Выбор и обоснование технологии, механизации и организации проведения людского ходка

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ПАРАМЕТРИ И ТЕХНОЛОГИИ ПРОВЕДЕНИЯ ВЫРАБОТОК

1.1 Определение размеров поперечного сечения выработки

1.2 Расчет постоянной крепи и определение площадей поперечного сечения выработки вчерне и в проходке

1.3 Выбор способа выемки пород и проходческого оборудования

1.4 Буровзрывные работы

1.5 Проветривание

1.6 Погрузка горной массы

1.7 Крепление

1.9 Освещение забоя и маркшейдерский контроль

1.10 Водоотлив

1.11 Мероприятие по борьбе с выбросами угля и породы

2. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ

2.1 Схема организации и режим работ по проходке

2.2 Количество бригады и ее состав

2.3 Проведение штрека буровзрывным способом

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТОИМОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ ВЫРАБОТКИ

ВЫВОД

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ

Цель курсового проекта - закрепить знания, полученные студентами при изучении курса «Технологии сооружения горных выработок».

При проектировании проведения выработки необходимо учитывать новейшее достижение науки и техники, передовой опыт проходки выработок.

В настоящее время угольная промышленность Украины находится в тяжелом состоянии. Это прежде всего связано с тем, что добыча угля осуществляется в сложных горно-геологических условиях, значительно возросли затраты на проведение и поддержание горных выработок, до самого низкого уровня в мировой практике, упала производительность труда, на многих шахтах, сократилась численность горнорабочих и проходчиков.

Поэтому задачей курсовой работы является проект проведения людского ходка, а его прохождение способствует вскрытию новых угольных пластов.

1. ПАРАМЕТРИ И ТЕХНОЛОГИИ ПРОВЕДЕНИЯ ВЫРАБОТОК

 

.1 Определение размеров поперечного сечения выработки

В зависимости от физико-технических свойств пород, срока службы выработки, возможного влияния очистных работ, выбираются форма поперечного сечения, материалы и тип крепи. По габаритам выбранного транспортного оборудования и предусмотренных правилами безопасности зазоров и проходов определяется требуемая ширина двухпутевой выработки в свету на уровне верхней крышки транспортного оборудования (подвижного состава).

С учетом применяемого оборудования: ширина колеи 900мм, ширина ВЛН1-10Г 1400 мм, вагонетка УВД-3,5 шириной - 1300 мм, ширина однопутевой выработки в свету определяется по формуле Втр, мм:

где а - минимальная по ПБ величина зазора между электровозом и крепью, мм;

b - ширина электровоза, мм;

т - минимальный зазор по ПБ между электровозами, мм.

По альбому типовых сечений, с учетом примятого вида крепи и транспорта при эксплуатации, количества путей, ширина колеи выработки, принимаем, чтобы В_mun>В_mp и выписываем из альбома все размеры до осадки и после осадки, так как выработка должна проводиться по размерам до осадки. В_mun = 2580 (2740) мм. Таким образом условие, что В_mun>В_mp выполняется, так как 2580 2350.

Таблица 1. Элементы выработки по проекту

Коэф. крепости пород,f	Ширина выработки после осадки, Bпр	Ширина выработки до осадки, Bпр	Площадь сечения в свету после ос., S	В свету до осадки, S0	Площадь сечения в проходке, S1	В проходке, с учетом к-ки	Пеример после осадки, Р	Кол-во воздуха, Q
8	3230	3270	6,9	7,9	9,1	15,8	10	55,2

Выбранное сечение проверяем по скорости движения воздуха по формуле:

V= ,

гдеА_с- количество угля, транспортируемого по выработке в сутки;

q_m- выделение метана в выработке, м³;

k - коэффициент утечки воздуха резерва, k=1,39;

S- площадь в свету после осадки, м²;

d₀ - допустимое содержание метана в поступаемом воздухе, d₀ =0;

d- допустимое содержание метана в исходящей струе, d= 0,73.

Но так, как выработка является не опасной по газу, принемаем скорость движения воздуха равной минимальной скорости V_min = 0,25 м/с.

В остальных случаях должно выполняться условие: V_minVV_max(0,25.

.2 Расчет постоянной крепи и определение площадей поперечного сечения выработки вчерне и в проходке

Для данной выработки получаем спец. профиль СПВ-17. Выбираем спец. профиль по фактору экономики.

Для спец. Профиля СВП-17 присуще следующие характеристики:

 = 18774, что соответствует интервалу  = 18700 - 20700.

