Проект вскрытия и отработки поля шахты 'Денисовская'

  • Вид работы:
    Дипломная (ВКР)
  • Предмет:
    Геология
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    23,71 Кб
  • Опубликовано:
    2017-02-10
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Проект вскрытия и отработки поля шахты 'Денисовская'

Введение


Дипломный проект - итоговая работа студента, которая завершает весь цикл обучения в университете и нацелена на решение комплексных горных задач в области подземной разработки месторождений полезных ископаемых.

Дипломный проект выполняется на базе теоретических знаний и практических навыков студентов, полученных на протяжении всего курса обучения, включая курсовые работы и проекты, производственные практики, трудовую деятельность, а также учебные научно-исследовательские работы.

Студент должен создать завершенную работу, основные выводы и предложения которой могут быть использованы на производстве.

Проект должен содержать элементы творчества, отражать умение автора решать инженерные задачи на современном уровне, знание основ технологии, организации и экономики подземных горных работ.

При выполнении дипломного проекта необходимо учитывать действующие нормы технологического проектирования и правила безопасности и эксплуатации, общегосударственные и отраслевые инструкции по ведению горных работ при подземной разработке месторождений полезных ископаемых.

Темой дипломного проекта является: «Проект вскрытия и отработки поля шахты “Денисовская”».

Денисовское каменноугольное месторождение расположено в юго-восточной части Алдано-Чульманского угленосного района Южно-Якутского бассейна Республики Саха, в 20 км юго-западнее г. Нерюнгри, в 10 км южнее п. Чульман и в 25 км севернее п. Беркакит.

Ближайшей железнодорожной станцией является разъезд Денисовский, расположенный на железнодорожной линии Беркакит - Томмот, проходящей по западной границе Денисовского месторождения, вдоль берега реки Чульман.

Через центральную часть месторождения проходит Амуро-Якутская магистраль (АЯМ), связывающая г. Якутск с Байкало-Амурской железнодорожной магистралью.

В районе п. Чульман располагается аэропорт.

Энергетическая база района представлена действующими Чульманской и Нерюнгринской ГРЭС.

Уголь пласта К4 представлен следующими марками: К и КЖ.

Уголь Денисовского месторождения отличается высоким содержанием углерода. В зоне окисления содержание углерода несколько снижается и увеличивается содержание кислорода.

1.     
Характеристика района и месторождения

1.1    Общие сведения о районе

Месторождение Денисовское каменного угля расположено в 20 км к северо-востоку от г. Нерюнгри, в 10 км южнее поселка Чульман. В 8 км восточнее месторождения находится Нерюнгринская ГРЭС с жилым поселком Серебряный Бор. Через центральную часть месторождения проходит Амуро-Якутская автодорога, соединяющая г. Якутск с Амурской областью. До г. Нерюнгри построена железнодорожная магистраль, соединяющая Южно-Якутский промышленный комплекс с БАМом.

Ближайшим угледобывающим предприятием является Нерюгринский угольный разрез мощностью 10 млн. т угля в год, расположенный в 35 км юго-западнее месторождения.

В крупных населенных пунктах - городе Нерюнгри и поселке Чульман имеются объекты соцкультбыта, коммунального хозяйства, производственная база строительства, ремонтно-механический завод, районная нефтебаза, Нерюнгринская ГРЭС, Чульманская ГРЭС. Все населенные пункты связаны между собой шоссейными дорогами. В поселке Чульман имеется аэропорт, принимающий все типы самолетов.

Климат района резко континентальный, летом температура достигает +350С, зимой она понижается до -610С (метеостанция п. Чульман). Зимний период длится шесть-семь месяцев, длительность безморозного периода 58 дней. Среднегодовая температура воздуха отрицательная (-9.50С).

Количество осадков составляет: максимальное - 649 мм, минимальное - 308 мм, среднее - 496 мм.

Устойчивый снежный покров держится 210 дней. Толщина снежного покрова не превышает 1м.

Сейсмичность района составляет 7-8 баллов по шкале Рихтера.

Месторождение находится в районе развития островной многолетней мерзлоты.

Вдоль склонов и ниже днищ долин рек развита многолетняя мерзлота островного характера.

Денисовское месторождение каменного угля расположено в юго-восточной части Алдано-Чульманского угленосного района Южно-Якутского каменноугольного бассейна. Детальная разведка месторождения выполнена Южно-Якутской комплексной экспедицией в 1977-1981 гг. Запасы каменного угля утверждены протоколом ГКЗ СССР (протокол № 9038 от 6 августа 1982 г.). Кондиции для подсчета запасов разработаны институтом «Сибгипрошахт» и утверждены ГКЗ СССР (протокол № 1615 от 28.08.1981 г).

Проектом строительства УДП «Денисовское», выполненном институтом «Сибгипрошахтом» в 1991 году, предусматривались к отработке 2 пласта - К6 и К4. Отработка пласта К6 намечалась подземным способом, К4 - комбинированным: выход пласта под наносы - открытыми работами, далее - подземными работами.

Фактически добыча угля на участке открытых работ ведется с 1991 года на выходах пласта К4 под наносы. Отработка ведется транспортной системой разработки экскаваторами ЭКГ-5 А, уголь автосамосвалами вывозится на угольный склад на основной промплощадке, погрузка в ж.д. вагоны производится экскаватором ЭКГ-5А. Вскрыша автосамосвалами транспортируется на внутренние отвалы. На промплощадке предприятия построены дробильно-сортировочный комплекс, котельная, ремонтно-складские объекты, АБК, ж.д. погрузочная станция, гаражи автобульдозерной техники, другие объекты вспомогательного назначения.

