Расчёт крепи горной выработки

              При проектировании вскрытия и подготовки шахтного поля вначале устанавливаются несколько технически возможных вариантов схем вскрытия и подготовки, исходя из горно-геологических условий месторождения. указываются достоинства и недостатки каждой из них. А затем на основе анализа этих достоинств и недостатков методом исключения выбирается тот вариант для применения в настоящем дипломном проекте, который обладает существенными преимуществами перед другими.

              Если ни один из вариантов не имеет существенных преимуществ перед другими, то окончательный выбор производится на основании технико-экономического сравнения конкурентоспособных вариантов. Для этого определяются капитальные затраты и эксплуатационные расходы, зависящие от вскрытия, по каждому варианту. Расчёты стоимости вариантов вскрытия и подготовки сводятся в таблицу с раздельным учётом затрат на проведение выработок, расходов на их поддержание, вентиляцию рудника, подземный транспорт руды и др.

              Для принятого варианта вскрытия и варианта подготовки шахтного поля необходимо дать характеристику стволов и главных транспортных, конвейерных и вентиляционных выработок (назначение, количество, глубина стволов, длина горизонтальных и наклонных выработок, площадь поперечного сечения, способ проходки, вид крепления  и т. д.).

              Система разработки.

              При проектировании системы разработки вначале, исходя из горно-геологических условий шахтного поля, информации в учебной и научно-технической литературе, требований нормативных и методических документов и передового практического опыта работы горных предприятий, следует установить не менее двух-трёх наиболее приемлемых систем разработки или двух-трёх вариантов одной системы разработки и забойного оборудования для них. Указываются достоинства и недостатки каждой системы или вариантов системы. После этого, на основе анализа достоинств и недостатков, методом исключения выбрать тот вариант системы разработки и забойного оборудования, который имеет существенные преимущества перед другими сравниваемыми.

              При окончательном выборе системы разработки предпочтение необходимо отдать той из них, которая при прочих близких показателях обеспечивает меньшие потери и разубоживание, более высокое качество добываемого полезного ископаемого.

              Следует рассмотреть возможность применения при очистной выемке современных высокопроизводительных механизированных комплексов.

              Необходимо провести технические характеристики принятого забойного оборудования, обосновать и принять параметры системы разработки (например, для столбовой системы разработки такие параметры, как длина лавы, размеры столба, высота лавы, ширина полосы полезного ископаемого, извлекаемая комбайном при его рабочем ходе в лаве, расстояние между секциями крепи в лаве, количество линейных секций крепи в лаве, количество секций крепи сопряжений на каждом сопряжении лавы со штреками и др.).

              Обосновать и принять способ управления кровлей в очистном забое, исходя из этого выбрать тип крепи для очистного забоя.

              В вышеперечисленном порядке выбирают систему разработки и оборудование для каждого пласта, предусмотренного к отработке в дипломном проекте.

              Если вышевыбранную основную систему разработки невозможно применять на некоторых участках отрабатываемого пласта (например, столбовую систему на калийных рудниках при отработке участков пласта неправильной формы, участков, над которыми недостаточная водозащитная толща пород, участков вблизи тектонических нарушений и др.), то необходимо, помимо основной системы разработки, принять в таком же порядке вторую систему разработки для вышеуказанных участков пласта (например, для калийных рудников – камерную систему).

              Для выбранных систем разработки обосновать и принять схему подготовки участков шахтного поля к очистной выемке (панелей, столбов, блоков и т. д.). Обосновать и принять комплекс оборудования для проведения подготовительных выработок, привести технические характеристики этого оборудования. Указать параметры подготовительных выработок (длина, ширина, высота, форма поперечного сечения), а также их крепление, меры охраны подготовительных выработок.

              Выполнить проверочный расчёт механизированной крепи очистного забоя (если такая крепь будет применяться).

              Выполнить расчёт достаточности водозащитной толщи пород для безопасной отработки пласта (для калийных рудников).