W(1) = 50,3   Р(1) = 21,73

Таблица 2. Спецификация деталей крепи на одну раму из профиля для шахтной крепи 17,1 кг/м

Детали крепи	Длина, м	Кол-во	Материал	Вес 1 детали, кг	Общий вес, кг
Верхтек	4300	1	Ст.(ГОСТ380- 60)	116,01	116,01
Стойка	3000	2	Ст.5(ГОСТ380- 60)	80,94	161,88
Крепёжные детали замка	-	2		8,22	16,44
	-	2	Ст. 5 (ГОСТ 380-60)	1,02	2,04
Межрамные стежки
Крепление	-	2

Данная крепь подходит для заданных горно-геологических условий, поэтому из альбома типовых сечений выписываются размеры выработки вчерне без изменений.

 

.3 Выбор способа выемки пород и проходческого оборудования

Исходя из условий:

коэффициент крепости породы f = 8;

площадь поперечного сечения S = 9,1 м²;

категория пород по газовыделению - не газовая.

Принимаем буровзрывной способ проведения людского ходка. Для погрузки породы в вагонетки принимаем буропогрузочную машину 2ПНБ-2Б с навесным оборудованием и перегружатель ППЛ-1К.

1.4 Буровзрывные работы

При прохождении людского ходка с крепостью пород £=8, применяем буровзрывную технологию.

Параметры буровзрывных работ:

Выбор ВВ, способа взрывания и средств инициирования зарядов.

С учетом горно-геологических условий: шахта не опасная по газу, коэффициента крепости пород по шкале М.М. Протодьяконова f=8 принимаю Аммонит №6 ЖВ, способ короткозамедленного взрывания и средства инициирования заряда - ЭДКЗ-П.

Таблица 3. Характеристика аммонит №6 ЖВ

Наименование ВВ	Класс ВВ	Работоспособность, см3	Плотность патронирования, кг/дм3	Масса патрона, кг	Длина патрона, мм	Диаметр патрона, мм
Аммонит №6 ЖВ	II	365	1-1,2	0,25	270	32

Установление длины заходки lзах:

Коэффициента использования шпуров η.

В забоях с двумя открытыми поверхностями η = 0,8-0,95. В нашем случае η = 0,85.

Определение глубины шпуров l_ш.

Определение расхода ВВ:

По формуле М.М. Протодьяконова для забоя с двумя открытыми поверхностями:

По формуле Н.М.Покровского:

s₁ =1,4

v₁ = 1,2

Окончательный удельный расход:

Объем взрываемой породы на заходку:

Расчетный расход ВВ:

Количества шпуров на заходку

Масса шпурового заряда определяется по формуле:

Принятая масса шпурового заряда не отличает от расчётной более чем на 5%, следовательно скорректировка количества шпуров, сохранив при этом расчетный расход ВВ на заходку, не требуется.

Длины забойки:

Выбора вруба и установления его параметров не требуется.

Составление схемы составления шпуров.

Схема расположения шпуров выполняется в трёх проекциях в масштабе 1:25 или 1:50 с указанием всех необходимых размеров.

Определение площади поперечного сечения выработки, приходящеёся на 1шпур:

Определяем среднее расстояние между шпурами, кроме врубовых:

Определение количества шпуров по почве:

Определение количества шпуров по контуру выработки:

Определение количества шпуров в предконтурном ряду:

Определение количества вспомогательных шпуров:

В качестве забойки используем глину.

Производительность бурения шпуров бурильной установкой.

 

.5 Проветривание

Для создания нормальных условий работы проходчиков, выработка должна проветриваться таким образом, чтобы воздух у забоя содержал не менее 20 % кислорода и не более 0,5% вредных примесей. В соответствии с требованиями ПБ температура воздуха не должна превышать +25 и относительная влажность - 90%.

Проветривание осуществляется вентилятором местного проветривания ВМ - 6. В начальный период одним вентилятором, а при увеличении длины выработки двумя вентиляторами, соединенными между собой через металлический соединяющий аппарат.

Вентилятор местного проветривания устанавливается на пересекающей выработке со стороны свежей струи не более 20м от сопряжения выработок.

Подача свежего воздуха осуществляется с помощью прорезиненных труб (диаметром 800 мм), которые подвешиваются на заземляющий металлический трос. При этом отставание трубопровода от забоя не должна превышать 8м. Для увеличения скорости струи воздуха целесообразно в конце трубопровода устанавливать коническую насадку.

 

.6 Погрузка горной массы

В данном курсовом проекте при проведении людского ходка применяется ленточный перегружатель ППЛ-1К, который предназначен для погрузки горной массы в партию вагонеток. Перегружатель работает в комплексе с погрузочной машиной 2ПНБ-2Б. Перегружатель устанавливается за перегружателем буропогрузочной машины и образует с ней телескопическую систему.

