Проходка конвейерной выработки на шахте «Новодонецкая»

• ВВЕДЕНИЕ
• 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ШАХТЫ И ШАХТНОГО ПОЛЯ
• 1.1 Общие сведения о шахте
• 1.2 Геологическая характеристика
• 1.3 Вскрытие и подготовка шахтного поля
• 1.4 Система разработки
• 1.5 Технология проведения 3 южного конвейерного штрека
• 2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
• 2.1 Исходные условия
• 2.2 Анализ технологии базового варианта
• 2.3 Форма сечения выработки и тип крепи
• 2.4 Выбор типового сечения
• 2.5 Параметры крепление выработки
• 2.6 Способ и схема проведения выработки
• 2.7 Выбор проходческого оборудования
• 2.8 Расчёт скорости проведения выработки
• 2.9 ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
• 2.9.1 Расчет объёма работ по процессам на смену
• 2.9.2 Расчет комплексной нормы выработки и расценки
• 2.9.3 Составление графика выходов на сутки
• 2.9.4 Расчет продолжительности рабочих процессов на смену и составление графика организации работ
• 2.9.5 Краткое описание работ по сменам с расстановкой рабочих
• 3. Проветривание тупикового забоя
• 4. ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ УЧАСТКА
• 4.1 Выбор напряжений
• 4.2 Выбор участковой подстанции
• 4.3 Выбор кабелей
• 4.4 Выбор низковольтной аппаратуры управления
• 4.5 Комплектование распредпунктов
• 5. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
• 5.1 При эксплуатации машин и механизмов
• 5.2 При возведении крепи
• 5.3 Противопожарная защита
• 5.4 Контроль проветривания тупикового забоя
• 5.5 Предупреждение и локализация взрывов угольной пыли
• 5.6 Разгазирование выработки
• 5.7 Защита от поражения электрическим током
• 6. ЭКОНОМИЧЕСкАЯ ЧАСТЬ
• 6.1 Расчет производительности труда проходчиков на сутки (выход) и за месяц
• 6.2 Планирование и калькуляция себестоимости проведения одного погонного метра выработки по элементам затрат
• 6.3 Показатели экономической эффективности проходки
• Выводы
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
• ВВЕДЕНИЕ
• В топливно-энергетическом комплексе Украины уголь занимает приоритетное значение. Месторождения угля отличаются сложными горно-геологическими условиями.

Важнейшими направлениями в развитии угольной отрасли является создание и внедрение в производство техники нового поколения для комплексной механизации очистных и подготовительных работ.

С целью интенсификации добычи угля расширяется выпуск техники для проведения подготовительных выработок, особенно проходческих комбайнов способных разрушать крепкие и абразивные породы.

Ясиноватский машзавод серийно выпускает комбайны типа КСП-32, КСП-21. Новокраматорский завод производит новейшие комбайны П-110,П-160, которые прошли промышленное испытание на многих шахтах Донбасса и показали хорошие технико-экономические показатели.

Совершенствуются и средства транспортирования горной массы из подготовительных забоев. Например, широко применяются телескопические конвейеры, специально приспособленные для работы в проходческих забоях типа 1ЛТП-80, 2ЛТП-80.

Ритмичная работа шахт по угледобыче невозможна без своевременной подготовки новых очистных забоев, а это требует повышенного внимания к технической оснащенности и правильной организации работ горно-проходческих участков. Учитывая актуальность этой проблемы для шахты, целью данного проекта является разработка проведения конвейерного штрека на базе новой технологии, с внедрением новой механизации выпускаемой на предприятиях Украины, разработка мер безопасности в подготовительном забое.

1 ХАРАКТЕРИСТИКА ШАХТЫ И ШАХТНОГО ПОЛЯ

1.1 Общие сведения о шахте

Поле шахты «Новодонецкая» расположена в северо-западной части Красноармейского промышленного района. Шахта введена в эксплуатацию в 1968 г. с мощностью 1 200 000 тонн в год или 4000 тонн в сутки. Балансовые запасы поля составляют 78 858 000 тонн. Срок службы шахты 48лет.

Границами шахтного поля являются:

по простиранию на севере общая граница с шахтой «Красноармейская»

на юге прямая линия общая граница с шахтой «Белозерская»

верхней границей является выход пластов на поверхность карбона нижняя техническая граница по изогипсе минус 650 метров.

Размер шахтного поля по простиранию 7 км, по падению 2,5 км.

Режим работы шахты непрерывный, подземные участки работают в четыре смены по 6часов.

Шахта «Новодонецкая» отнесена к третьей категории по газу, относительная газообильность 13,5 м³ / т. Суфлярных выделений и внезапных выбросов метана не наблюдалось.

1.2 Геологическая характеристика

Угленосная толща шахтного поля сложена породами слабого метаморфизма и представлена свитами С₂⁵, С₂⁶, С₂⁷. Основными рабочими пластами являются, К₈, К₇, К₅.

Залегание пластов спокойное с углом падения 10 — 12⁰.

Боковые породы непосредственно примыкающие к пластам как в кровле, так и в почве являются неустойчивыми, кроме того на многих пластах отмечается наличие «ложной кровли» .

Проектируемый пласт на участке проведения конвейерного штрека имеет трехпачечное строение.

Общая вынимаемая мощность пласта 1,68 м. Сопротивление угля резанию 240 кН / м². Марка угля Г. Коэффициент крепости по шкале Протодьяконова f = 1,5, объемная масса 1,29 т / м³, угол падения 10⁰ -12.

Пласт к самовозгоранию не склонен, опасен по метану и взрыву угольной пыли, не выбросоопасен. Температура горных пород на проектируемой отметке 26⁰.

В непосредственной кровле пласта залегает аргиллит с коэффициентом крепости f = 3, мощностью 2 — 4 метра. Основная кровля пласта аргиллит крепостью f = 3 — 4, мощностью 7−9метров. Объемная масса пород кровли 2 т/м³.