Добыча в разные годы составляла 110-312 тыс. т.

В 2001 году институтом «Сибгипрошахт» произведена корректировка проекта строительства Угледобывающего предприятия «Денисовское». Корректировкой проекта предусматривалась доработка участка открытых работ в 2002-2003 годах с производственной мощностью 250 тыс. т угля в год.

Одновременно предполагалось строительство участка подземных работ по пласту К4 (шахта).

Мощность пласта К4 2,04-4,8 м, угол падения 2-6° угли марки КЖ, К, не самовозгорающиеся, газообильность низкая, прогнозируемые водопритоки высокие. Породы кровли и почвы представлены в основном мелко-среднезернистыми песчаниками, крайне редко алевролитами

Маломощный (1,05 м) и высокозольный пласт К6Н залегающий в 50-55 м выше пласта К4 может быть подработан, что подтверждается заключением ВНИМИ.

Лицензия на право пользования недрами ЯКУ № 01529 ТЭ, в границах которой и ведутся горные работы, получена 29.07.1998 года сроком на 15 лет ОАО «Угледобывающее предприятие «Денисовское», республика Саха (Якутия). Площадь предварительного горного отвода 352,3 га. Размеры шахтного поля в границах лицензии на право пользования недрами составляют: по простиранию - 3,5 км, по падению - 1 км.

1.2    Геологическое строение Денисовского месторождения

Размеры Денисовского месторождения в пределах площади детальной разведки: по простиранию пластов - 16 км (между р. Чульман и р. Олонгро), вкрест простирания - от 0,8 до 5,5 км (от выхода под наносы пласта Дн11 до руч. Китаянка и Китаянского крупноамплитудного сброса). Размеры УДП «Денисовское» по пласту К4 в границах лицензии на право пользования недрами 3.5км х 1км, с учетом проектируемых границ перспективного развития: 3.5км х 4,0 км.

В геологическом строении месторождения в пределах площади детальной разведки принимают участие угленосные отложения юрского возраста в составе двух свит (снизу вверх): дурайской и кабактинской. Мощность дурайской свиты 540 м, а вскрытая мощность кабактинской свиты - 470 м. Отложения дурайской свиты представлены в основном песчаниками и алевролитами, кабактинской свиты преимущественно среднезернистыми и в меньшей степени мелкозернистыми песчаниками. Литологические отложения весьма однородны. Как правило, это песчаники аркозовые. Развитием пользуются как слоистые, так и массивные типы пород.

Угленосные отложения повсеместно перекрыты отложениями четвертичного возраста. Мощность их изменяется от 0,5 до 3,0 м, в отдельных случаях 4,0-5,0 м. наибольшее площадное распространение имеют делювиальные отложения, которые развиты на склонах долин и водоразделов (глыбово-валунный материал с примесью щебня, супесей и суглинков). На плоских вершинах водоразделов распространены как правило элювиальные отложения (супеси, суглинки, щебенка, обломки и глыбы каменного материала).

1.3    Тектоника

В структурно-тектоническом отношении месторождение расположено в пределах крыла крупной Олонгрино-Китаянской синклинальной структуры. Породы угленосного комплекса и пласты угля залегают в целом моноклинально с погружением в юго-западном и южном направлениях под углами в основном 2-6°. Относительно простая структура месторождения, в том числе пласта К4, осложнена разрывными и пликативными дислокациями, послойными подвижками и внутрипластовыми деформациями в пластах угля. Усложнение тектонического строения наблюдается с запада на восток. Западная часть пласта К4 на протяжении 4 км (поле УДП «Денисовское») - этопологая моноклиналь, осложненная в восточной его части на верхних горизонтах очень пологой мелкой вторичной синклиналью. Углы падения крыльев складки 2°. На средних горизонтах пласта от восточной границы шахтного поля на восток проявляется мелкая вторичная антиклиналь. Обе складки развиваются по простиранию пласта на восток с углами падения крыльев в пределах 2-6°.

В пределах пласта К4 в целом на площади его простирания выявлены 4 разрывные нарушения (с запада на восток - №№1, 4, 5 и 2).

Направление сместителей - по падению пласта. Затухают нарушения (№№1, 4, 2) к средним горизонтам, а нарушение №5 - вблизи выхода пласта под наносы.

Нарушения крутопадающие (70-80°), амплитуды смещения уменьшаются по мере затухания с 14-12 м до 6-4 м. Ширина зон дробления определяется в 10-15 м. Все нарушения развиты в восточной срединной части пласта. Нарушение №1 с амплитудой смещения 14-12 м служит естественной восточной границей проектируемого участка подземных работ на верхних горизонтах. Непосредственно на участке подземных работ крупноамплитудные нарушения не выявлены.

