Краткая характеристика угольного пласта
Согласно заданию на курсовой проект необходимо спроектировать технологическую схему выемки тонкого угольного пласта для следующих горно-геологических условий:
1. Мощность пласта средняя – 1,2 м (m min= 1,15 м, m max=1,25 м).
2. Угол падения пласта αср =18º, (αmin =17º, αmax =19º).
3. Сопротивляемость угля резанию составляет 195 кН/м.
4. Плотность угля в массиве – 1,44 т/м3.
5. Приток воды в очистной забой составляет 2 м3/час.
6. Категория пород кровли по обрушаемости А2 – основная кровля представлена песчаным сланцем мощностью 8,0 м и крепостью по шкале проф. Протодьяконова f =5.
7. Категория пород непосредственной кровли по устойчивости В1 – непосредственная кровля представлена глинистым сланцем мощностью 0,1 м и крепостью по шкале проф. Протодьяконова f =1, («ложная кровля». Выше залегает глинистый сланец мощностью 6,0 м и крепостью по шкале проф. Протодьяконова f =4.
8. Непосредственная почва представлена песчаным сланцем мощностью 6,0 м и крепостью по шкале проф. Протодьяконова f =5.
9. Относительное метановыделение: общее - 23 м3/т; из отрабатываемого пласта – 16 м3/т и из выработанного пространства – 7 м3/т.
10. Глубина ведения работ 500 м.
11. Пласт опасен по внезапным выбросам.
12. Пласт не опасен по взрывам угольной пыли.
13. Пласт не склонен к самовозгоранию.
Марка угля – коксующийся К.
Выбор типоразмера и выемочного оборудования в лаве
Для создания безопасных условий труда горнорабочих и обеспечения эффективной работы очистного забоя применяется комплексно-механизированная выемка тонкого пласта угля.
Так как в непосредственной кровле пласта залегает ложная кровля, представленная глинистым сланцем мощностью 0,1 м и прочностью f =1, то наиболее рациональным способом предотвращения вывалов кровли в лаве является присечка этого слоя кровли и средняя мощность пласта составит 1,3 м.
Таким образом при средней вынимаемой мощности пласта составит 1,3 м и марка «К», целесообразным является применение узкозахватного комбайна РКУ-10 в составе механизированного комплекса 2МКД-90.
Согласно рекомендаций [3] для для отработки угольного пласта принимается механизированныйкомпллекс нового технического уровня типа 2МКД90, узкозахватный комбайн РКУ-10 и скребковый конвейер СПЦ-163.
В конвейерном штреке применяется конвейер-перегружатель СП-202.
Выбор механизации очистных работ производится на основе сравнения заданных горногеологических условий (табл. 2.1) с параметрами механизиро-ванных комплексов, выпускаемых промышленностью.
Таблица 2.1. Область применения комплекса 2МКД-90
| Параметры | Область применения комплекса 2МКД-90 | Фактические условия |
| Мощность пласта,м | 1,1-1,5 | 1,25-1,35; Средняя – 1,3 |
| Угол залегания пласта, град | до 35 | 17-19 |
| Категория основной кровли по обрушаемости | А1, А2 | А2 |
| Устойчивость нижнего слоя непосредственной кровли | Б2,Б3,Б4, Б5 | Б3 |
| Минимально необходимая величина сопротивления пород почвы на вдавлива-ние, Мпа | 4,0 | |
| Система разработки | Столбовая, комбинированная | комбинированная |
| Сопротивление угля резанию, КН/м | До 300 |
Так как пласт угля выбросоопасный, то применяется технологическая схема с односторонней схемой выемки угля и холостым перегона комбайна для зачистки угля.
1.Оценка возможности применения комплекса по категории боковых пород (А2, Б1+ Б3) – комплекс подходит, при условии совместной выемки угольного пласта.
2. Проверка выполнения требования по нагрузке на поддерживающую часть из условия
; (2.1)
, (2.2)
где Р '1 – сопротивление поддерживающей части крепи, Р '1 = 0,48 Мпа;
Р пл – сопротивление посадочного ряда, Р пл = 0,6 кН/м;
Р – минимально допустимая величина сопротивления соответственно категории пород и обрушаемости, Р = 0,25 Мпа;
Р΄пос – минимально допустимая величина сопротивления посадочного ряда, для нашей категории пород 0,95 кН/м.