В непосредственной почве залегает аргиллит мощностью до 1,5 м с крепостью f = 3, под которым располагается крепкий устойчивый алевролит мощностью 2−6м и крепостью f = 5.

1.3 Вскрытие и подготовка шахтного поля

Поле шахты вскрыто двумя центральносдвоенными вертикальными стволами и горизонтальными квершлагами.

На выходе пластов под наносы размещаются три шурфа и два вентиляционных квершлага.

Основные вертикальные стволы пройдены до отметки минус 140,9 м на глубину 318 м. На этой отметке заложен основной откаточный горизонт 320 м.

На шахте применяется панельная схема подготовки. Отработка ярусов внутри панелей нисходящая. Отработка выемочных участков производится от границ панелей в направлении к панельным уклонам и ходкам. Панели, как правило, двукрылые. Размеры панелей по падению 1200 — 1300 м, по простиранию 2000 — 3000 м. Наклонная высота ярусов 190 — 230 м., между ярусов целики не оставляются.

1.4 Система разработки

На шахте все рабочие пласты отрабатываются по системе разработки длинными столбами по простиранию. Оконтуривание выемочных участков ведется одновременно двумя бригадами. Оба штрека проводятся узким забоем сводчатой формы с присечкой вмещающих пород.

Конвейерный штрек проводится сечением 13,8 м², вентиляционный 11,2 м².

В настоящее время в уклонной части пласта находится 3 южная лава ступенчатого уклона. Длина лавы 185 м оборудована комплексом КМ-87УМН. Длина выемочного поля 1500 м.

Схема проветривания участка возвратноточная. Свежий воздух поступает с южного ходка и ступенчатого уклона № 1 на конвейерный штрек, в лаву, а затем в вентиляционный штрек, вентсбойку и вентиляционный ходок.

1.5 Технология проведения 3 южного конвейерного штрека

При подготовке лавы конвейерный штрек по пласту проводился узким забоем с двухсторонней подрывкой боковых пород. Площадь сечения в проходке 16,2 м², в свету 11,2/12.8 м² после и до осадки.

В качестве крепи применялась арочная податливая металлокрепь КМПА-3/13,8 с деревянной затяжкой и шагом установки рам 0,8 м.

Штрек проводился комбайном ГПКС с совместной выемкой угля и породы и транспортировкой конвейером 1Л-100К через перегружатель конвейер СП-202.

Вспомогательные материалы в забой доставлялись одноконцевой канатной откаткой в вагонетках ВГ-2,5 с помощью грузовой лебедки ЛВ-25.

Возведение постоянной крепи в забое выполнялось вручную.

Достигнутая скорость проведения 180 м в месяц. В забое работала суточная бригада с явочным штатом 24 человека, списочным 46 человека.

Производительность труда проходчиков составила 0,25 м на выход, за месяц 3,9 м на человека. Себестоимость проведения 1 м. пог.1587 грн.

шахта штрек выработка горная

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Исходные условия

Проектируемый 3северный конвейерный штрек ступенчатого уклона пласта предназначен для подготовки новой лавы в северном крыле панели.

Штрек будет служить для транспортировки угля из очистного забоя, подачи свежей струи воздуха, доставки материалов и прочих вспомогательных целей.

Срок службы выработки 3года, глубина заложения 476 м от поверхности, максимальная протяженность 900 м.

Основным видом транспорта будет конвейер 1ЛТ-100. В качестве вспомогательного транспорта предполагается применение напочвенной дороги ДКНЛ-1.

В выработке будет один рельсовый путь шириной колеи 900 мм. Расход воздуха при эксплуатации 1120 м³ /мин.

2.2 Анализ технологии базового варианта

Технологическая схема 3южного конвейерного штрека имеет ряд недостатков:

применяемый комбайн ГПКС по своей характеристике работает на пределе своих возможностей в проектируемом сечении. Комбайн устарел, требует ремонта;

транспортные средства так же не обеспечивают высоких темпов проходки, применение двух ленточных конвейеров увеличивает число пересыпов и число обслуживающего персонала;

вспомогательный транспорт с использованием лебедок мало производителен и неудобен в эксплуатации.

С целью совершенствования технологической схемы проектируемого штрека предлагаются следующие меры:

применить в забое более производительный и надежный проходческий комбайн усовершенствовать транспортную цепочку за счет применения телескопического конвейера для доставки материалов применить напочвенную канатную дорогу для частичной механизации крепления штрека применить подвесной крепеустановщик для повышения безопасности работ и надежности крепления штрека применять железобетонные затяжки вместо деревянных.

2.3 Форма сечения выработки и тип крепи

Основными формами сечения выработок в настоящее время являются сводчатые и трапециевидные. Сводчатые формы более благоприятны с точки зрения устойчивости, выдерживают более высокое верхнее давление. Опыт работы шахт показывает, что увеличением глубины разработки эта форма становится наиболее рациональной, особенно если выработка испытывает влияние очистных работ, На основании вышесказанного для заданных условий принимаем арочную форму штрека.

В практике шахт Донбасса выработки со сводчатой формой сечения крепятся металлической арочной крепью из спецпрофиля СВП. Под действием горного давления контур выработки испытывает смещение, величина которого зависит от устойчивости пород, размеров сечения и срока службы. С целью предупреждения разрушения крепи она должна быть податливой. Крепь может быть трёхзвенной (податливость её составляет 300−400мм) и пятизвенной КМП А5 (с вертикальной податливостью до 1000мм).

Поданным шахты на проектируемом участке в выработках предполагается смещение пород не превышающее 300 мм. В этом случае применяем металлическую податливую крепь КМПА-3.

2.4 Выбор типового сечения

Поперечное сечение выработок должно соответствовать типовым стандартам [1, п. 2.2.3].

Размеры выработки зависят от давления, назначения выработки, размеров транспортного оборудования, количества воздуха, зазоров, предусмотренных ПБ.

Для выбора типового сечения рассчитаем необходимую ширину выработки по основанию в метрах.