Мелкоамплитудные разрывные нарушения (0,5-3,0м) выявлены геологоразведкой при проходке канав и подземных выработок по пласту (с целью отбора проб угля). Немногочисленное наличие их подтверждается горными работами по пласту К4 действующего участка открытых работ УДП «Денисовское». Мелкоамплитудные разрывные нарушения возможны и на более нижних горизонтах, т.к. по керну скважин наблюдались зоны дробления пород и зеркала скольжения. Породы кровли пласта К4 трещиноватые и слабо трещиноватые (от 2 до 5 тр/пог. м) вне зон дробления и интенсивной трещиноватости. Для угля характерна интенсивная трещиноватость - от 20 до50 тр./пог. м. Кроме вышеперечисленных крупноамплитудных нарушений, в восточной половине пласта (вне границ УДП "Денисовское") выявлено еще одно крупное нарушение №3 (Китаянское). Оно обрезает все пласты Денисовского месторождения, является границей с соседним Муастахским месторождением. Нарушение прослежено по простиранию пласта Кд на 5 км, имеет крутое падение (70-80°) на юго-запад и амплитуду смещения от 50 до 150 м.

Китаянское нарушение значительно осложнило залегание всех пластов Денисовского месторождения, в т.ч. и пласта К4. Вдоль нарушения и по простиранию в зоне его затухания на протяжении 7 км в полосе шириной от 200 до 800 м наблюдается увеличение угла падения пласта с 6о до 15-30о.

1.4 Гидрогеологические условия

Площадь месторождения расположена в междуречье р. Чульман и р. Олонгро и рассечена их притоками. Глубина вреза долины р. Чульман - 155-180 м, руч. Китаянка -160 м. руч. Дежневка - 75-100 м. В пределах шахтного поля протекает только руч. Дежневка. Вне границ шахтного поля расположены р. Чульман и руч. Китаянка.

Многолетнемерзлые породы развиты на склонах водоразделов и в днищах долин поверхностных водотоков. Мощность их изменяется от нескольких метров до 60-100 м. Талые породы развиты на водоразделах и южных пологих склонах, в руслах поверхностных водотоков.

Из криогенных явлений имеют развитие в днище долины руч. Дежневка наледи.

Многолетнемерзлые породы ограничивают инфильтрацию атмосферных осадков, создают подпор в долинах водотоков.

Подземные воды шахтного поля приурочены к делювиально-элювиальным отложениям четвертичного возраста и угленосным отложениям юрского возраста. Воды аллювиальных отложений развиты за пределами шахтного поля, в долине р. Чульман. Отложения представлены песком (60%) с гравием, галькой и валунами. Воды аллювия имеют связь с водами юрских отложений под руслом реки только в местах наличия интенсивно трещиноватых песчаников, в горные выработки шахты не будут поступать.

Делювиально-элювиальные отложения, представленные различным обломочным материалом, повсеместно покрывают шахтное поле. Мощность их колеблется от 1,0 до 3 м. Содержащиеся в них воды - грунтовые. Питаются они за счет инфильтрации атмосферных осадков в теплое время года. По трещинам воды свободно фильтруются в нижележащий водоносный горизонт юрских пород. Водопроводимость четвертичных отложений неодинаковая во времени и по площади. К наступлению зимы воды отложений в основном истощаются, а оставшаяся их незначительная часть перемерзает. Значительного влияния на увеличение притока подземных вод в шахту грунтовые воды не окажут.

Подземные воды юрских отложений относятся к типу трещинных, трещинно-пластовых и трещинно-жильных. Массив пород неравномерно трещиноватый и не имеет выдержанных водоупоров. Воды напорные, особенно в долинах рек и ручьев. Под ручьем Дежневка пласт отрабатываться не будет, проектом предусматривается оставление охранного целика под его долиной. Обводненность массива неравномерная, что по видимому обусловлено наличием зон интенсивной трещиноватости и дробления пород.I

Средний коэффициент фильтрации не превышает 0.31 м/сут. а водопроводимость колеблется от 2,6 до 47 м2/сут. С глубиной (ориентировочно ниже 100 м) водообильность и водопроницаемость пород уменьшается.

Ожидается, что приток подземных вод в шахту при отработке запасов в границах существующей лицензии на право пользования недрами 250 мЗ/час (нормальный) с возможным кратковременным увеличением до 500мЗ/час за счет дождей, снеготаяния и из интенсивно трещиноватых зон.

При отработке запасов угля проектируемого перспективного участка ожидается, что приток воды в шахту ориентировочно составит 700 мЗ/час (нормальный) с возможным кратковременным увеличением до 1800 мЗ/час.

Следует отметить, что гидрогеологические условия в геологическом отчете даны в целом по месторождению для всех пластов кабактинской и дурайской свит, а в проекте предусматривается отработка только пласта К4. В связи с этим считаем целесообразным в процессе строительства подземного участка и его эксплуатации систематически уточнять гидрогеологические условия отработки месторождения.

По химическому составу подземные воды юрских отложений относятся к гидрокарбонатным, сульфатно-гидрокарбонатным, кальциево-натриевым с минерализацией от 69 до 72 мг/л. Общая жесткость их 0.6-2.2 мг/литр и относятся они к мягким, содержат свободную углекислоту до 4,4 мг/литр. Реакция вод щелочная (РН=7,1-7,8). В скважинах самоизлива проявляется запах сероводорода, содержание его в водах не превышает 1 мг/литр. Незначительное содержание свободной углекислоты указывает на отсутствие агрессии. По химическому составу подземные воды пригодны для хозяйственно-питьевых целей.