              Разработать организацию работ в очистном забое (принять форму организации и оплаты труда, принять число рабочих дней для забоя и для рабочих в неделю, явочную, сменную и суточную численность рабочих в очистном забое, их профессии, число рабочих смен для очистного забоя в сутки, график выхода рабочих по сменам). Составить график (планограмму) организации работ в очистном забое.

              Выполнить расчёт суточной, среднемесячной и годовой производительности очистного забоя.

              Обосновать и принять участковый транспорт руды, для чего принять вид транспорта, оборудование и схему транспортировки руды в пределах панели, блока и т. д. до магистральной (главной) транспортной выработки.

              Если темой раздела «Специальная часть» дипломного проекта является система разработки, то все вопросы, связанные с системой разработки, излагаются в вышеперечисленном порядке в разделе «Специальная часть», а в разделе «Горно-геологическая и горно-технологическая часть» не излагаются. При этом раздел «Специальная часть» в пояснительной записке, по согласованию с руководителем проекта, может размещаться сразу после раздела «Горно-геологическая и горно-технологическая часть».

              Рекомендуемые графические материалы по этому разделу включают следующие чертежи:

- схему вскрытия шахтного поля (один лист формата А1);

- схему подготовки шахтного поля (один лист формата А1);

- система разработки (если система разработки не является темой специальной части проекта) – 1-2 листа формата А1.

              После изложения всех вопросов, связанных с системой разработки (в данном разделе или разделе «Специальная часть» пояснительной записки), необходимо осуществить распределение годовых объёмов добычи рудника по забоям и горным участкам.

Порядок распределения этих объёмов для калийных рудников Старобинского месторождения изложен в Приложении А.

4.2. ГОРНО-ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.

              В этом разделе пояснительной записки дипломного проекта принимаются решения по подземному транспорту, подъёму и вентиляции шахты (рудника).

              Подземный транспорт.

              В соответствии с грузопотоком от забоев до ствола шахты (рудника), используя передовой опыт работы родственных горных предприятий и информацию в научно-технических источниках, необходимо обосновать и принять вид основного транспорта для перемещения добытого полезного ископаемого от горных участков до шахтного ствола.

              При рельсовом транспорте выбирается тип электровозов и шахтных вагонеток, приводятся их технические характеристики, определяется количество вагонеток в составе и по шахте, количество электровозов, разрабатывается схема маневровых операций.

              При конвейерном транспорте выбираются современные высокопроизводительные типы конвейеров как для магистрального транспорта (по главным выработкам), так и для участкового транспорта в пределах выемочного участка (панели, блока и др.).

              Определяется необходимое количество конвейеров разных типов для шахты, приводятся их технические характеристики, включая мощности электродвигателей.

              Если для перевозки добытого полезного ископаемого будет выбран конвейерный транспорт, то для перевозки оборудования, людей, материалов, других грузов необходимо принять вспомогательный транспорт, например тракторно-автомобильный. Указать виды и типы выбранных вспомогательных транспортных средств, их количество для рудника, задачи, которые будут решаться теми или иными видам этих транспортных средств.

              Подъём.

              В соответствии с годовой производительностью проектируемого рудника (шахты), на основании информации в научно-технической литературе и передового практического опыта работы действующих родственных рудников близкой производительности, необходимо принять типы скиповой и клетевой подземных установок, тип и ёмкость скипов, тип клетей, привести их технические характеристики, включая мощности электродвигателей скиповых и клетевых подъёмных установок.

Вентиляция рудника (шахты).

              Выбирается способ проветривания шахты (всасывающий, нагнетательный, комбинированный) и схема вентиляции (центральная, фланговая, комбинированная). Рассчитывается расход воздуха для вентиляции шахты, выбирается тип главного вентилятора, приводится его техническая характеристика, в том числе мощность электродвигателя.