В = m. + А + С + p + n + 2a + в гдеm — зазор между крепью и конвейером, m = 0,4 м [1, п. 2.2.3]

р — зазор между конвейером и подвижным составом,

р = 0,4 м

n — зазор для прохода людей, n = 0,7 м

C — ширина конвейерного става, С = 1,3 м, А — ширина подвижного состава, А = 0,94 м, а — уширение выработки за счёт кривизны ножек крепи, а = 0,2 м в — запас на боковую усадку крепи, в = 0,4 м — для штреков [2, с. 18]

В = 0,4 + 0,94 + 1,3 + 0,4 + 0, 7+ 2 0,2 + 0,4 = 4,5 м

По значению минимальной расчётной ширины выработки, с учётом запаса на безремонтное поддержание принимаем типовое большее сечение по приложению 4 [2, с. 63]

Принимаем ближайшее большее типовое сечение с шириной выработки в свету 4,75 м. Это будет сечение с типоразмером крепи КМП — А3 / 13,8.

Проверим это сечение по скорости воздушной струи

V_возд. =

гдеS_св — сечение выработки в свету после осадки, м²

Q = 1120 м³/мин — расход воздуха по штреку при эксплуатации.

Расчётная величина V_возд. должна быть в пределах допустимых значений, обусловленных ПБ, а именно от 0,25 м/с до 6 м/с.

Значит сечение выбрано правильно.

Параметры сечения заносим в таблицу 1 [2, с. 63]

Таблица1. — Характеристика сечения

2.5 Параметры крепление выработки

Крепится штрек трехзвенной металлической арочной крепью КМП — А3/13,8 из спецпрофиля СВП — 27. Крепь предназначена для крепления выработки в зоне влияния очистных работ со сроком службы от 2 до 15 лет с крепостью пород с f = 2 — 9 и состоит из: верхняка и двух стоек, скреплённых внахлёстку скобами.

Возведение крепи начинают с установки стоек, уже скреплённых скобами с дополнительными стойками, в лунки и скрепляют их межрамными стяжками с ранее установленной аркой.

Устанавливают помост или подвесной полок, с которого на стойки укладывают верхняк, чтобы нахлёстка была 400 мм и соединяют их двумя парами скоб, предварительно заложив в замки между днищами стойки и верхняк деревянные прокладки. Верхняк соединяют с верхняком ранее установленной рамы межрамной стяжкой. Между замками смежных рам устанавливают межрамные деревянные распорки и пробивают деревянные клинья в двух точках между крепью и стенками выработки на высоте, равной примерно 0,6 её ширины.

После чего затягивают сначала кровлю, а затем бока выработки железобетонными затяжками, пустоты за ними заполняют мелкой породой.

Так как проходку осуществляем с креплением по мере подвигания забоя на одну раму, то временное выдвижное крепление не применяем (при необходимости его функции будет выполнять крепеустановщик КПМ-8).

Расстояние между рамами крепи определяем по формуле:

r_max =, м гдеf = 3 крепость пород кровли Р_кр — несущая способность одной рамы из СВП — 27,

Р_кр = 160 кН [2, т.10]

— объёмная масса пород кровли, = 2 т/м³ (по данным шахты)

а — полупролёт арки в проходке

а =

r_max =

Окончательно расстояние между рамами принимаем r = 0,5 м [2, табл. 11]

Межрамное ограждение служит для равномерного распределения давления породы на крепь и предупреждения вывалов. Ограждение бывает деревянное, железобетонное и металлическое сетчатое. В проекте принимаем железобетонные затяжки для затяжки кровли. Длина затяжки 1,0 м, ширина 0,2 м, толщина 0,05 м. Вдоль оси выработки они укладываются встык. С учётом срока службы и малой крепости пород железобетонная затяжка используется и для кровли, а для боков штрека предусматриваем металлическую сетчатую затяжку.

2.6 Способ и схема проведения выработки Способ проведения зависит от физика — механических свойств пород, площади поперечного сечения и длины выработки. В зависимости от способа отделения горных пород от массива различают комбайновую, буровзрывную, гидравлическую технологии.

Коэффициент крепости пород, арочная форма сечения выработки, большая протяжённость штрека (>300м) позволяют применить при прохождении штрека прогрессивный способ проходки с помощью проходческого комбайна. Комбайновый способ обеспечивает более высокую производительность труда и скорость проходки, безопасность ведения работ, большую устойчивость выработки, снижает стоимость проведения выработки по сравнению с БВР.

Штрек будет проводиться узким забоем, при котором уголь вынимается только в пределах поперечного сечения выработки, а порода выдаётся на поверхность. Достоинства этого способа, по сравнению с широким забоем: более высокая скорость проведения, лучшая устойчивость выработки, меньшие затраты на её поддержание. Основной недостаток — выдача породы на поверхность, что загружает подземный транспорт и подъём, а также отвалы загрязняют продуктами горения воздух вблизи шахт.

Учитывая слабую крепость пород кровли, принимаем преимущественно верхнюю подрыву, однако угол наклона пласта не позволяет разместить под таким наклоном основание штрека. Таким образом, частично подрываем и породы почвы.

Определим площадь угольного и породного забоя.

Площадь угольного забоя

S_уч. =

гдеm — мощность пласта;

В_прох. — ширина выработки в проходке

— угол наклона пласта, = 10⁰

Сечение породного забоя

S_пор. = S_прох. — S_уч. = 16,2 — 8,9 = 7,3 м²

Коэффициент присечки породы:

к_п =

Коэффициент К_п характеризует, какую часть порода занимает в сечении выработки.

Учитывая мощность пласта более 1метра, в проекте целесообразно было бы принять раздельную выемку угля и породы.

Однако применение конвейерного транспорта в штреке делает это практически невозможным, так как на конвейерах большой длины трудно разделить отдельно уголь и породу. Поэтому принимаем совместную выемку угля и породы.

2.7 Выбор проходческого оборудования

По способу обработки забоя исполнительным органом комбайны бывают избирательного действия, которые обрабатывают забой последовательно слоями или заходами и бурового действия, которые обрабатывают одновременно всю площадь забоя.

