяется в пределах ± 6-10 см. Калийный пласт разбит сетью геологических трещин, заполненных сильвинито-карналлитом, карналлитом и галитом.

В кровле IV сильвинитового слоя залегают каменная соль IV-V мощностью 0,7 - 0,75 м, которая представлена чередованием глинистых прослоев и галита. Мощность глинистых прослоев 3 - 10 см.

Покрывающие породы представлены каменной солью с прослойками карналлито-сильвинитовой породы и глины. Породы кровли относятся к I-II типу (устойчивая и средней устойчивости).

Подстилающие породы представлены каменной солью с прослойками глины, f = 1,5-2 по шкале Протодъяконова.

Таблица 8.1. Качественная характеристика слоев на участке отрабатываемой панели

Слои	Средняя мощность, м	КCl, %	Н.O., %
VI	0.22	33.32	17.73
V-VI	1.00	8.6	21.69
V	0.19	43.16	7.00
IV-V	0.72	6.43	17.89
IV	1.34	24.49	4.71
III-IV	1.22	1.48	7.49
III	0.81	30.47	5.21
II-III	0.64	7.61	7.17
II	0.66	36.07	4.44
I-II	0.63	3.54	6.45
I	0.19	38.4	1.75

Ко всему разрезу III горизонта приурочены скопления газов неравномерного характера. Количество газов возрастает снизу вверх по разрезу, особенно много газа в глинисто-карналлитовой пачке. Скопление газов чаще всего приурочено к глинистым прослоям: азот (85-94%), метан (до 11,4%).

Отдельные скопления газов, заключенные в слоях находятся под давлением. Газовыделения могут сопровождаться обрушением пород с выносом выброшенных пород в выработки.

8.4 Описание подготовки панели, параметры горных выработок

Подготовка панели начинается с проведения одним комбайном ПК-8МА панельных (транспортного, конвейерного и вентиляционного) штреков и вспомогательных выработок по нижнему слою. Панельный вентиляционный штрек служит одновременно и вентиляционным штреком нижней лавы.

Вторым комбайном ПК-8МА ведется подготовка столба по верхнему слою с перегрузкой руды на панельный конвейер. Для нарезки конвейерного штрека лавы проходятся конвейерные сбойки, которые соединяются с конвейерным панельным штреком рудоспусками, которые служат в дальнейшем для перепуска руды, добываемой в верхней лаве. Конвейерный штрек нижней лавы проводится участками под выработанным пространством верхней лавы.

Ширина конвейерного штрека нижней и верхней лав принимается равной 4,5 м для обеспечения выхода комбайна на штрек и размещения двух параллельных штрековых скребковых конвейеров, с расположенным на одном из них энергопоездом.

Ширина монтажного штрека составляет 5 м, а ширина всех остальных штреков вспомогательных выработок и сбоек - 3,0 м.

Охрана выемочных штреков верхней лавы от влияния опорного давления производится разгружающими выработками, которые проводятся с той же привязкой к пласту, что и охраняемые, но затем в кровле разгружающих выработок машинным способом проводится компенсирующая щель глубиной до 1,2 м. Ширина целика между охраняемой и разгружающей выработками составляет от 2,50 до 3,00 м [12].

8.5 Распределение руды в панели по стадиям работ

Для распределения руды, добываемой в панели из очистных и подготовительных работ составляем табл. 8.2.

Таблица 8.2. Добыча руды из горно-подготовительных работ

Наименование выработки	Площадь сечения, м2	Длина, м	Кол-во	Суммарная длина, м	Объем добычи руды, м3	Добыча руды, тыс. т.
Панельные выработки, вентиляционные и транспортные штреки, разгружающие выработки	8.03	2200	8	17600	128.48	270.64
Конвейерные штреки верхней и нижней лав	12.04	2200	2	4400	32.12	66.81
Вспом. выработки	8.03	200	13	2600	20.88	43.43
Конвейерные сбойки	8.03	50	13	650	5.220	10.86
Монтажный штрек	13.5	150	1	150	1.200	2.50
Монтажный штрек	13.5	180	1	180	1.440	3.00
Итого но ГПР	23580	189.34	397.24

Добыча руды из очистных забоев в целом по панели рассчитывается по формуле

, т (8.1.)