1.5 Характеристика угольных пластов

Общая площадь распространения пласта К4 - 36,5 км2, из них, на площади 12,3 км2 пласт отсутствует (в центральной и юго-восточной части). Строительство участка подземных работ намечается на площади 12,2 км2 (западная часть площади). Площадь (8,5 км2) к востоку от шахты малоперспективна для отработки в ближайшее время, так как представляет собой два удаленных участка (через 1,5-2 км), каждый из которых содержит ограниченные запасы угля (отдельно 8,8 млн. т. и 5,6 млн. т.), при этом угол падения пласта изменяется от 2° до 30°, пласт расщепляется на 2-3 пачки, из которых одна имеет рабочее значение, а средняя мощность ее равна соответственно 1,39 м и 1,44 м. Остальная площадь (3,5 км2) - это остаток площади к западу от шахты, между р. Чульман и руч. Китаянка. Здесь пласт в узкой излучине р. Чульман также расщепляется на 2-3 пачки с уменьшением мощности до выклинивания и расположен в водоохранной зоне реки (что предопределяет неэкономичность его отработки, так как балансовые запасы вне целика под водоохранную зону составляют 2,6 млн. т).

Общей закономерностью для пласта в целом по месторождению является увеличение мощности его с юго-востока на северо-запад по простиранию. В крайней юго-восточной части на протяжении от 0,3 до 5,5 км, общая мощность пласта изменяется от нулевого значения до 2,7 м (средняя 1,44 м). Западнее, на протяжении 1,5-2,0 км по простиранию пласт отсутствует. Далее, к западу на протяжении 1,0-1,6 км до линии расщепления пласта (восточная граница проектируемого участка подземных работ) общая кондиционная мощность одной из 2-3 пачек, на которые расщепляется пласт К4, изменяется от нулевого значения до 1,1-2,8 м (средняя 1,39м).

К северо-западу от линии расщепления пласта на пачки, на площади, где намечается строительство участка подземных работ, пласт К4 имеет сложное и реже простое строение с изменяющейся мощностью от 3,1-3,6 м до 6,5 м по простиранию и до 4,8 м по падению. Затем в узкой излучине р. Чульман пласт вновь расщепляется на 2-3 пачки с уменьшением кондиционной мощности до 2,4 м и полного выклинивания пласта. Характеристика угля пласта К4 в границах шахты «Денисовская» приведена в таблице 1.1.

Таблица 1.1. Характеристика угля пласта К4 в границах шахты «Денисовская»

Мощность пласта, м от-до средняя

Строение пласта (число породн прослоев)

Угол падения пласта, градусов от-до преоблад.

Вмещающие породы (литологический состав)

Коэффициент крепости по М.М. Протодьяконову от-до преобладающая

По геологическому отчету

Выним мощн пласта, м



Основной и непосредственной кровли

Угля

Вмещающих пород

Общая

Полез








1

2

3

4

5

6

7

8

9

2,1-4,48 3,55

2,1-4,28 3,43

2,1-4,48 3,55

Простое, сложное (0-5)

2-5 4

Непосредственная кровля-алевролит и песчаник КЗ,СЗ,МЗ. Основная кровля-песчаник КЗ,СЗ,МЗ

Песчаник СЗ,МЗ, алевролит КЗ; Не пучит

0,22-1,7 0,6-0,8

7-13 10-12

Примечание: КЗ, СЗ, МЗ - крупнозернистый, среднезернистый, мелкозернистый

1.6 Качество угля

 

Качественная характеристика угля пласта К4 оценивалась по данным геологоразведочных работ (детальная разведка проводилась в 1977-1982 годах, доразведка проводилась в 1988 году,). Коксуемость углей изучалась институтом ВУХИН, обогатимость - институтом КузНИИуглеобогащение.

Уголь пласта К4 по основным технологическим показателям в соответствии с ГОСТ 25543-88 отнесен к коксующимся марки К.

По петрографическому составу уголь витринитовый.

Основные показатели качества угля пласта К4 (колебания и средние значения) приведены в таблице 1.2.

Угли отрабатываемого пласта являются малосернистыми и малофосфористыми. Среднее содержание серы равно 0,31 %, среднее содержание фосфора - 0,0074 %. Следует отметить, что сера имеет органическое происхождение и входит в состав угольной массы, то есть при обогащении вся сера перейдет в концентрат.

Аналитическая влажность находится в диапазоне от 0,2 до 1,48 %. Рабочая влажность выдаваемого из шахты угля ожидается порядка 6,0 %.

Зольность «чистого» угля по пласту довольно высокая - 19,0%, в пределах зоны первоочередной отработки на участке подземных работ составляет в среднем 17,5%.

Повышенная зольность «чистых» угольных пачек связана с повышенным содержанием тонкодисперсных минеральных включений в самой угольной массе, то есть имеет место повышенная минерализация угольной массы. Пластовая зольность, с учетом 100% засорения породными прослоями, которые в основном расположены в верхней пачке пласта, на уровне 24,7%.

Выход летучих веществ по пласту К4 находится в основном в пределах от 17 до 27%. Толщина пластического слоя (у) в среднем составляет 23 мм при колебаниях от 10 до 36 мм.

Уголь обладает высокой теплотворной способностью, высшая теплота сгорания (по бомбе) составляет от 36,42 МДж/кг до 36,85 МДж/кг (8697-8798 ккал/кг).