На угольных шахтах применение нашли комбайны избирательного действия, так как они имеют хорошую маневренность, возможность проводить выработки, различные по форме и поперечному сечению, сравнительно небольшую стоимость. Они имеют стреловидный исполнительный орган, оснащённый на конце резцовой коронкой и гусеничный механизм перемещения по выработке. На основании технических характеристик комбайнов для нашего случая:

при f = 3; к_п =0,45; S_пр = 16,2 м², L = 910 м можно принять комбайны типа КСП-21,П-110 и КСП 32.

Комбайн КСП-21 будет работать на пределе своих возможностей по площади и высоте сечения, КСП -32 более тяжелый и дорогой, а наиболее подходящим является П-110.

Комбайн предназначен для проведения горизонтальных и наклонных выработок (до 10⁰), сечением от 7 до 22 м² с коэффициентом крепости пород f 7 с общей присечкой до 75%. Производительность по углю — 1,75 м³/мин, по породе — 0,25 м³/мин, форма сечения выработки арочная, скорость передвижения — 2м/мин, мощность установленных электродвигателей — 165 кВт, масса комбайна -30т.

Эффективная работа комплектов оборудования с проходческими комбайнами зависит от производительности транспортных средств и возможности их непрерывной работы. Для обеспечения непрерывности транспорта принимаем ленточный телескопический конвейер 2ЛТ-100, который может обеспечивать длину до 1500 м, и будет использован в дальнейшем в транспортной цепи лавы. Для перегрузки горной массы с комбайна на конвейер принимаем специальный ленточный перегружатель, который прикрепляется к комбайну.

Для доставки материалов в забой предусматриваем специальные площадки системы ПАКОД. Площадки цепляются к буксировочной вагонетке и доставляются в забой напочвенной канатной дорогой ДКНЛ. Дорога может использоваться в выработках со сложным знакопеременным профилям при углах наклона до 10⁰. Длина транспортирования 1100 м.

В забое штрека предусматриваем следующий инструмент: лом, кайло, кувалду, лопату, отбойный молоток, топор, гаечные ключи и др.

Для механизации работ по возведению постоянной крепи и доставки элементов крепи от места складирования до забоя принимаем крепеустановщик КПМ-8, который предназначен для минимального сечения 9,2 м². Передвижение крепеустановщика осуществляется по монорельсу.

2.8 Расчёт скорости проведения выработки

Технически возможная скорость проведения выработки в метрах за смену:

Vсм =

гдеТ_см — продолжительность смены, Т = 6ч.

t_п.з. — продолжительность подготовительно-заключительных операций, t_п.з. = 0,8 ч.

П_у и П_п — производительность комбайна по углю и по породе (из характеристики)

S_пр — площадь сечения выработки в проходке К_н — коэффициент несовмещённого крепления,

К_н = 0,7 [2, с. 54]

r — расстояние между рамами крепи Н_кр — норма выработки на крепление Н_кр = 1,25×0,9 = 1,13 рам/чел [8, m. 104, 105]

к_м — коэффициент механизации крепления, к_м=1,05 [2, с. 55]

n_кр — количество проходчиков на креплении, n_кр = 5 чел.

Технически возможная скорость проходки комбайном составляет 3,6 м/см. Однако целесообразно соизмерять сменное подвигания с принятым расстоянием между рамами крепи 0,5 м. Для обеспечения установки целого числа рам за смену плановое подвигания забоя можно принять

V_см = 0,5 м 7 = 3,5 м/см

Плановое суточное подвигания забоя:

V_сут = 3,5 n_см = 3,5 3 = 10,5м/сут Скорость проходки в месяц:

V_мес = V_сут n_дн = 10,5 30 = 315м/мес.

Подвигания забоя за цикл:

r = 1,0 м Число крепёжных рам на цикл:

n_рам = 2шт Расход материалов на 1 п.м. выработки Расход крепёжных рам:

рам / п. м

2.9 Организационно-технологическая часть

2.9.1 Расчет объёма работ по процессам на смену

Состав рабочих процессов

В течение проходческой смены производятся следующие производственные процессы:

— выемка горной массы комбайном;

— крепление выработки;

— настилка постоянного рельсового пути;

— крепление водоотливной канавки;

— навеска вентиляционных труб.

Наращивание труб противопожарного и воздушного ставов, монорельсовой дороги производится в первую ремонтно-подготовительную смену электрослесарями, что позволяет не отвлекать проходчиков от выполнения основной работы. Для доставки материалов в забой принимаем двух горнорабочих третьего разряда, которые будут выполнять работы, связанные с доставкой груза в первую ремонтно-подготовительную смену для обеспечения забоя материалами на сутки.

Расчёт объёмов работ по процессам на смену

Объём работ на смену по проведению ходка комбайном в погонных метрах принимаем на уровне агрегатной нормы выработки на смену, с учётом установки целого числа рам.

Находим агрегатную табличную комплексную норму и трудоёмкость работ на выемку горной массы комбайном П-110 при сечении выработки в проходке S_пр = 16,2 м² соотношении угольного и породного забоев 38%, расстоянии между рамами = 0,5 м в соответствии с. Агрегатная норма выработки

H_в табл = 2,0 п.м. (табл. 10, 47в).

Табличная трудоемкость ТР_табл = 4,04 чел/час (табл 10, 47г).

На норму выработки влияют различные факторы, учтенные поправочными коэффициентами.

К₁ =1,07- учитывает затяжку боков сеткой;

К₂ = 0,92- учитывает настилку рельсового пути параллельно конвейеру;

К₃ =1,06- учитывает транспорт ленточным конвейером

К₄ = 0,975 — учитывает канавку с креплением Находим общий поправочный коэффициент К_общ =1,07 0,92 0,975 1,06 = 1,017

Н_см=Н_{вар. табл.}К_общ.

Н_см=2,0 1,017= 2,034 п.м.

Принимаем сменное подвигания забоя в погонных метрах с учётом установки целого числа рам, равным

Vⁿ_см = 3,5 п.м.