где L - длина отрабатываемой панели, м,

l_л - длина лавы, м,

m_л - вынимаемая мощность слоя (пласта), м,

g- объемный вес, т/ м³

Добыча руды из верхней лавы:

D_в= 22001801,12,11=1119650т;

Добыча руды из нижней лавы:

D_п= 22001501,472,11=1023561т;

Общий объем из очистных и подготовительных работ:

D=D_грп +D_в +D_п = 397,24+1023561+1119650 = 2143608 т (8.2)

Удельный объем подготовительных работ:

(8.3)

Коэффициент подготовки:

, (8.4)

где L_n - общая длина подготовительных выработок в панели, м

м/1000т

8.6 Средства механизации и организация работ при очистной выемки

Для выемки руды в верхней лаве принимаем комплекс ЕВ-200/230ЛН, в состав которого входит: комбайн ЕВ-200/230ЛН, забойная механизированная крепь Хемшайд 2400-7/14, забойного конвейера ЕКФ-3 и двух штрековых конвейеров ЕКФ-3.

Для работы в нижней лаве принимаем комплекс ЕДВ-300/760-Л-SG-230 с одним двухшнековым комбайном и присоединенным режущим агрегатом SG-230 (двухшнековое погрузочное устройство ЕДВ-300/760-Л), забойная механизированная крепь БС 2,1 П, забойного конвейера ЕКФ-3 и двух штрековых конвейеров ЕКФ-3, трех метательных машин АМ-3.

8.6.1. Характеристика основного оборудования комплекса ЕДВ-300/760-Л-SG-230.

Для механизации процессов выемки сильвинита, управления кровлей полным обрушением с частичной закладкой выработанного пространства предусматривается применение комплекса ЕДВ-300/760-Л-SG-230.

Основное преимущество разработанного комбайна ЕДВ-300/760-Л заключается в его универсальности, что позволяет использовать его в самых различных горно-геологических условиях и выбрать при этом наиболее рациональную технологию выемки. Кроме того, разработанные технические решения позволяют эксплуатируемые на рудниках объединения комбайны типа ЕДВ-600-Л или ЕДВ-300/760-Л, работающие по валовой технологии, переоборудовать непосредственно в забое для селективной выемки.

Комбайн состоит из двухшнекового погрузочного устройства ЕДВ-300/760-Л, укомплектованного двумя двигателями врубовой машины, каждый мощностью 380кВт, и приставки с барабанным исполнительным органом SG-230, с приводом мощностью 230кВт [15].

Режущий агрегат SG-230 с барабанным исполнительным органом служит для разделения сильвинитовых и галитового слоя при одновременной выемке.

Комбайн ЕДВ-300/760-Л обеспечивает раздельную (селективную выемку породного прослойка (галита) и полезного ископаемого (сильвинита). Комбайн предусматривает селективную добычу в два хода. Комбайн устанавливается на став забойного конвейера и снимает полосы от транспортного штрека к конвейерному.

Комбайн движется по привинченных к конвейеру путям передвижения (цевочная дорога) вдоль забоя, опираясь на роликовые опорные лыжи. Все салазки устанавливаются на шарнирах.

Техническая характеристика двухшнекового комбайна ЕДВ-300/760-Л

- установленная мощность ……………………………….…..2380 кВт;

- рабочее напряжение………………………………………..990 В, 50 Гц;

- рабочая скорость………………………………………..V_max=6 м/мин

- тяговое усилие………………………………………………F_min=284 кН

- диаметр шнеков ……………………………………………..1600 мм;

- глубина захвата……………………………………………………800 мм;

- конструктивная высота комбайна…………………………….1450 мм;

- длина комбайна от середины одного шнека до середины другого при горизонтальном положении несущих рукоятей шнеков……………..9800 мм.

Техническая характеристика режущего агрегата SG-230

- мощность электродвигателя……………………………………230 кВт;

- рабочее напряжение…………………………………………990В, 50Гц;

- число оборотов валка в минуту….………………….……..110 об/мин;

- диаметр режущего валка………………………………………600 мм;

- скорость резания……….………………………………………3,5 м/сек;

- глубина резания.…….…………………………………………800 мм;

Одноцепной забойный конвейер ЕКФ-3-30-72 (реверсируемый)

- перемещение………………………………………………….……. 6;

- производительность………….………….………………………500 т/ч;

- скорость цепного конвейера (реверс).….……….………………1 м/с;

- загрузка конвейера………….………………….………………167 кг/м;

- мощность привода…………………………….……….……..2160 кВт.

Одноцепний забойный изгибающийся конвейер предназначен для доставки сильвинита из лавы при работе в комплексе с комбайном ЕДВ-300/760-Л-SG-230 и доставка галита к местам перегрузки на погрузочные конвейеры.

В состав конвейера входят следующие узлы: приводная станция ЕКФ-3; натяжная станция ЕКФ-3; конвейерные рештаки ЕКФ-3Е72 (ширина рештака-732 мм, высота-216 мм); цепь ЕКФ-3-30108 [15].