 

.7 Крепление

Для крепления выработки применяют арочную трехзвенную податливую крепь из спец. профиля. Крепь состоит из: верхняка, двух стоек и замков.

Перед тем как поставить крепь при помощи отбойного молотка проделывают пучки для устойчивости стоек. Ставят стойки, которые скрепляют с ранее установленными рамами межрамными стежками, затем на стойки крепи одевают верхняк и затягивают замками. Потом расстояние между рамой и породой закладывают затяжкой из дерева, толщиной 40 мм.

1.8 Прочие работы проходческого цикла     

При проведении горизонтальных горных выработок настилают рельсовый путь, который бывает временным и постоянным.

Постоянный путь настилают участками, длинной кратной длине рельсов. Длина рельсов 8/12 м. Верхнее строение состоит из балластного слоя, рельсов. Применяют рельсы массой 24кг/м и ЗЗкг/м. Шпалы железобетонные устанавливают на расстоянии 1м друг от друга. На балласт из щебня крупностью 20-40мм устанавливают шпалы на 2/3 высоты. Настилка пути начинается с разбивки пути на подошве выработки.

Настилку временного пути производят без балластного слоя отдельными звеньями в виде отрезков длиной 1-2м. Настилку временного пути производят во время крепления штрека.

Подвеска вентиляционных труб и кабелей.

Трубы и кабеля прокладывают в выработках так, чтобы они не мешали передвижению подвижного состава, проходу людей и чтобы обеспечивалось удобство их обслуживания. Трубы и кабеля целесообразно прокладывать в верхней части выработки, а водоотливные трубы на почве, но так чтобы не мешали движению людей.

 

.9 Освещение забоя и маркшейдерский контроль

Для освещения выработки вслед за подвиганием забоя, с отставанием 10-20м, наращивают осветительную сеть. Участок выработки у забоя освещается светильниками РП-200, которые подвешиваются через 5м.

Контроль за освещением и проведением выработок осуществляется маркшейдерской службой. Направление выработки в горизонтальной плоскости задается теодометом, обозначаются с помощью отвесов, которых берется не менее трех через 1-3 м.

Ширина колеи проверяется путевыми шаблонами. Участок пути определяется ватерпасом.

Связь между забоем и примыкающей выработкой осуществляется по телефону, для него применяется специальное искробезопасное телефонное оборудование.

 

.10 Водоотлив

Вода поступающая в выработку отводится самотеками по водоотливной канавке к центральному водосборнику шахты. Формы и размеры сечения канавки находятся в зависимости от величины притока, типа крепи, ее размеров, срока службы. Устройство водоотливной канавки производится ручным способом. Канавку закрепляют элементами сборного железобетона.

Крепление канавки ведется по мере продвигания забоя выработки. Сверху канавка покрывается деревянным настилом.

 

.11 Мероприятие по борьбе с выбросами угля и породы

Способ прогноза и предупреждения внезапных выбросов угля и породы - является текущий прогноз выбросоопасности по способу МИН в опасных зонах - нагнетание воды в режиме гидрорыхления с оценкой эффективности.

При отсутствии эффективности, вводится режим сотрясательного взрывания. Необходимо осуществлять усиленный контроль за суфмерными выделениями метана и состоянием боковых пород. Выработку вести с опережающей дегазацией, песчаников почвы и кровли, для чего в почву и кровлю штрека по его оси под углом 15 к горизонту бурить защитные скважины L-60м, через 50м продвигания забоя.

2. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ

 

.1 Схема организации и режим работ по проходке

В зависимости от применяемого нами в проходке оборудования (буропогрузочная машина, перегружатель и т.д.) принимаем параллельную схему организации работ. Работа по проходке организуется в четыре шестичасовые смены, так как у нас осуществляется скоростная проходка людського ходка.

 

.2 Количество членов бригады и ее состав

Для прохождения полевого штрека формируется суточная комплексная бригада, состоящая из сменных звеньев. Бригаду возглавляет бригадир, а сменные звенья - звеньевые.

Для расчета приняты следующие исходные данные: люд ской ходок в проходке S_пр= 9,1 м² проводится буровзрывным способом. По породе бурят 15 шпуров, lзах = 1,2 м, КИШ по породе η = 0,85, по углю бурят 6 шпуров, lзах =1,4 м, КИШ по углю η = 0,85. Бурение шнуров и погрузка горной массы производится буропогрузочной машиной 2ПНБ-2Б, с навесным бурильным оборудованием ПБ-1э; породу погружают в состав вагонеток под погружателем ППЛ-1К; для обмена состава вагонеток используют маневровую тележку МТ-1, людской ходок крепят арочной крепью с верхняком из СВП-17, расстояние между рамами L=1,0м; шпалы железобетонные, расстояние между шпалами 1м; водосточная канавка образуется взрывом заряда в «канавочном» шпуре, крепится сборным железобетоном; режим работ по проходке четыре шестичасовые смены в сутки.