Объём работ по креплению в рамах рассчитываем по формуле где = 0,5 м — расстояние между рамами в метрах,

Определение объемов работ всех прочих вспомогательных процессов

Объемы работ всех прочих вспомогательных процессов, а именно: настила рельсового пути, крепление канавки, навеска вент. труб принимаем равным сменному подвигания забоя.

V_см = 3,5 п.м.

2.9.2 Расчет комплексной нормы выработки и расценки

Расчет трудоемкости работ по норме и разрядам профессий

Находим трудоемкость по проведению выработки, приведенную к 1 метру в человеко-сменах.

Расчет норматива численности ремонтных рабочих

В первую ремонтно-подготовительную смену принимаем нормы времени на техническое обслуживание и ремонт оборудования подготовительного забоя, проводимого комбайном в соответствии с таблицей 3[]. При проведении выработки комбайном П-110 и транспортировании горной массы от забоя ленточным конвейером нормативы времени в человеко-часах равны:

для МГВМН_вр = 5,47 чел-час = 5,47/6 = 0,912 чел-см для проходчиковН_вр = 4,48 чел-час = 4,48/6 = 0738 чел-см Расчет трудоемкости по ежесуточному техническому обслуживанию и ремонту в человеко-сменах на смену

При проведении выработки выше норматива принятого на шахте применяется коэффициент k = 1,15

Vмес.норм. = 100 п.м.

тогда Vсут. норм. = 100 / 30 = 3,3 п.м.

Находим суточное продвигание по проекту

V^п_сут = 3,5 3 = 10,5п.м.

Трудоемкость ремонтных рабочих на смену

ТР^рем_МГВМ =

ТР^рем_прох =

Дальнейший расчет сводим в таблицу 2.

Комплексная норма выработки на человека Н=/чел Расчет явочной численности суточной комплексной бригады

где=10,5п.м. — подвигания забоя за сутки;

Н_к = 0,392 п. м — комплексная норма выработки на человека;

k_вн = 1,03- коэффициент выполнения нормы.

Расчет норматива численности электрослесарей

Рассчитаем норматив численности электрослесарей по формуле:

гденорматив численности электрослесарей, чел;

Т_ор — суммарная годовая нормативная трудоемкость

планового технического обслуживания и ремонта оборудования подготовительного участка;

К₁ = 0,6 — коэффициент, учитывающий долевое участие

электрослесарей в техосмотре и ремонте оборудования;

К₂ = 1,2 — коэффициент, учитывающий техобслуживание и ремонт оборудования, пусковой и защитной аппаратуры, гибких кабелей;

К₃ = 1,3 — коэффициент, учитывающий внеплановый ремонт оборудования, выполняемые ремонтными и дежурными слесарями;

t_см = 6 ч — продолжительность рабочей смены.

Расчет Т_ор приведен в таблице3.

Принимаем ч_{яв.эл.сл} = 8 чел.

Так как на участке ПР три забоя, то электрослесари обслуживают все. Принимаем в каждую проходческую смену по одному дежурному электрослесарю 5 разряда () тогда в первую ремонтно-подготовительную смену будет выходить электрослесарей

Таблица3. — Расчет годовой нормативной трудоемкости планового технического обслуживания

Расчет явочной численности вспомогательных рабочих забоя

Принимаем в первую ремонтно-подготовительную смену двух ГРП третьего разряда для доставки материалов в забой, обеспечивающих потребность в них на сутки.

ч_яв.ГРП = 2 чел Расчет списочной численности суточной комплексной бригады проходчиков

ч_сп = ч _{яв.прох} k_сп

гдеч_яв = 26 чел — явочная численность проходчиков;

k_сп = 1,9 — коэффициент списочного состава ч_{сп.прох} = 26 1,9 = 49 чел Расчет списочной численности вспомогательных рабочих

2.9.3 Составление графика выходов на сутки

На основании расчета явочной численность проходчиков и вспомогательных рабочих составляем график выходов на сутки.

Таблица 4. — График выходов рабочих на сутки

2.9.4 Расчет продолжительности рабочих процессов на смену и составление графика организации работ

Расчет продолжительности основных процессов

Продолжительность выемки горной породы комбайном за смену в минутах определяем по формуле:

t_комб = t_норм V_см,

где t_норм = 46,62 мин — норматив времени на выемку 1 метра

[ 5, табл.43]. Для комбайна П-110 при S_пр = 16,2 м² и

S_у / S_пр = 38%;

V_см = 3,5 п.м. — сменное подвигания забоя.

t_комб = 46,62 3,5 = 163,2мин Продолжительность выемки горной массы комбайна в минутах на заходку определяем по формуле:

t_зах = t_{норм зах},

t_зах = 46,62 1,0= 46,62мин

Расчет трудоемкости крепления выработки Находим общую трудоемкость крепления выработки на всю смену в человеко-сменах по формуле где V_кр = 7 — объем работ по креплению рам;

Н_уст.кр — норма выработки, установленная на крепление рам,

Находим общую трудоемкость крепления в человеко-минутах с учетом планируемого коэффициента выполнения нормы по формуле:

где Т_см = 360 мин — продолжительность смены.

Определяем трудоемкость крепления, совмещаемую с работой комбайна при условии занятости на креплении двух человек по формуле:

Находим трудоемкость крепления, не совмещенную с работой комбайна.

Находим продолжительность установки одной рамы в минуту Определяем продолжительность работ по выемке горной массы и креплению одной заходки (2рамы)

Продолжительность основных процессов в минутах на всю смену составляет Находим время, оставшееся в конце смены по формуле

Расчет продолжительности вспомогательных процессов

Продолжительность любого вспомогательного процесса определяется по формуле гдеТР_всп — трудоемкость любого вспомогательного процесса, чел-см;

n_чел — число человек, принятых на выполнение данного процесса, чел;

где Н_{уст.всп.} — установленная норма любого вспомогательного процесса;

V_всп — объем работ любого вспомогательного процесса.