Приводная и натяжная станции привинчены на эстакадах. Передвижка става и приводов конвейеров осуществляется гидродомкратами секции крепи сопряжения.

Одноцепной штрековый конвейер ЕКФ-3-30-72:

- длина……………………………………………………………….100 м;

- перемещение……….……………………………….горизонтальное;

- производительность……………………….………….…….….500 т/ч;

- скорость цепного конвейера…………….….….……………….1 м/с;

- монтируемая мощность……………………………………1132 кВт;

- радиус поворота………….…………………………………………4.

На конвейерном штреке применяются 2 параллельно расположенных конвейера. Один конвейер движется по штреку совместно с очистным забоем, второй конвейер - неподвижный.

Загрузочный конвейер ЕКФ-3-26-6Ц

- длина транспортирования………………………………………. 14,2 м;

- производительность.……………………………………………..200 т/ч;

- скорость движения цепного полотна.……………………. 1,08 м/с;

- установленная мощность двигателя.………………………….…30 кВт.

Загрузочный конвейер применяется для транспортирования галита к метателю. Продвигается он гидроцилиндрами сопряжения в соответствии с подвиганием забоя.

Метатель АМ-3М

- длина…………………………………………………………….2290 мм;

- перемещение…………………………………….….горизонтальное;

- производительность…………………………………….……2,5 т/мин;

- угол поворота……….……………………………………………. 90.

- скорость движения ленты……….…….…………….…………. 3,0 м/с;

- дальность метания…………………………………………………25 м

- установленная мощность двигателя………………………….…39 кВт

Метатель АМ-З предназначен для забрасывания галита в выработанное пространство лавы. Над метательной закладочной машиной установлена решетка, посредством которого мелкий галит подается в метатель, а негабаритные куски сбрасываются с загрузочного конвейера в отработанное пространство [5].

Гидромеханизированная крепь типа БС.2.1 П. рассчитана для управления и поддержания кровли в горизонтальных и наклонных, до 15, очистных забоях мощностью 1,6-2,8 м, с управлением кровлей способом «полное обрушение» [15].

Крепь передвигается непосредственно за проходом выемочной машины к груди забоя с целью защиты вновь обнаженной кровли. Шаг установки секций забойной крепи для первых 10 секций - 2,5 м, для остальных - 2,0 м.

Техническая характеристика крепи БС.2.1 П

- min высота крепи во вдвинутом состоянии…………………1300 мм;

- max высота крепи во вдвинутом состоянии…….………….3000 мм;

- угол наклона верхняка относительно плоскости почвы…………15;

- шаг передвижки….…………………………………….……800 мм;

- длина в транспортном положении……….……………….….4720 мм;

- шаг установки…………………………………………………2000 мм;

- ширина верхняка………………………………………….…1700 мм;

- длина верхняка……………………………………….…………2700 мм;

- ширина ограждающего щита……………………………….….1700 мм.

Крепь БС.2.1 П (крепь сопряжений).

Секции крепи сопряжений шарнирно связаны с установленными на штреках опорными рамами (эстакадами), служащими для размещения приводов забойного конвейера. Секции крепи связаны с эстакадами домкратами передвижки, служащими для передвижки эстакад с приводами забойного конвейера и подтягивания секций крепи.

Организация работ при очистной выемке.

Очистной цикл нижней лавы состоит из следующих операций:

- зарубка комбайна «косым заездом»;

- выемка полосы в направлении от транспортного штрека к конвейерному;

- отгон комбайна с погрузкой отбитой породы на забойный конвейер для подачи ее к метателям и с одновременной передвижкой забойного конвейера и крепи.

- концевые операции (зачистка штреков и передвижка эстакад, передвижка крепи сопряжения, осмотр комбайнов и замена резцов).

Управление загрузочными конвейерами и метательными машинами на конвейерном, вентиляционном и транспортном штреках производиться с пульта управления, установленного на секции забойной крепи.

После «косой зарубки» выемочный комбайн перемещаются к конвейерному штреку. Выемка сильвинита и галита осуществляется одновременно. При этом сильвинит разрушается режущими шнеками базового комбайна. Эти же шнеки и погрузочный щиток осуществляют погрузку сильвинита на забойный конвейер, который транспортирует его на штрековый конвейер и далее по транспортной цепочке. Разрушенный галитовый прослоек располагается на зачищенной полосе между забойным конвейером и забоем. После выхода комбайна на конвейерный штрек выполняются концевые операции, обеспечивающие выемку оставшегося неразрушенным сильвинита, производится передвижка крепи сопряжения, реверсируется конвейер и комбайн начинает движение в обратном направление, осуществляя при этом погрузку галита на забойный конвейер. Зачистка почвы опережающего забоя по галитовому прослойку осуществляется шнеком комбайна для выемки галита, погрузка разрушенного галита осуществляется обоими шнеками базового комбайна на среверсированый забойный конвейер. Потом галит направляется на загрузочный конвейер и далее к метательной машине.