Количество проходчиков в сменном звене определяется по формуле:

гдепродолжительность горнопроходческого цикла, смены;

коэффициент перевыполнения норм выработки,  = 1,05/1,25

 - суммарная трудоемкость по всем видам работ, чел.-см.

Для определения суммарной трудоемкости необходимо определить объем работ на цикл и норму выработки.

Объем работ по бурению шпуров по углю определяется:

где N_n - количество шпуров, шт.;

l₃ - длина заходки, м;

 - коэффициент использования шпура;

Объем работ по бурению шпуров по породе определяется:

где N_n - количество шпуров, шт.;

l₃ - длина заходки, м;

 - коэффициент использования шпура;

Объем работ по погрузке угля:

V_пу = S_уl₃ = 2,57*1,2 = 3,1 м³

где S_n - площадь поперечного сечения полевого штрека в проходке, м²;

Объем работ по погрузке породы:

V_пп = S_nl₃ = 6,53*1,2 = 7,84 м³

где S_n - площадь поперечного сечения полевого штрека в проходке, м²;

Объем работ по креплению штрека:

где  - расстояние между рамами, м;

Объем работ по настилке пути:

V_н.к. = l₃

V_н.к. = 1,2 м

Расчет нормы выработки и суммарной трудоемкости представлен в таблице 4.

Находим количество проходчиков в сменном звене при различных значениях Т (0,5; 1 и 1,5 смены):

Таблица 4 - Расчет нормы выработки и суммарной трудоемкости

Виды работ	Ед. изм.	Нормы выработки по нормиров.	Нормы выработки К1	Нормы выработки  К2	Нормы выработки устан.	Объем на 1 цикл	Кол-во чел.-см на 1 цикл
Бурение шпуров по углю		55	1,1	1,0	60,5	8,9	0,147
Бурение шпуров по породе		46	1,1	1,0	50,6	22,3	0,441
Погрузка угля	м3	26	1,0	1,0	26	3,1	0,119
Погрузка породы	м3	22	1,0	1,0	22	7,84	0,356
Крепление штрека		0,94	1,0	1,0	0,94	1,2	1,277
Настилка  пути	м	2,85	1,0	1,0	2,85	1,2	0,421
Крепление канавки	м	7,06	1,0	1,0	7,06	1,2	0,17
Итого							2,93

Исходя из площади поперечного сечения, принятого проходческого оборудования для проведения полевого штрека лучше всего в сменном звене принять n = 3 человек при Т_ц=1 смене = 6 часов.

Явочный состав комплексной суточной бригады:

В их числе 1 проходчик - сквозной бригадир, 4 проходчика - звеньевые; 7 проходчика 5-го разряда.

Списочный состав суточной бригады:

n_cc = n_яс*k_сп

n_cc = 12*1,17 = 14 человека;

Комплексная норма выработки:

Производительность проходчика на выход:

П = k_нвk_н

П = 0,411,1 = 0,451 м/вых.

Производительность (проходчика на выход) П₁ может быть определена

в м³готовой выработки в свету умножением П         на площадь сечения выработки в свету и на 1м ёё длины.

П₁ = ПS_св

П = 0,4517,9 =3,56 м³/вых;

Месячная скорость проходки составит:

 

.3 Проведение штрека буровзрывным способом

Коэффициент, учитывающий ненормируемые работы, определяется по формуле:

где  - прием (сдача) смены,  = 12 мин;

 - время заряжения угольных шпуров;

 

 - время заряжения породных шпуров;

 

 - время проветривания угольного забоя,  = 15 мин.

 - время проветривания породного забоя,  = 15 мин.

- резервное время,

Время бурения шпуров по углю:

где - количество проходчиков на бурение шпуров, =1чел;

Время бурения шпуров по породе:

где - количество проходчиков на бурение шпуров, = 1 чел;

Время погрузки угля:

Время погрузки породы:

где - количество проходчиков на погрузке, принимается в зависимости от расстановки их по рабочим местам;

Время настилки пути (выполняется параллельно бурению шпуров):

где  - количество проходчиков на настилке пути;

= n - n_б = 3- 1 = 2 человека;

Время крепления канавки (выполняется параллельно бурению шпуров):

 

где  - количество проходчиков на крепление канавки, ;

Количество человеко-часов, затрачиваемых на крепление штрека:

Проверка расчетов времени заключается в том, чтобы соблюдалось равенство:

где  - время i-го участка графика, на котором работают  крепильщиков.