Трудоемкость крепления водоотливной канавки где Н_{выр.кан.} = 23,8 [ 5, с97 ]

k = 0,5 — учитывает железобетонный желоб Продолжительность крепления канавки Трудоемкость настилки рельсового пути ТР_нрп =

Продолжительность настилки рельсового пути

2.9.5 Краткое описание работ по сменам с расстановкой рабочих

В первую ремонтно-подготовительную смену выходит 1МГВМ VI разряда и 5 человек ремонтных слесарей V разряда, 4 проходчика, кроме того 2 ГРП III разряда.

В начале смены звено 4 проходчиков в течение 130минут настилают рельсовый путь, затем 39 минут крепят водоотливную канавку, после этого, отдохнув 20 минут занимаются ремонтом оборудования.

В каждую проходческую смену выходит звено проходчиков из 6человек, 1 МГВМ и дежурный электрослесарь.

В начале смены в течение 10 минут машинист комбайна с помощником осматривают комбайн, меняют зубки и смазку по мере надобности, остальные проходчики готовят рабочие места. Затем машинист комбайна, убедившись, что возле комбайна нет людей, подает звуковой сигнал и включает комбайн, помощник следит за кабелями и шлангом орошения. Машинист комбайна занимается его управлением, один проходчик помогает ему, еще один из проходчиков находится на перегружателе комбайна, следит за погрузкой горной массы, разбивая куски породы. Четыре проходчика занимаются затяжкой боков ранее установленных рам, подносят затяжку. На одну заходку уходит 46,62мин. Затем при остановленном комбайне все звено проходчиков ставит две рамы, затягивая при этом кровлю железобетонными затяжками, а МГВМ при этом занимается обслуживанием комбайна в течение 51,2 мин. За смену выполняется 3,5 заходки и устанавливается 7 рам. В конце смены звено в течение 8 минут занято зачисткой выработки и сдачей смены.

3. Проветривание тупикового забоя

Учитывая опасность шахты по метану и взрывам угольной пыли, принимаем нагнетательный способ проветривания с помощью вентилятора местного проветривания (ВМП).

Вентилятор располагаем на свежей струе, на расстоянии не ближе 10 м от исходной струи, чтобы не было рециркуляции воздуха — захвата исходящей струи.

Принимаем гибкий вентиляционный трубопровод диаметром 800 мм

3.1 Расчёт расхода воздуха

Рассчитаем расход воздуха по метановыделению.

Q_з^сн₄ =, м³ / мин где I_з — метановыделение в призабойную часть выработки из стенок и отбитого угля, м³ / мин с — допустимая концентрация метана на исходящей с=1%

с₀ — концентрация метана на свежей струе. Принимаем

с₀ = 0,1%

Q_з^сн₄ = м³/мин Рассчитаем количество воздуха по минимально допустимой скорости воздушной струи

Q_з^min = 60 S_св V_min = 60 12,8 0,25 = 192 м³/мин

гдеS_св = 12,8 м² — площадь сечения в свету до осадки V_min = 0,25 м/с [10]

Рассчитаем расход воздуха по тепловому фактору:

Q_з = 20 S_св V_min^t = 20 12,8 0,5 = 128 м³/мин гдеV_min^t — допустимая скорость по тепловому фактору, V_min^t=0,5 м/с (при влажности 80% и температуре 24⁰С) Рассчитаем количество воздуха по количеству людей работающих в забое:

Q_з^л = 6 n_чел. = 6 12 =72 м³/мин Для проветривания забоя принимаем большее из рассчитанных значений Q_з = 245 м³/мин

3.2 Расчёт производительности вентилятора

Q_вент = Q_з k_ут.тр. = 245 1,77 = 433 м³/мин = 7,2 м³/с Где k_ут.тр. — коэффициент утечек воздуха в вентиляционном трубопроводе.

При длине L = 910 м и Q_з = 245 м³/мин, что равняется 4,08 м³/с

k_ут.тр. = 1,77 [6, табл. 5]

3.3 Расчет депрессии вентилятора

Аэродинамическое сопротивление гибкого трубопровода в киломюргах рассчитывается по формуле:

R_тр = r_тр (L_тр + 20d_тр n₁ + 10d_тр n₂),

где L_тр = 910 + 10 = 920 м — длина трубопровода;

d_тр = 0,8 м — диаметр трубопровода;

n₁ и n₂ — число поворотов на 90⁰ и 45⁰. n₁ = 1, n₂ = 0;

r_тр = 0,0161 к/м — удельное сопротивление трубопровода

R_тр = 0,0161 (+ 200,81) = 20,06 к Давление вентилятора в декапаскалях определяется по формуле:

По значению Q_вент., длине выработки принимаем вентилятор типа ВМ-8.

— подача 140 540 м³/мин

— давление 540 100 даПа

— мощность двигателя 18,5 кВт

4. ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ УЧАСТКА

4.1 Выбор напряжений

В соответствии с требованиями ПБ принимаем следующие величины напряжений на участке:

для участковой подстанции — 6000 В для силового оборудования — 660 В для освещения и электроинструмента — 127В

4.2 Выбор участковой подстанции

Расчетная мощность участковой подстанции в киловольт-амперах определяется по методу коэффициента спроса по формуле:

где Р_уст = Р_н = 166 кВт — суммарная установленная мощность всех потребителей (табл.)

cos _ср = 0,6 — средневзвешенный коэффициент

мощности всех потребителей;

К_с — коэффициент спроса группы потребителей гдеР_н.max = 55 кВт — мощность наиболее мощного двигателя (табл. 5)

Таблица 5 — Технические данные потребителей участка

Аналогично определяем мощность трансформатора для стационарных потребителей РПП № 2:

Окончательно принимаем для забоя подстанцию типа ТСВП250/6 и для конвейера ТСВП400/6 с номинальными мощностями превышающими расчетные.

Для питания вентилятора принимаем подстанцию ТСВП100/6.

Таблица 6 — Технические данные

4.3 Выбор кабелей

Для определения длин кабелей и проведения дальнейших расчетов составим упрощенную схему электроснабжения участка (рис.).