По мере передвижения комбайна производится последовательная передвижка секций крепи. После выхода комбайна на вентиляционный штрек осуществляются концевые операции, передвижка гидроцилиндрами платформ с промежуточным конвейером и приводной головкой подвесного конвейера, а также передвижку крепи сопряжения вентиляционного штрека вместе со столом и головкой забойного конвейера. В дальнейшем осуществляется зарубка комбайна «косым заездом» для выхода на новую полосу, передвигают забойный конвейер и крепь сопряжения конвейерного штрека. Далее операции повторяются. Для закладки галитового прослойка в днище забойного скребкового конвейера предусмотрены проемы, через которые обеспечивается разгрузка конвейера вдоль лавы.

Режим работы оборудования для закладки определяется режимом работы комплекса.

Очистной цикл верхней лавы состоит из следующих операций:

- зарубка комбайна «косым заездом»

- выемка полосы в направлении от вентиляционного штрека к флангам лавы с одновременной передвижкой крепи

- отгон комбайна с передвижкой конвейера

- концевые операции

Зарубка комбайна производится следующим способом. Забойный конвейер передвигается к забою и комбайн начинает плавную зарубку в направлении к конвейерному (транспортному) штреку с последующим увеличением ширины захвата.

Передвижка крепи производится последовательно вслед за проходом комбайна. Не допускается обнажение кровли более 2-3 м. При управлении комбайном и передвижке крепи машинист находится под крепью соседнего комплекса.

8.7 Расчет производительности комбайнов при селективной выемке

Суточная производительность комбайна:

Q_{сут (сил)}= Lrm? n_ц (8.5)

Q_{сут (сил)}= =2,110,81,471506=2233,2 т

Q_{сут (гал)}= 0,641502,110,86=972,3 т

Q_{сут (сил)}?2200 т/сут

Выход руды с полосы:

- селективная: Q_сил=l • ? • •r m=1502,110,81,47=372,2 т (8.6)

Q_гал=l • ? • •r m =1502,110,80,64=162 т (8.7)

с учетом просыпи 1% 534,2-5,3= 528,9 т

Расчетное количество циклов:

3205,5/528,9=6,06

Принимаем 6 циклов.

Среднесуточное подвигание забоя:

0,86,06= 4,8 м/сут

Выход руды с 1 м лавы с учетом потерь в просыпи:

- при селективной:

10,82,111,47=2,48-0,024=2,46 т

Проектная суточная производительность лавы при выполнении 6 циклов в сутки:

- при селективной 528,96=3173,4 т.

Содержание КСl при селективной выемке - 44,3%.

Производительность 1 рабочего на 1 выход составит: 2200/12=183,3 т.

Объем выработанного пространства образовывающегося при выемке одной полосы после передвижки забойной крепи:

V_вр.пр= Lrm=1500,82,11=253,2м³; (8.8)

Объем отбитого разрыхленного галита забрасываемого в выработанное пространство: V_гал.= LrmK_р=1500,80,641,37=105,2м³; (8.9)

Отбитым разрыхленным галитом заполняется 41,5% выработанного пространства.

8.8 Увеличение нагрузки на лаву и снижение вероятности динамических обрушений основной кровли

При выемке за 2 хода:

Производительность погрузочного устройства ЕДВ-300/760-Л равняется 2,1т/мин. Производительность установки Механической Закладки (УМЗ-1) - 1,8 т/мин.

Нами были произведены исследования с использованием ЭВМ (по методике ИГД Скочинского) изменения нагрузки на очистной забой в зависимости от производительности забойного конвейера (метателя). Они показали, что происходит ограничение нагрузки на лаву по фактору производительности метателя (УМЗ-1) [Приложение1], рис. 8.1

Нами было предложено установить вместо УМЗ-1 с ограниченной производительностью, равной 1,8 т/мин, более мощные метатели АМ-3 с производительностью 2,1.

При этом достигается суточная нагрузка на очистной забой 3734,5т, из которых сильвинита, с повышенным содержанием КСl, будет добыто 2572т. Это происходит за счет увеличения количества циклов с 6 до 7.

Учитывая то, что галит закладывается в выработанное пространство, мы добиваемся существенного повышения качества руды. Содержание КСl при данной технологии селективной выемки достигает - 44,3%.