Расчет  можно произвести до составления или в процессе составления графика организации работ. В первом случае прежде всего определяется время несовмещенного крепления, где работают все 3 проходчиков:

Время совмещенного крепления  с бурением (работают два проходчика):

Время крепления по графику (фактическое)

Что примерно равно

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТОИМОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ ВЫРАБОТКИ

Стоимость проведения протяженной выработки рассчитывают на 1м ее длины.

Определяется стоимость 1м выработки по забойным расходам (прямым нормированием):

С_п.н= С₃ = С_м + С_м.с

где С₃ - стоимость 1 м выработки по прямой заработной плате проходчиков, грн/м;

С_м - стоимость 1 м выработки о материалам;

С_м.с - стоимость 1 м выработки по эксплуатации забойных машин и механизмов;

где Т₅ - тарифная ставка проходчиков пятого разряда, Т₅ = 12,09 грн;

 - сумма человеко-смен на цикл;

l₃ - длина заходки, м;

Стоимость 1м выработки по материалам определяется по формуле:

Расчет стоимости выработки по материалам на длину заходки производится в соответствии с таблицей 5.

Стоимость 1 м выработки на эксплуатации забойных машин и механизмов определяется по формуле:

Полная цена машино-смены приводится в таблице 6:

С_п.н. = 29,52 +253,84 + 28,28 = 311,64грн;

Определяем стоимость 1 м выработки по общешахтным расходам:

Вычисляем стоимость 1 м выработки по накладным расходам:

С_н = 0,283(С_п.н. + С_общ)

С_н = 0,283(311,64 + 249,31) = 158,75 грн

Полная стоимость выработки с учетом плановых накоплении определяется по формуле:

С_пол= 1,08(С_п.н+ С_общ + С_н)

С_пол= 1,08(311,64 + 249,31 + 158,75)= 777,28 грн.

Таблица 5 - Расчет стоимости выработки по материалам

Материал	Расход на цикл	% использования	Фактический расход	Цена ед. мат-л а, грн.	Суммарная стоимость; грн.
Крепь АП из СВП, т	0,592	100	0,592	238	140,89
	0,075	98,600	0,074	317,000	23,460
Эл.детонатор ЭДКЗ-П	15,000	100,000	15,000	0,148	2,2
Эл.детонатор ЭДКЗ-ОП	6,000	100,000	6,000	0,152	0,912
Щебеночный	1,990	98,000	1,950	9,960	19,420
Рельсы Р-24	0,117	90,000	0,102	160,000	16,320
Затяжки ЖБ	0,910	80,000	0,720	85,200	61,340
ЖБ шпалы	2,000	100,000	2,000	6,190	13,580
ЖБ крепь канавки	2,400	100,000	2,400	5,400	12,960
Итого					290,10

Таблица 6 - Полная цена машино-смены

Машины и	Количество	Время	Общий	Цена	Суммарная
механизмы		испытания	расход		стоимость
2ПНБ-2Б	1	1ч 10 мин	0,19	40,2	7,63
ВМП-6	1	6 часов	1	7,31	7,31
УВГ-2.5	15	1 ч 10 мин	0,19	15*1,62	4,61
ППЛ1К	1	1 ч 10 мин	0,19	67,2	12,77
Итого					32,32

ВЫВОД

В данном курсовом проекте приведен выбор и обоснование технологии, механизации и организации проведения людского ходка. Расчет производится исходя из горно-геологических условий залегания, физико- механических свойств пород, формы и размеров сечения выработки, типа и конструкции выбранной крепи. В результате расчета выбраны: необходимое проходческое оборудование, технология ведения работ, погрузка и транспортировка горной массы, проветривание выработки.

Проект проведения выработки соответствует действующим «Правилам безопасности в угольных и сланцевых шахтах».

При проведении людского ходка учитывались: новейшие достижения науки и техники, передовой опыт проходческих бригад и научное обоснование проведения горных выработок.

крепь выработка проходка штрек

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах. М. Недра, 2000

2. Унифицированные типовые сечения горных выработок К: Будівельник, 2001г

3. Машины и оборудование для угольных шахт: справочник, 1993г

4.Технологические схемы очистных и подготовительных работ на угольных шахтах - М: Недра 1986г

5. Единые нормы и расценки. Горнопроходческие работы, 1996г

6. Методические указания к выполнению курсового проекта по курсу «Технология и механизация строительства горных предприятий» Д:1990г