Спекающие свойства угля в значительной мере определяют технологическую ценность его как сырья при производстве металлургического кокса. Наряду с толщиной пластического слоя (у), который является основным показателем спекаемости в России, по углю Денисовского месторождения проводились исследования и определялись показатели, положенные в основу Международной классификации углей (индекс Рога, индекс свободного вспучивания, тип кокса по Грей-Кингу, расширение на Одибер-Арну, отражательная способность витринита и т.д.). Согласно показателям угли Денисовского месторождения в Международной классификации занимают самую верхнюю строку (кодовые номера 535, 435, 434, 334), то есть они являются наиболее ценными коксующимися углями. Результаты опытных коксований показывают, что неокисленные угли образуют металлургический кокс высокой механической прочности. Показатели прочности кокса остаются высокими и при совместном коксовании Денисовских углей с углями марки СС (до 30% в шихте) и Г (до 40% в шихте).

Выход побочных продуктов при слоевом коксовании угля следующий: смолы в пересчете на сухой уголь 1.87-4.11%, бензола - 0,53-1,09%, что выше, чем выход данных продуктов из равнометаморфизованных углей Кузбасса. Содержание аммиака низкое - 0,18-0,22%, в 1,5 раза ниже, чем в кузнецких углях. Выход коксового газа, приведенный к 4000 ккал, составляет от 330 м3/т до 388 м3/т. В составе газа преобладают водород и метан. Газ представляет собой высококалорийное топливо с теплотой сгорания от 4008 до 4598 ккал/м3.

Таблица 1.2. Основные показатели качества угля пласта К4

Пласт

Влага аналитич %

Зольность, %

Содержание серы, Sdt,%

Содержание фосфора, Рd,%

Выход летучих веществ, Vdaf,%

Толщина пластическ слоя, у, мм

Теплота сгорания высшая, Qdafs, МДж/кг



чист угольн пачек

со 100% засорением прослоями






1

2

3

4

5

6

7

8

9

К4

0,2-1,48 0,44

11,8-34,4 19,0

11,8-49,7 24,7

0,18-0,55 0,31

0,002-0,021 0,008

17-27 22

10-36 23

36,42-36,85 36,6

Примечание: в числителе - предел значений

в знаменателе - преобладающее значение

.7 Горно-геологические условия эксплуатации

Угленосные отложения повсеместно перекрыты отложениями четвертичного возраста. Мощность их изменяет от 0.5 до 3.0 м, в отдельных случаях до 4.0 - 5.0 м. Наибольшее распространение на склонах долин имеют делювиальные отложения , которые развиты на склонах долин и водоразделов (глыбо-валунный материал с примесью щебня, супесей и суглинков). На плоских вершинах водоразделов распространены, как правило элювиальные отложения (супеси, суглинки, щебенка, обломки и глыбы каменного материала).

В строении непосредственной кровли пласта К4 принимают участие все литотипы углевмещающих пород от алевролитов до крупнозернистых песчаников. Песчаники крупнозернистые образуют значительное поле на северо-западе месторождения, а также небольшое поле на юге месторождения. Мощность слоев крупнозернистых песчаников составляет 1.6-2.5 м. Песчаники среднезернистые вскрыты в непосредственной кровле рассматриваемого угольного пласта и образуют обширные поля северо-западного простирания. Мощность слоев среднезернистых песчаников меняется от 1.6 м до 11.4 м. При больших мощностях песчаников они будут одновременно являться непосредственной и основной кровлей.

Песчаники мелкозернистые в непосредственной кровле пласта К4 имеют относительно ограниченное распространение. Они образуют удлиненные на север и северо-запад поля, которые сменяются полями среднезернистых песчаников. Слон мелкозернистых песчаников достигают мощности 16 м. В целом непосредственная и основная кровли пласта К4, сложенные песчаниками разной зернистости, относятся к весьма устойчивым, трудно обрушающимся и частично - к среднеустойчивым (на участках с алевролитами). Алевролиты в принятых к отработке границах пласта К4 имеют ограниченное распространение у восточной границы. Они имеют мощность 0.2-0.5 м и будут образовывать «ложную» кровлю на весьма ограниченной площади.

Непосредственная почва пласта К4 также представлена алевролитом и песчаниками, крупнозернистыми, среднезернистыми и мелкозернистыми. Очень редко встречается аргиллит. Алевролит крупнозернистый и мелкозернистый достигает мощности 2.0-5.0 м, довольно крепкий (f= 4-7), не размокает и не пучит.

Песчаники характеризуются более высокой крепостью (f= 7-13). Мощность слоев песчаника в непосредственной почве достигает 8.5-20.5м.

Крепость угля пласта К 4 колеблется от 0.22 до 1.7, наиболее встречаемые значения 0,6 - 0,74. На отдельных площадях в пласте встречается 2-3 прослойка пород, представленных углистой породой. Крепость прослойком составляет от 0.5 до 3.

По данным геологического отчета твердые включения (конкреции) в пласте К4 отсутствуют.

Сопротивление угля пласта К4 резанию составляет 140 кН.

Характеристика угля пласта К4 в границах шахтного поля УДП «Денисовское» приведены в таблице №1.

Физико-механические свойства угля и пород, вмещающих угольный пласт К4. приведены в таблице №2.

Па выходе пласта К4 под наносы, до глубины 70 м. распространена лона многолетней мерзлоты. Вдоль выхода под наносы зона многолетнемерзлых пород отсутствует только на площади, прилегающей к долине руч. Дежневка. Большая часть пласта. залегающая в зоне многолетней мерзлоты вдоль выхода под наносы, будет отработана действующим участком открытых работ. Вдоль р. Чульман зона многолетнемерзлых пород и угля расположена в целике под водоохранную зону.