              Рекомендуемые графические материалы по горно-электромеханической части включают схему подземного транспорта добытого полезного ископаемого и схему вентиляции шахты (1-2 листа формата А1)

4.3 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

              В специальной части дипломного проекта следует обеспечить детальную разработку отдельных вопросов технологии, механизации, организации подземных горных работ, обеспечивающих повышение эффективности производства и качества добываемого полезного ископаемого, снижение его потерь и разубоживания при добыче, повышение производительности забоев и труда, снижение себестоимости добытого полезного ископаемого, повышение безопасности ведения горных работ и экологичности горного производства и др.

              К числу таких вопросов можно отнести обоснование и выбор новых схем вскрытия и подготовки шахтного поля или его части, систем разработки, средств механизации очистных или подготовительных работ, способов управления горным давлением, вентиляции горных выработок, мероприятий по борьбе с газодинамическими явлениями, реконструкцию рудника (шахты) и др.

              Обоснованность принимаемых решений должна подтверждаться соответствующими технико-экономическими расчётами, а принятые технические решения должны быть увязаны с конкретными горно-геологическими условиями месторождения.

              Если темой специальной части дипломного проекта является система разработки, то по согласованию с руководителем дипломного проекта, в пояснительной записке раздел «Специальная часть» может размещаться непосредственно сразу после раздела «Горно-геологическая и горно-технологическая часть». Система разработки проектируется в порядке, изложенном выше в разделе «Горно-технологическая часть», но выбор основной системы разработки для одного из пластов (слоёв) осуществляется на основании технико-экономического сравнения не менее двух наиболее приемлемых для данных горно-геологических условий систем разработки (или двух вариантов одной системы разработки), отбор которых осуществляется в порядке, изложенном выше в разделе «Горно-технологическая часть».

              Графические материалы по специальной части проекта представляются на 2-х листах формата А1.

4.4 ОХРАНА ТРУДА И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ.

              Необходимо указать основные вредные и опасные производственные факторы на проектируемом руднике (шахте), которые будут оказывать отрицательное воздействие на трудящихся (наличие вредных и ядовитых газов, запылённость и высокая температура воздуха, шум, стеснённые условия на рабочих местах, опасность внезапных выбросов полезного ископаемого, пустых пород и газов, опасность затопления рудника (шахты) и т.д.).

              Исходя из вышеуказанных вредных и опасных факторов, разрабатывается комплекс организационных, технических и гигиенических мероприятий, обеспечивающих безопасность труда, сохранение здоровья и работоспособности горнорабочих.

              К таким мероприятиям можно отнести организацию обеспечения трудящихся спецодеждой, спецобувью, касками, защитными приспособлениями (респираторами, самоспасателями, индивидуальными светильниками, газоанализаторами, предохранительными поясами, противошумовыми наушниками, диэлектрическими ковриками, резиновыми перчатками и др.), организацию питьевого водоснабжения, создание нормальных условий на рабочих местах путём обеспечения действенной вентиляции, поддержания требуемого температурного режима, уровня освещённости, допустимого уровня шума, вибрации, запылённости, обеспечение требуемой ширины рабочих зон и проходов, нейтрализацию выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания, применение наиболее безопасных систем разработки, всемерное сокращение тяжёлого ручного труда, установление оптимального режима труда и отдыха для работников и т.д.

              Необходимо предусмотреть противопожарное оборудование и средства пожаротушения, выпускаемое промышленностью, источники противопожарного водоснабжения. На руднике необходимо предусмотреть административно-бытовой комбинат с необходимыми бытовыми помещениями и пункт первой медицинской помощи.

              На калийных рудниках для борьбы с газодинамическими явлениями необходимо предусмотреть меры по дегазации пород, искусственному инициированию выбросов соли и газов из выбросоопасных геологических нарушений типа мульд, а также меры по предупреждению затопления рудников и др.

              Разрабатываются мероприятия по снижению вредного влияния деятельности проектируемого рудника на окружающую среду по причинам оседания земной поверхности над выработанным пространством, уменьшению площадей отчуждения земли на поверхности для складирования отходов обогащения и пустых пород, закачке избыточных рассолов обогатительного производства в поглащающие горизонты.