Длины кабелей для основных потребителей, которые учитывают длину распредпункта (20 м) и расстояние от РП до потребителей с учетом запаса длины кабелей на провисание (для бронированных кабелей — 5% от длины, а для гибких кабелей — 10%.

Выбор кабелей на напряжение 660 В В проекте принята схема электроснабжения участка с одним распредпунктом. Ток в фидерном кабеле, в амперах определим по формуле:

По расчетному значению тока выбираем для I фидера кабель марки КГЭШ-3×25+1×10, длительно допустимый ток нагрузки, которого 157 А. Для II фидера принимаем кабель КГЭШ 3×95+1×10, допускающий длительный ток нагрузки 347 А.

Фидерный кабель для ВМП РПП № 3 определяем по номинальному току двигателя вентилятора, который равен 52,6 А. Принимаем кабель КГЭШ-3×4+1×10, длительно допустимый ток, которого 54 А.

По значению номинальных токов потребителей выбираем сечение жил гибких кабелей и проверяем их по механической прочности и допустимому нагреву. Расчет сводим в таблицу.

Таблица 7. — Результаты выбора кабелей

4.4 Выбор низковольтной аппаратуры управления

Автоматические выключатели выбираются по номинальному напряжению и току при соблюдении условий:

U_АВ = U_н.с.

I_АВ.н I_к.ф.

Магнитные пускатели выбираем по напряжению питающей сети, номинальному току нагрузки и наибольшей управляемой мощности двигателя.

Таблица 8. — Выбор пускорегулирующей аппаратуры

4.5 Комплектование распредпунктов

Распредпункт 1, предназначаемый для забойного оборудования, комплектуется низковольтной взрывозащищенной аппаратурой в соответствии с произведенными расчетами.

Электроаппаратура монтируется на специальных салазках, которые при установке надежно крепятся и заземляются.

На РП-1 предусматривается установка резервного пускателя ПВИ-320.

На РП-3, предназначенного для вентилятора местного проветривания предусматривается установка резервного пускателя ПВИ-125.

5. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

5.1 При эксплуатации машин и механизмов

В начале смены лица, работающие на машинах и подземных установках, а также дежурные электрослесари должны осматривать электрические части машин, аппаратов, транспортёров и проверять взрывобезопасные оболочки, кабели, заземления.

Все операции по управлению машиной (подземной установкой) при её работе должен выполнять только машинист.

Во время работы на электроустановках с рукоятками управления, не покрытыми изоляционным материалом, машинист обязан пользоваться диэлектрическими перчатками.

Запрещается:

работать на неисправных машинах и механизмах, а также при повреждении кабеля, электроаппаратуры, реле утечки и заземления;

производить ремонтные работы во время работы машин и механизмов;

производить осмотр и ремонт электрооборудования, находится под напряжением;

работа комбайна, конвейёра при отсутствии средств пылеподавления и пожаротушения;

находиться в зоне действия рабочего органа комбайна;

эксплуатации оборудования без защитных кожухов, сеток, решёток, ограждений;

прикасаться руками или инструментом к вращающимся или движущимся деталям установки;

работать с ослабленными болтами на соединениях узлов машин и механизмов;

передавать управление машиной другому лицу и отлучаться от рабочего места во время работы оборудования.

5.2 При возведении крепи

Перед установкой крепи необходимо обобрать кровлю, бока и забой выработки от отслаивающихся кусков угля и породы.

При подготовке места для установки стоек крепи и других работах по креплению, рабочие должны располагаться со стороны закреплённой части выработки, осуществлять непрерывное наблюдение за поведением боковых пород и, при необходимости, производить оборку отслоившихся кусков.

Пустоты за крепью, по мере затяжки выработки, закладывать породой.

5.3 Противопожарная защита

Подготовительная выработка оснащается:

противопожарно-оросительным трубопроводом с пожарными кранами и отводами и пожарными гайками;

противопожарными рукавами длиной 20 м каждый со стволами и спрысками;

ручными пенными или порошковыми огнетушителями;

ёмкостями с песком или инертной пылью с лопатами или совками.

Противопожарно — оросительный трубопровод проложен из стальных труб диам. 100 мм с фланцевыми соединениями со стороны прохода людей и подвешивается к рамам крепи конвейерной цепью на высоте не более 1,8 м. Конец трубопровода должен отстоять от забоя не более 40 м. В начале выработки и через каждые 400 м трубопровод оборудуется задвижками типа «Лудло».

Противопожарно-оросительный трубопровод оборудуется пожарными кранами, которые размещаются через каждые 50 м. Противопожарно — оросительный трубопровод должен быть постоянно заполнен водой.

Первичные средства пожаротушения (песок, огнетушители) размещены в следующих местах тупиковой выработки (главного откаточного штрека):

— на проходческом комбайне — два порошковые огнетушителя

у передвижной подстанции — два порошковых огнетушителя; 0,2 м³ песка и 1 лопата;

на распредпункте — 2 порошковых, 1 пенный огнетушители, 0,2 м³ песка, 1 лопата;

по всей длине выработки через 50м — два порошковых огнетушителя;

возле всех электромеханизмов вне камер (ВМП, лебёдки) по два порошковых огнетушителя.

Огнетушители должны быть опломбированы и подвешены в вертикальной плоскости, в доступных и защищённом от влаги месте, на высоте 1,5 м от днища огнетушителя до почвы выработки.

На приводных головках ленточного конвейера должны быть установлены автоматические установки типа УАК — 2.

У забоя штрека, у всех электромеханизмов следует устанавливать по 2 ручных огнетушителя и ящик ёмкостью 0,2 м³ с песком и лопатой.

5.4 Контроль проветривания тупикового забоя

Вентилятор ВМП должен работать непрерывно. В случае остановки — работы в выработке должны быть прекращены, напряжение с электрооборудования снято, и люди из выработки немедленно выведены в проветриваемую свежей струёй выработку, у устья тупиковой выработки выставлен пост и приняты меры по нормализации проветривания.