Природная газоносность пласта низкая, так как пласт находится в зоне газового выветривания до гор +450 м, ниже метаноносность достигает 4 м3/т.

В связи с низкой газоносностью пласт не опасен по выбросам угля, газа и породы.

Склонность к горным ударам прогнозируется ниже глубины 200 м.

Угольная пыль взрывчатая. По заключению ВостНИИ уголь пласта К4 не склонен к самовозгоранию.

Породы силикозоопасные. Естественная радиоактивность пород и угля низкая - не превышает фоновых значений.

Температура пород изменяется от 1,4° С на глубине 100 м до 6,2 -7.8°С на глубинах 400-500 м.. Температура мерзлых пород - до минус 3°С.

1.8 Разведанность и благонадежность месторождения в границах участка подземных работ

Пласт К4 разведан на стадии детальной разведки в 1977-82гг Южно-Якутской геологоразведочной экспедицией в составе Денисовского месторождения (или «Поля шахты «Денисовская», так названа детально разведанная площадь. - после утверждения запасов) Разведанные запасы угля утверждены Государственной комиссией по запасам (ГКЗ) протоколом №9038 от 06.08,82 г.

В 1988г. трестом «Дальвостуглеразведка» произведена доразведка пласта К 4 от выхода его под наносы в полосе шириной от 100-300 до 500м (до выхода под наносы пласта Кнб), намечавшейся к отработке открытым способом. Запасы угля по результатам доразведки утверждены РКЗ Саха (Якутия) протоколом №4(Ю от 30.06.99г.

В целом по пласту сеть разведочных скважин обоснована авторами геологического от чета и составила: между линиями скважин 250 м. в линиях между скважинами -250 м. Запасы категории А разведкой не выделялись, запасы категории В по полю УДП "Денисовское" составляют 92,4%.

Запасы угля подсчитаны по кондициям, утвержденным ГКЗ протоколом №1615-к от 28.08.81г.: минимальная мощность пласта простого и сложного строения 0,7м для балансовых запасов и 0.5м - для забалансовых: максимальная зольность угля с учетом 100% засорения внутрипластовыми породными прослоями - 40% для подсчета балансовых запасов и 50%) - для забалансовых.

Пласт К4 подготовлен разведкой для промышленного освоения (процент запасов категории В высокий, изучена тектоника, строение пласта, качество угля, гидрогеологические и горно-геологические условия). Возможно, в период эксплуатации, на отдельных участках потребуется уточнение гидрогеологических условий.

1.9 Границы и запасы угля УДП «Денисовское»

 Согласно и лицензии на право пользования недрами ЯКУ № 01529 ТЭ от 28.07.1998 г. границы УДП «Денисовское» по пласту К4 по состоянию на 01.01.1999 г. были приняты:

на северо-востоке угловые точки с 12 по 18 и точка 1 (выход пласта под наносы):

- на юго-востоке - нарушение № 1 (угловые точки 1, 2, 3);

на юго-западе линия ожидаемого сдвижения пород от подземных горных работ (приблизительно от нарушения 1 створ скважин 2663, 3605, 4038, 3604, 31, 4053, 3603, 4154, 4134, 4139, 3602, 3600, 2661, 3599, 3508, 3242, 2561), угловые точки 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12;

на северо-западе - граница целика под водоохранную зону р.Чульман, угловые точки 12, 13.

Площадь горного отвода - 3.7 км2.

В указанных границах, в основном, предусматривалась отработка запасов угля участком открытых работ и, частично, ниже границы открытых работ, участком подземных работ с малой высотой этажа.

Выполненными в 1999 году институтом «Гипроуголь» обоснованиями инвестиций на строительство участка подземных работ по пласту К4 предусматривается вовлечение к отработке всех запасов, большая часть которых находится не в границах существующей лицензии на право пользования недрами. В настоящее время на прирезку запасов, находящихся не в границах существующей лицензии, получено «Дополнение к лицензии ЯКУ 01529 ТЭ", утвержденное 28 сентября 2000г.

Количество балансовых запасов в границах лицензии ЯКУ 01 529 ТЭ на право пользования недрами по состоянию на 01.01.2003 года по категории В + С1 составляет 14 803 тыс. т, в том числе по пласту Кн6 - 1888тыс. т, по пласту К4 - 12915 тыс. т, с учетом дополнения к лицензии балансовые запасы по категории В+С1 составляют 66303 тыс. т, в том числе по пласту К4 по категории В + С1 - 63711 тыс. т, по категории В - 59730 тыс. т, по категории С1 - 4341 тыс. т, из них марки КЖ

Согласно проекта отработка запасов подземным способом предусмотрена по пласту К4: из запасов 64415тыс. т действующим участком открытых работ дорабатывается 343тыс. т, а 64072 тыс. т будет отрабатываться подземным способом.

Границей между участком открытых работ и участком подземных работ (шахтой) является борт участка открытых работ, отстроенный по предельному- коэффициенту вскрыши.

Запасы угля пласта Кнб (1888 тыс. т) проектом предполагается передать для учета Государственному комитету Республики Саха (Якутия) по геологии и недропользованию, т.к. пласт к отработке не предусматривается и согласно рекомендаций СФ ВНИМИ №98 от 23.11.1995 года может быть подработан горными работами по пласту К4. При благоприятной экономической ситуации пл. Кнб может быть отработан в перспективе.