Анализ за последние 15 лет произошедших динамических обрушений основной кровли показал, что подавляющее большинство (94%) случаев происходит в полулаве со стороны массива. Так как разрушенного галита с учетом коэффициента разрыхления солей К_р=1,37 будет недостаточно для полной закладки выработанного пространства (заполняется 41,5%), то возникла необходимость усовершенствовать схему расположения галита в выработанном пространстве.

Нами было предложено мероприятие по преимущественному размещению галита в полулаве со стороны массива. Для этого устанавливаем вместо УМЗ-1 с ограниченной производительностью более мощные метатели АМ-3 с производительностью 2,1т/мин на конвейерном и вентиляционном штреках, а со стороны массива, на транспортном штреке метатель повышенной производительности АМ-3М (модернизированный) с производительностью 2,5 т/мин и дальностью метания 25 м.

Тем самым значительно уменьшается опасность аварийных посадок основной кровли на наиболее опасных участках лавы.

Исходя из существующих норм выработок на отдельные операции в очистном забое, нами был построен график организации работ учитывающий особенности новой технологии.

Описание очистной выемки и закладки галита в выработанное пространство лавы (отражающее особенности новой технологии):

1) Зарубка комбайном «косым заездом» начинается на расстоянии 23-30 м от транспортного штрека. На этом расстоянии конвейер задвигается к забою в положение 1,0 м в месте зарубки и 0,2 м у транспортного штрека. Комбайн начинает зарубку с постепенным увеличением захвата, соответственно изгибу конвейера.

2) После вырубки верхнего режущего органа на транспортный штрек комбайн отгоняется примерно на 12,0-13,0 м, опускается передний режущий орган и выполняет выемку уступа, образующегося между бортом транспортного штрека и нижним режущим органом. После выхода режущими органами на полный захват, т.е. после оформления ниши для комбайна, производится дозадвижка (выравнивание) забойного конвейера и забойной крепи.

3) 1-й ход:

оба главных режущих органа комбайна производят выемку I и II сильвинитовых слоев на ширину захвата 0,8 м;

Выемка галитового слоя на глубину резания 0,8 м производится режущим агрегатом SG-230 одновременно с выемкой сильвинитовых слоев со смещением на одну глубину резания;

Погрузочный щиток грузит руду на забойный конвейер для выдачи на поверхность, отбитый галитовый слой укладывается в заходку, между забойным конвейером и забоем лавы;

Последние 14 м у конвейерного штрека выдаются валом, т.е. производится выемка уступа передним режущим, как описано выше в пункте 2).

4) 2-й ход:

отгон комбайна с погрузкой галита на забойный конвейер ЕКФ-3 и доставка галита к метателю конвейерного штрека;

при прохождении комбайна 14 м от конвейерного штрека производим реверс забойного конвейера для подачи галита к метателю вентиляционного штрека лавы;

при переходе комбайна вентиляционного штрека лавы производится реверс забойного конвейера для подачи галита к метателю вентиляционного штрека лавы;

при прохождении комбайна 14 м от вентиляционного штрека производим реверс забойного конвейера для подачи галита к метателю транспортного штрека лавы;

Выход руды с дополнительной полосы (седьмой)

Q_cил=lrm=1502,110,81,47=372,2т; (8,10)

Q_гал= lrm=1502,110,80,64=162,0т (8.11)

С учетом просыпи 1%: 534,2-5,3=529т.

Расчетное количество циклов:

3734,5/529=7,06 - принимаем 7 циклов

Среднесуточное подвигание забоя:

0,87,06=5,65 м/сут

Выход условной KCl с одной полосы при содержании 28%:

372,2т0,28=104,2т.

Прирост годовой добычи с лавы:

104,2т332 раб. дней=34594т.

8.9 Определение необходимой производительности панелей и их количество на горизонте

Суммарная длина очистных забоев:

H_о= k_оA/l_оmjC_о, (8.12)

где A - годовая производительная мощность проектируемого горизонта (A = 6 млн. т)

k_о - удельный вес добычи из очистных забоев (k_о = 0,7);

m - суммарная мощность вынимаемых слоев (m = 2,57 м);

l_о - подвигание суммарного числа забоев за год, м/год;

C_о - коэффициент учитывающий потери руды в выработанном пространстве (0,97);

l_о = Nnr, м (8.13)

где N - количество рабочих дней в году;

r - ширина захвата;

n - количество циклов в сутки;

l_о = 33270,8 = 1859 м;

H_о = 755 м

8.9.2. Количество очистных забоев на горизонте.

n_з = H_о/l = 755/150 = 5,03, (8.14)

где l - принятая длина лавы

С учетом коэффициента резерва производственной мощности (30%) принимаем 8 забоев.