ВМП устанавливается в выработке со свежей струёй воздуха на расстоянии не менее 10 м от исходящей струи.

Переносные автоматические приборы контроля содержания метана должны располагаться на расстоянии не более 0,3 м от кровли в 3,0 5,0 м от забоя на противоположной стороне от вентиляционного трубопровода так, чтобы воздушный поток подходил со стороны, противоположной лицевой панели прибора.

В исходящей струе тупиковой выработки приборы контроля располагаются на расстоянии 10 — 20 м от устья выработки.

Для автоматического контроля количества воздуха, поступающего от ВМП в забой по вентиляционному трубопроводу и отключения электроэнергии при нарушении нормального режима проветривания применяется аппаратура АПТВ. Отставание ДСВ от забоя выработки должно быть не более 15,0 м.

После каждой остановки ВМП, а также нарушения проветривания, включение электрических машин, аппаратов и возобновление работ разрешается через 5 — 10 м после восстановления нормального режима проветривания, который фиксируется аппаратурой контроля АПТВ, и замера метана лицами надзора в местах производства работ, у электрических машин и на расстоянии не менее 20 м от мест их установки во всех прилегающих выработках.

Контроль проветривания включает:

определение скорости движения и расхода воздуха, замер концентрации метана и углекислого газа, определение температуры и влажности воздуха, визуальная оценка состояния вентиляционного устройства проверки работоспособности средств газовой защиты.

Скорость движения воздуха в призабойном пространстве должен быть в пределах 0,25 8,0 м / с.

Содержание метана в исходящий из штрека — 1,0%; местные скопления до 2,0%.

Несмотря на большой арсенал средств, и методов пылеподавления, запылённость рудного воздуха на рабочих местах ещё часть превышает предельно допустимые концентрации. Особенно это касается витающих тонкодисперсных частиц крупностью менее 10 мкм, наиболее вредно влияющих на здоровье человека. Поэтому применяются средства индивидуальной защиты дыхания рабочих от пыли. Самым простым и надёжным средством защиты дыхания человека от пыли является противопылевой респиратор, способный задерживать частицы пыли размером до 0,1 мкм. Широкое применение нашли респираторы Ф — 62Ш. Это респиратор со сменным гофрированным фильтром.

5.5 Предупреждение и локализация взрывов угольной пыли

При проведении выработки по пласту_, опасному по пыли, должны применяться осланцевание выработки и установка сланцевых заслонов.

Осланцеванию необходимо подвергать все поверхности выработки: стенки, кровлю, почву и доступные места за затяжками.

Сланцевый заслон устанавливается на расстоянии 60 300 м от забоя выработки. Он состоит из ряда опрокидывающихся полок. Количество инертной пыли в заслоне определяется из расчёта 400 кг на 1 м² сечения выработки. Длина заслона 20 м.

При отсутствии инертной пыли применяется вода — выработка обмывается водой или раствором смачивателя и устанавливаются водяные заслоны.

Водяной заслон устанавливается на расстоянии 75 250 м от забоя выработки. Он состоит из ряда опрокидывающихся сосудов ёмкостью 45 л каждый, устанавливаемых под кровлей поперёк выработки. Количество воды определяется из расчёта 400 л на 1 м² сечения выработки. Общая длина заслона 30 м.

5.6 Разгазирование выработки

Прежде чем приступить к разгазированию выработки необходимо: отключить электроэнергию с оборудования и кабелей в выработках, расположенных по пути движения исходящей струи; вывести людей на свежую струю из выработок, по которым будет двигаться исходящая струя; выставить посты на свежей струе; выставить запрещающие знаки в местах возможного подхода людей к выработкам с исходящей струёй.

Разгазирование выработки производится по мероприятиям, обеспечивающим безопасность. С мероприятиями ознакамливаются участки, через которые будет проходить исходящая струя воздуха из загазированной выработки.

Производить непрерывный контроль за содержанием метана в местах слияния исходящей из загазированной выработки и свежей воздушных струй.

5.7 Защита от поражения электрическим током

Все электрооборудование, машины и механизмы должны быть надежно заземлены.

Забойные машины управляются пускателями. Пускатели применяются с искробезопасными схемами управления. Запрещается применять схемы, допускающие пуск машин и подачу напряжения на них одновременно с двух и более пультов управления. Перед пуском в работу забойных машин подается предупредительный звуковой сигнал не менее 5 секунд.

При ремонтных и вспомогательных работах на подвижных частях машин снимается напряжение и используется средство, исключающее пуск машин.

Защита людей от поражения током осуществляется применением заземления, а в сетях, напряжением до 1140 В также и реле утечки тока с автоматическим отключением поврежденной сети. Время отключения не должно превышать 0,2 сек.

Перед ремонтом машин пускатель выключается и блокируется. Вывешивается табличка: «НЕ ВКЛЮЧАТЬ, РАБОТАЮТ ЛЮДИ». Запрещается снимать таблички посторонним людям.

Запрещается:

ремонтировать электрооборудование, находящееся под напряжением;

держать кабели, находящиеся под напряжением в бухтах;

держать под напряжением не использующиеся сети;

открывать оболочки взрывобезопасного оборудования в шахтах без предварительного замера метана.

6. ЭКОНОМИЧЕСкАЯ ЧАСТЬ

6.1 Расчет производительности труда проходчиков на сутки (выход) и за месяц

Производительность труда проходчиков рассчитывается в метрах погонных по формуле на сутки (выход).

где = 10.5п.м. — проектное суточное подвигание забоя;

ч_{яв.прох.} = 26 чел — явочная численность суточной бригады проходчиков.

за месяц:

где = 315 п.м. — проектное месячное подвигание забоя;

ч_{сп.прох.} = 49 чел — списочная численность бригады

проходчиков.

6.2 Планирование и калькуляция себестоимости проведения одного погонного метра выработки по элементам затрат

Планирование себестоимости проведения одного погонного метра выработки производится по следующим элементам затрат:

расходы на оплату труда;

отчисления на госстрахование;