Промышленные запасы по участку подземных работ в границах лицензии составляют 8720 тыс. т Извлечение запасов по пласту К4 - 67,5%.

Расчет промзапасов произведен в соответствии с рекомендациями «Инструкции по расчету промышленных запасов, определению и учету потерь угля (сланца) в недрах при добыче», 1996 г.

К общешахтным потерям отнесены запасы в охранных целиках под центральные стволы, руч. Дежневка и водоохранную зону р. Чульман, а также целик между разрезом и участком подземных работ. Ширина целика, между действующим разрезом и участком подземных работ принята не менее 11 м (рекомендации ИГД Севера), но из-за не прямолинейности конечного положения открытых горных работ ширина целика достигает 20-50 м, а в центральной части (район ручья Дежневка) - 100 м.

Из расчета промышленных запасов исключены потери у геологических нарушений.

Размеры целиков для охраны капитальных выработок в зоне не опасной по горным ударам приняты по рекомендациям СФ ВНИМИ №19 от 14.02.2002 г.), и равны 40 метрам. В зоне опасной по горным ударам, по рекомендациям Кемеровского Представительства ВНИМИ №3 от 07.02.2002г. (в зависимости от глубины проведения выработок размеры охранных целиков капитальных выработок составляют 30-90м.

2.      Производственная мощность и срок службы шахты

 

Общая организация работ на шахте

Запасы угля пласта К4 ниже участка открытых работ намечается отработать подземным способом.

По произведенному расчету нагрузок на очистной забой по техническим и технологическим факторам на ПЭВМ по программе разработанной ООО «РАПИС» на основании методик ИГД СО РАН, КузНИУИ, ВНИМИ, при отработке пласта К4 технически возможные нагрузки на забой составляют до 10000 тыс. тонн в сутки.

Режим работы шахты

Режим работы предприятия в соответствии с заданием на проектирование принимается следующий:

1.      Число рабочих дней в году:

·   для предприятия - 365;

·   для трудящихся - 300.

2.      Рабочая неделя:

·   для предприятия - непрерывная;

·   для трудящихся - 5 дней.

3.      Число рабочих смен в сутки:

·   на подземных работах - 4,

·   в том числе по добыче - 3,

·   ремонтно-подготовительная - 1;

·   на поверхности - 3.

4.      Продолжительность смены:

·   на подземных работах - 6 часов;

·   на поверхности - 8 часов.

При выполнении проекта границы шахты «Денисовская» приняты в соответствии с действующим Горноотводным актом №794 от 19.12.1991 г., лицензией на право недропользования ЯКУ01529ТЭ от 28.07.1998 г. и «Дополнением к лицензии ЯКУ 01529 ТЭ» от 28.09.2000 г. действующего и предварительно согласованного горных отводов:

-        на северо-востоке - угловые точки горного отвода с 12 по 18 и 1;

на юго-востоке - угловые точки с 1 по 6 и далее угловые точки 6,
19, 20, 21 (приблизительно линия расщепления пласта на пачки);

на юго-западе - угловые точки 21, 22, 23 - линия ожидаемого сдвижения пород от подземных горных работ (вдоль водоохранной зоны руч. Китаянка и р. Чульман);

на северо-западе - угловые точки 23, 24 (граница целика под водоохранную зону р. Чульман) и угловые точки 11, 12, 13.

Границей между участком открытых горных работ и участком подземных работ является борт участка открытых работ, отстроенный по граничному коэффициенту вскрыши.

Проекция границ шахты с пласта К4 на поверхность принята вертикальной. При ведении очистных работ сдвижение горных пород массива будет происходить в пределах вертикальной проекции границ шахты на земную поверхность, так как у границ шахты по пласту оставлены охранные целики под капитальные горные выработки значительных размеров (80-120м).

Размеры шахтного поля: по простиранию - от 3,2 до 4,1 км, по падению пласта - от 2,7 до 4,0 км, площадь - 12,2 км2 .

Балансовые запасы угля в границах утвержденного и предварительно согласованного горного отвода, по состоянию на 01.01.2003г. составляют 64415 тыс.т, из них, для отработки подземным способом по пласту К4 - 63710 тыс.т (В+С1), 705 тыс.т дорабатывается участком открытых работ.

Данные об утвержденных балансовых запасах угля по пласту К4 в границах ОАО «Шахта «Денисовская» приведены в таблице 3.1.

Промышленные запасы добываемого угля в границах ОАО «Шахта «Денисовская» оцениваются в 45775 тыс. т. Расчет промышленных запасов приведен в таблице 3.2.

Расчет промышленных запасов произведен в соответствии с «Инструкцией по расчету промышленных запасов, определению и учету потерь угля (сланца) в недрах при добыче», 1996 г.

При выполнении расчета промышленных запасов выделены проектные общешахтные потери в охранных целиках, проектные потери вследствие тектонических нарушений и проектные эксплуатационные потери.

Таблица 3.1. Балансовые запасы угля по пласту К4

В границах шахты «Денисовская»

по геологическому отчету  ГОСТ 10101-79

учтены в проектируемых границах на 01.01.2003 г.