В очистной панели располагается две лавы. Число панелей в работе на горизонт - 4.

8.10 Расчет себестоимости 1 тонны руды при селективной выемке

Расчет производится по статьям затрат:

- заработная плата;

- амортизационные отчисления;

- материалы;

электроэнергия.

Таблица 8.3. Затраты по заработной плате

Наименование	Тариф, руб.	Кол-во рабочих в сут.	Зарплата по тарифу	Приработок 20%	Премия 36,5%	Прочие доплаты 17%	Выслуга лет 15%	Всего, Руб.
МГВМ(VI)	165603	4	3974472	794894	1987236	675660	596170	8028422
ГРОЗ(V)	141826	4	3403824	680764	1701912	578650	510573	6875723
Итого:	14904145

Затраты по основной и дополнительной заработной плате:

С_з.пл.=14904145/2579,3 = 5778 руб./т

Таблица 5.2. Затраты на электроэнергию

№	Оборудование	Мощность, кВт	Число часов работы	Расход, кВт час в сутки	Себестоимость, кВт Час, руб.	Общая стоимость, тыс. руб.
1	ЕДВ-300/760-Л-SG-230	990	12,1	11979	11711	140286
2	АМ-3	33	4,3	141,9	11711	1661,7
3	ЕКФ-3-30-72 (забойный)	320	12,1	3872	11711	45344,9
4	ЕКФ-3-30-72 (штрековый)	264	12,1	3194,4	11711	37409,6
5	ЕКФ-3-26-3Ц (загрузочный)	30	4,3	129	11711	1510,7
Итого:	226212,9

С_эл.эн. = 226212900/2579,3 = 87703,2 руб./т

Таблица 5.3. Затраты на материалы

Наименование	Ед. измерения	Суточный расход	Стоимость, руб.	Затраты, руб.
Резцы отбойные	шт.	65	79459	5164835
Эмульсия	кг	75	19222	1441650
ГСМ	кг	5	95151	475755
Кабель	м	2	2328880	4657760
Итого:	11740000

Неучтенные затраты по материалам (10%)= 12914000 руб.

С_м= 12914000 /2579,3 = 5006,7 руб./т

Таблица 5.4. Затраты на амортизацию оборудования

Оборудование	Балансовая стоимость, тыс. руб.	Норма отчисления, год.	Амортизационные отчисления
			На год, тыс. руб.	На сутки, тыс. руб.
ЕДВ-300/760Л-SG230СВ	44374027,9	22,2	9851033	29671
EКФ-3-30-72 (забойный)	29192732	20	5838546	17585
БС 2.1 (крепь сопряж.)	1669951	22,2	370729	1116
Пусковая аппаратура	2818318	16,1	453749	1366
EКФ-3-30-72 (штрековый)	29192732	20	5838546	17585
EКФ-3-26-6Ц (загрузочный)	9730910	20	1946182	5861
БС 2.1 (крепь)	132344278	22,2	29380429	88495
Итого:	161679

С_ам=161679/2579,3= 62683 руб./т

Таблица 5.5. Себестоимость добычи 1т руды при селективной добычи

№	Статья затрат	Себестоимость, руб.
1	Зарплата	5778
2	Эл. энергия	87703,2
3	Материалы	5006,7
4	Амортизационные отчисления	62683
Итого:	161170,9 руб./т

Ожидаемая годовая экономия при дополнительном достигнутом цикле:

Себестоимость концентрата KCl с учетом прироста годовой добычи составит 22 $

Цена 1 т (95%) KCl (рыночная) -123 $

Ожидаемая годовая экономия с одного очистного забоя:

(123-22)34594=3493994 $

9. Подземный транспорт

Разработка калийных месторождений обуславливает большие объемы горно-подготовительных работ, нарезных и очистных работ с большим грузопотоком. В нашем случае производительность горизонта составляет 6 млн. тонн. В связи с высокой производительностью принимаем конвейерный транспорт как транспорт по горизонту. Его производительность не зависит от длины транспортировки. На выбор транспорта оказывает влияние применение механизированных комплексов в лавах, ведущих непрерывную отбойку руды. Это дает возможность автоматизировать транспорт и осуществить циклично-поточную технологию добычи руды. Преимуществом также является низкая энергоемкость и трудоемкость обслуживания. Определяющим фактором в выборе схемы транспорта является особенность вскрытия и системы разработки.

Вскрытие производится центрально-расположенными стволами с проведением на крыльях горизонта главных штреков. Подготовка панельная с обратной отработкой.