;
.
Условия соблюдаются.
3. Проверка на соответствие сопротивляемости почвы вдавливанию, где
должно выполнятся условие
; (2.3)
МПа.
4. Сопротивляемость угля резанию должна быть
; (2.4)
кН.
5. Для сравниваемых механизированных комплексов и входящего в их состав оборудования определяем минимально необходимую мощность пласта m1min, м, при которой обеспечивается нормальное функционирование выемочной машины в зоне ее прохода под крепью по формуле
, (2.5)
где Нк – высота корпуса выемочной машины от почвы пласта, Нк = 800 мм для комбайна РКУ-10;
B1 = 100 мм – толщина перекрытия секции крепи в зоне прохода выемочной машины под крепью;
tk = 40 мм – величина подштыбовки завальной боковины конвейера;
t1 = 0– высота породной подушки на перекрытии секции крепи в зоне прохода выемочной машины под крепью, мм;
hу = 35 мм – величина свободного пространства для управления комбайном;
hr = 55 мм – величина свободного пространства для прохода выемочной машины под крепью при изменении гипсометрии пласта;
h3 = 50 – запас свободного пространства для прохода выемочной машины под крепью, мм;
R1 = 1,825 м – расстояние от забоя до наиболее удаленной от него части корпуса комбайна или борта струговой установки. Тогда:
14. Для сравниваемых механизированных комплексов и входящего в их состав оборудования определяем минимально необходимую мощность пласта m2min, м, при которой обеспечивается допустимая высота для прохода людей под механизированной крепью из выражения
. (2.6)
где: Во = 108 мм, В2 = 90 мм – соответственно толщина основания и верхнего перекрытия секции крепи, мм;
Нл = 500 – минимальная высота прохода для людей под крепью, мм,
t0, = 25 мм, t2 = 30 мм – соответственно высота «штыбовой подушки» под основанием и «породной подушки» на верхнем перекрытии секции крепи, мм;
R2 = 3,31 м – расстояние от забоя до середины прохода для людей.
Данные для расчетов по формуле (6.10) приведены в табл. 6.7 и 6.8. Результаты расчетов записываются в табл. 6.6.
15. Для сравниваемых механизированных комплексов и входящего в их состав оборудования определяем минимально необходимую мощность пласта m3min, м, при которой обеспечивается работа механизированной крепи без исчерпания ее податливости в условиях максимального опускания пород кровли по формуле
, (2.7)
где Hmin = 710 мм – минимальная высота крепи в сдвинутом положении;
hp – запас гидравлической раздвижности для разгрузки крепи, мм; для пластов мощностью менее 1 м принимается 30 мм, для пластов большей мощности – 50 мм;
R3 =3,81 м – расстояние от забоя до заднего ряда стоек крепи.
Для выбора комплекса должно выполнятся следующее условие
(2.8)
(2.9)
1,5 > 1,18;
0,71 < 0,902.
Таким образом, для заданных горно-геологических условий наиболее целесообразным является применение механизированных комплексов 2МКД-90 (рис. 2.1), в состав которого входят механизированная крепь 2КД-90, узкозахватный комбайн РКУ-10 и скребковый конвейер СПЦ-162-11 (рис.2.2).
      | |||
 |
Для обеспечения устойчивости пород кровли на сопряжении лавы с выемочными выработками (для исключения «топтания» непосредственной кровли секциями механизированной крепи при их режиме работы «снятие нагрузки-распор») на бровках лавы сооружаются ниши доиной по 2 м и шириной 4,8 м. Выемка угля в нишах производится отбойными молотками МО-3М (давление воздуха 0,3-0,5 МПа, расход воздуха 1,5 л/мин; масса молотка – 8,7 кг, длина – 0,86 м (без пики).
Крепление ниш производится металлическими стойками СУГ-10М с размерами по высоте: минимальный - 1000 мм; максимальный – 1400 мм; масса стойки 34 кг под деревянный брус (толщиной 0,98 м).