из них по проекту к отработке

тыс. т

В+С1

В+С1

1

2

3

СС

164

164

2КЖ

20352

20352

К

43899

43899

Всего

64415

64415

Примечание: запасы категории В составляют 59587 тыс.т (92,5%) запасы категории С1 составляют 4828 тыс.т (7,5%)

К проектным общешахтным потерям отнесены запасы угля в охранных целиках под объектами на поверхности и у капитальных горных выработок, в том числе целиках под водоохранную зону р. Чульман. и руч. Дежневка, под главные наклонные стволы, под дренажные и магистральные штреки, центральный и фланговые уклоны, а также под фланговые стволы, а также в целике между разрезом и участком подземных работ. Размеры целиков для охраны капитальных выработок от влияния очистных работ приняты:

-        в зоне не опасной по горным ударам - 40 метров (по рекомендации СФ ВНИМИ №19 от 14.02.2002 г.);

-        в зоне опасной по горным ударам и в зависимости от глубины проведения выработок 30-90 метров (по рекомендации Кемеровского Представительства ВНИМИ №3 от 07.02.2002 г.).

К проектным потерям из-за геологических нарушений отнесены запасы угля в участках сложной конфигурации запасов у нижних границ шахты, запасы угля в участках сложной конфигурации у борта разреза между подземными и открытыми горными работами, и запасы угля у геологических нарушений.

Ширина целика между разрезом (участком открытых работ) и границей подземных работ шахты принята не менее 11м, но из-за непрямолинейности конечного положения открытых горных работ ширина целика преимущественно составляет 15-60 м, а в центральной части (район руч. Дежневка) достигает 120.

К эксплуатационным потерям при отработке отнесены запасы угля в лавах на незначительных по размерам участках (от 20 до 220 м шириной) из-за диагонального положения фронта лав к капитальным горным выработкам, запасы теряемые в прикровельной пачке угля с изменчивой по площади распространения мощностью от 0,1 до 1,6 м при среднем значении в 0,4 м (на площади распространения пласта большой мощности и сложного строения в связи с отсутствием в настоящее время механизированных крепей с необходимым диапазоном раздвижности) и запасы угля в межштрековых целиках. Проектные эксплуатационные потери при отработке запасов составят 12,46%, в том числе 6,44 % в межштрековых целиках.

Проектные эксплуатационные потери при доработке запасов угля участка камерно-столбовой системой отработки составят 23,7 - 25%.

В засорении добываемого угля участвует порода верхнего породного прослоя и почвы на участках сложного строения пласта, при проходке штреков, а также порода прослойков в средней и нижней частях пласта, имеющих незначительное распространение. Допустимое засорение породой кровли и почвы рассчитано в соответствии с «Методикой расчета норм показателей качества углей и продуктов их переработки по предприятиям Минуглепрома СССР», 1993 г. Ожидаемое извлечение запасов по шахте составит - 66,16%.

Таблица 3.2. Расчет промышленных запасов угля

* - пачка угля в кровле пласта с изменчивой по площади распространения мощностью от 0,1 до 1,6 м при среднем значении в 0,4 м (на площади распространения пласта большой мощности и сложного строения в связи с отсутствием в настоящее время механизированных крепей с необходимым диапазоном раздвижности)

** - проектные эксплуатационные потери состоят из потерь в межкамерных и межштрековых целиках

Производственная мощность шахты

Мощность шахты является важнейшим производственным параметром, определение которого требует обязательного учета конкретных горнотехнических и горно-геологических характеристик.

На производственную мощность шахты оказывают значительное влияние величина запасов, мощность пласта, состав и свойства вмещающих пород, газоносность месторождения и других факторов.

Производственная мощность шахты определятся исходя из суммарной нагрузки на действующие лавы, работающие на различных пластах или участках пласта:

 

где С, φ, К1, К2, Кпр - расчетные коэффициенты и они равны:

С=18,6; φ=18; К1=4445; К2 = 25,1; Кпр=0,000134.

Е=0,1 - коэффициент сравнительной экономической эффективности капитальных вложений;

Z пр- промышленные запасы шахтного поля.

Месячная производительность очистного забоя


где l - длина лавы, м (200м);

mср - средняя мощность пластов в шахтном поле, м (3,55м);

Vсут - суточное подвигание очистного забоя, м (12м);

γ - средняя плотность угля, т/м3 (1,4);

с - коэффициент извлечения угля в очистном забое (с=0,79);

N - число рабочих дней в месяце (N=25).

Срок службы шахты.

Промышленные запасы угля пласта К4, принятые к отработке подземным способом, в количестве 45775 тыс. т. при годовой добыче в 3000 тыс. т/год с учетом развития добычи и выхода на проектную мощность, а также затухания добычи на конечном этапе, обеспечат срок службы шахты в 17 лет.

 


3.Технологический комплекс на поверхности и генплан


Поле шахты «Денисовская» находиться в удалении от города Нерюнгри на расстоянии 24 км, в лесной полосе. Рельеф местности района месторождения горный с абсолютными отметками от 700 до 830 м.

Промплощадка шахты «Денисовская» располагается в непосредственной близости к шахтному полю.

Предприятия, промышленные узлы и связанные с ними отвалы, отходы, очистные сооружения следует размещать на землях несельскохозяйственного назначения или непригодных для сельского хозяйства. При отсутствии таких земель могут выбираться участки на сельскохозяйственных угодьях худшего качества.

Похожие работы на - Проект вскрытия и отработки поля шахты 'Денисовская'

 

Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу
Без плагиата!