Рисунок 9.1. Схема транспорт руды на горизонте - 445.

- забойный скребковый конвейер ЕКФ-3-30-72 (реверсируемый),

- штрековый (конв. штр. лавы) передвижной скребковый конвейер ЕКФ-3,

- участковый конвейер 2ЛТ-100,

- панельный конвейер 2ЛТ-100,

- конвейер 2ЛТ-100 главного направления,

- околоствольный бункер.

Транспорт руды из забоя осуществляется следующим образом: руда по скребковому конвейеру ЕКФ-3-30-72 движется на конвейерный штрек лавы, где через конвейер ЕКФ-3 поступает на конвейерную сбойку, где устанавливается конвейер 2ЛТ-100, далее руда поступает на конвейер 2ЛТ-100 конвейерного штрека панели и далее на конвейер 2ЛТ-100 главного направления к околоствольному бункеру, затем скипами выдается на поверхность. Все ленточные конвейеры, а также штрековые скребковые конвейеры лав автоматизированы с помощью аппаратуры и управляются с поверхности пультом ПГДМ-1.

В качестве забойного скребкового конвейера принимаем конвейер ЕКФ-3-30-72, который входит в состав комплекса EДB-300/760-SG-230. Одноцепной забойный изгибающийся конвейер предназначен для доставки сильвинита из лавы и доставки галита к местам перегрузки на погрузочные конвейера.

Техническая характеристика забойного конвейера ЕКФ-3-30-72

Длина - 150 м,

Перемещение - ± 6°,

Производительность - 500 т/час,

Скорость цепи - 1,0 м/с,

Загрузка - 167 кг/м,

Мощность привода - 2x160кВт.

Штрековый конвейер ЕКФ-3 - передвижной. По мере подвигания забоя став подвижного конвейера подтягивается гидравлическим шагающим устройством вперед, чтобы не допускалось отставание натяжной головки конвейера от ниши забоя более чем на 5 м. При подходе забоя к концевой головке неподвижного штрекового конвейера, последний подтягивается без разборки далее к следующей конвейерной отбойке. Передвижку осуществляют с помощью лебедки, установленной на конвейерном штреке лавы.

9.1 Доставка людей и грузов на горизонте

Доставка людей к месту работ и обратно к стволу производится в специально оборудованных автомашинах «Минка-26»:

Ш средняя скорость движения - 20 км/ч,

Ш средневзвешенная длина трассы - 3 км,

Ш посадка у ствола - 5 мин,

Ш выход - 5 мин,

Ш маневры - 3 мин,

Всего: - 31 мин

«Минка-26» - 20 мест, число людей на панели - 20 человек.

рейс на одну панель.

Для оперативного дежурного персонала участков ПВРКТ, ПВРСТ, БВР, службы автоматики применяются УАЗ-469, «Минка-26», «АРО» (Румыния). Доставка тяжелого оборудования производится гусеничным транспортом ТДТ-40, ТДТ-55; доставка материалов, ГСМ, крепежных материалов производится МТЗ-50, Т-40, СШ-20. Для зачистки выработок используются бульдозеры ДТ-75. При монтажно-демонтажных работах гидромеханических комплексов применяются машины ПГТ-10, ПСТ-10 (Германия).

9.2 Расчет скребкового конвейера

Техническая характеристика ЕКФ-3

Производительность, т/ч	500
Длина конвейера, м	150
Мощность эл. двиг., кВт	2x132
Ширина, мм	642
Ширина с навеской, мм	1572
Высота со стороны погрузки, мм	215
Высота со стороны погрузки с барабанами, мм	564
Длина рештака, мм	1900
Масса конвейера, т	104

9.3 Эксплуатационная производительность

Определение среднеминутного грузопотока.

(9.1)

где Т - время смены;

К_р - коэффициент, учитывающий время использования смены

Определение максимального грузопотока

(9.2)

где B - ширина захвата, м;

m - мощность пласта, м;

V_n - скорость подачи, м/с;

- плотность, т/м3;

- коэффициент, зависящий от режима работы, = 1 для односторонней системы отработки.

Определение минутного коэффициента неравномерности.

(9.3)

Продолжительность разгрузки конвейера.

, (9.4)

по таблице определяем расчетный коэффициент неравномерности с учетом K₁ и t_k: K_t = 2.

Эксплуатационная производительность.

(9.5)

Необходимое сечение конвейера.

(9.6)

где V_ц - скорость движения цепей, м/с;

_n - плотность руды.

Фактическое сечение конвейера.

(9.7)

где b - ширина конвейера, м;

h - высота со стороны погрузки, м;

с - ширина между направляющими, м;

- угол естественного откоса,

F_н = 0,08 ? 0,09- конвейер удовлетворяет заданным условиям.

Определение сопротивления движению при работе скребкового конвейера.

(9.8)

где g = 9,8 м/с;

q_ц=20 кг/м - линейная масса тягового органа;

L_k-длина конвейера, м;

f_ц=0,25 - коэффициент трения цепи о желоб.

Н

Линейная масса груза.

, (9.9)

Скребковый конвейер

Рисунок 9.2. Схема к расчету скребкового конвейера

S_сб = S₁ = 3000 H;

S₂ = S₁ + W_x = 10350H;

S₃ = S₂ 1,1 = 11385 H;

S_нб = S₄ = S₃ +W_гр = 53985 H;

Определение тягового усилия привода конвейера.

(9.10.)

Сопротивление движению на приводной головке.

(9.11.)

Определение суммарной мощности электродвигателей.

(9.12)

где V_гр =1,

k_з - коэффициент запаса прочности.

Для привода конвейера берем двигатель мощностью 75 кВт.

9.4 Расчет ленточного конвейера

Угол наклона конвейерного штрека ? = 0.

Скорость движения ленты V_л = 2,5 м/с (2ЛТ-100)

Плотность руды в насыпке ?_н = 2,04 т/м³

Ширина ленты - = 1000 мм,

Диаметр роликоопор - 127 мм,

Угол обхвата - 480 град,

Расчет эксплуатационной производительности.

Проверка по приемной способности:

a_мах = 15,7 м³/мин - максимальная приемная способность конвейера;

a = 11,3 м³/мин < a_мах = 15,7 м³/мин

Конвейер 2ЛТ-100У удовлетворяет требованиям по приемной способности.

Продолжительность загрузки конвейера:

. (9.13)

Расчетный коэффициент неравномерности: k_t = 1.1

Эксплуатационная производительность:

(9.14)

Определение сопротивлений движению:

где ?^I - коэффициент сопротивления движению.

Определение линейной массы груза, ленты и движущихся частей.

;

где - линейная масса груза;

и - линейные массы вращающихся частей;

и - массы роликоопор грузовой и ходовой ветвей соответственно, кг;

- расстояние между роликоопорами;

- линейная масса ленты:

(9.15)

где = 1.1 - объемная масса ленты, т/м³;

- насыпная ширина ленты, т;

i - число прокладок;

- толщина одной прокладки, мм;

- толщина верхней прокладки, мм;

- толщина нижней прокладки, мм.

Натяжение ленты.

k_Т=1,3 - коэффициент запаса сил трения на привод барабана;

= 4,5 - тяговый фактор.

(9.16)

Н, (9.17)

Рисунок 9.3. Схема ленточного конвейера 2ЛТ-100У

H;

H;

H;

H;

H;

H;

H;

Н;

H;

Наименьшее допустимое натяжение ленты груженой ветви (точка 3) из-за провисания ее между роликами:

S_6min 8(g_Г +gл) gL/ = 8(11 +17)9,81,2 = 2634 H

Так как 18644 Н 2643 Н, то перерасчета натяжения лент производить не требуется.

Определяем запас прочности ленты на разрыв

Для резинотросовой ленты:

; (9.18)

Н, (9.19)

где B - ширина ленты;

i - число прокладок

; (9.20)

.

Тяговое усилие привода.

.

Мощность двигателя приводных барабанов.

; (9.21)

116<150

где K_p - коэффициент, учитывающий время использования смены.

F - тяговое усилие привода.

? - КПД механической передачи

Для привода ленточного конвейера выбираем двигатель мощностью 150 кВт.

Список используемой литературы

1) «Нормативные и методические документы по ведению горных работ на Старобинском месторождении калийных солей.», Солигорск-Минск, 1995.

2) Р.Н. Хаджиков «Горная механика.», Москва, «Недра», 1988 г.

3) А.Д. Смычник, Л.И. Томчин «Правила безопасности при разработке подземным способом соляных месторождений РБ.», Минск, 1998 г.

4) В.Д. Кощеев, А.Б. Ковальчук «Горное дело.», Москва, «Недра», 1979 г.

5) Ю.С. Пухов «Рудничный транспорт.», Москва, «Недра», 1991 г.

6) «Нормы технологического проектирования предприятий калийной и соляной промышленности.», Часть 1 «Калийные рудники.», Минск, 1999.

7) «Правила безопасности при разработке подземным способом соляных месторождений республики Беларусь». - Минск, 1994.

Размещено на Allbest.ru