Разработка технических предложений по поддержанию производственной мощности филиала 'Шахта 'Юбилейная' за счет отработки запасов угля тонких пластов

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

. ЭФФЕКТИВНАЯ ОТРАБОТКА ТОНКИХ ПЛАСТОВ ПОЛОГОГО ПАДЕНИЯ

1.1 Актуальность и перспективы разработки тонких пластов

.2 Анализ негативных явлений, возникающих при отработке тонких пластов

.3 Техника и технологии, применяемые для отработки тонких пологих пластов

.3.1 Комбайновая выемка

.3.2 Бурошнековая выемка

.3.3 Струговая выемка

.3.4 Скреперо-струговая выемка

.3.5 Гидравлическая выемка

.3.6 Конвейеро-струговая выемка

.4 Анализ зарубежного опыта

.5 Анализ отечественного опыта

.6 Специфика подготовки и отработки тонких пластов, способы управления кровлей

.7 Выводы и перспективные направления разработки тонких пластов

. ХАРАКТЕРИСТИКА ДЕЙСТВУЮЩЕГО ПРЕДПРИЯТИЯ

.1 История строительства шахты

.2 Геологическая часть

.2.1 Стратиграфия и тектоника

.2.2 Границы шахтного поля

.2.3 Гидрогеологические условия

.2.4 Горнотехнические условия разработки

.2.5 Разведанность и динамика изменения запасов

.2.6 Качество углей и прогноз горно-геологических условий залегания пластов

.3 Технологическая схема действующего предприятия

.4 Технико-экономические показатели работы предприятия за 2004 г.

.5 Перспективы развития шахты и совершенствование горного производства

. ОЦЕНКА ЗАПАСОВ УГЛЯ, СОСРЕДОТОЧЕННЫХ В ТОНКИХ ПЛАСТАХ НА ШАХТЕ «ЮБИЛЕЙНАЯ»

. ПРЕДЛАГАЕМЫЕ ТЕХНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ

.1 Выбор технологической схемы отработки тонких пластов в условиях шахты «Юбилейная»

.2 Сущность предлагаемой технологической схемы

.3 Достоинства и недостатки предлагаемой технологи выемки

. ОБОСНОВАНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННО- ПЛАНИРОВОЧНЫХ РЕШЕНИЙ ОТРАБОТКИ ТОНКИХ ПЛАСТОВ ДЛЯ ЗАДАННЫХ УСЛОВИЙ

.1 Характеристика пласта на проектируемом участке

.2 Вскрытие запасов выемочного участка

.3 Технология подготовки запасов выемочного участка

.4 Выемка запасов выемочного участка

.4.1 Технология отработки

.4.2 Запасы выемочного участка

.4.3 Время отработки блока скреперостругом

.5 Организация работ в очистном забое

.6 Планограмма работ

.7 Основной и вспомогательный транспорт

.7.1 Технологическая схема выдачи горной массы из очистных и подготовительных забоев

.7.2 Вспомогательный транспорт

.8 Водоотлив

.9 Вентиляция выемочного участка

.10 Мероприятия по разупрочнению угольного массива

.11 Охрана труда и безопасность работ

. РАСЧЕТ ДОБЫЧИ УГЛЯ ИЗ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ И ОЧИСТНЫХ ЗАБОЕВ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМОВ РАБОТ

.1 Определение производительности скрепероструговой выемки

.2 Определение производительности гидромониторной выемки из целиков

.3 Выход угля из подготовительных забоев

.4 Определение расхода технологической воды в очистном забое

.5 Расчет (составление) баланса воды по шахте или участку

.6 Характеристика применяемого выемочного, проходческого и вспомогательного оборудования

. РАСЧЕТ КАПИТАЛЬНЫХ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ЗАТРАТ

.1 Удельные капитальные затраты

.2 Определение эксплуатационных затрат по элементам

.2.1 Определение эксплуатационных затрат по элементу «Затраты на оплату труда»

.2.2 Определение эксплуатационных затрат по элементу «Амортизация основных фондов»

.2.3 Определение эксплуатационных затрат по элементу «Затраты на материалы и инструменты»

.2.4 Определение эксплуатационных затрат по элементу «Затраты на электро- и гидроэнергию»

. РАСЧЕТ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ МОЩНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЯ С УЧЕТОМ ВВОДА В ОТРАБОТКУ ЗАПАСОВ ИЗ ТОНКИХ ПЛАСТОВ

.1 Технические возможности по фронту горных работ

.2 Технические возможности по пропускной способности подземного гидравлического транспорта

9. ОБОСНОВАНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ОТРАБОТКИ ТОНКИХ ПЛАСТОВ В УСЛОВИЯХ ФИЛИАЛА «ШАХТА «ЮБИЛЕЙНАЯ»

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время угольная промышленность решает задачи, главными из которых являются увеличение производства и повышение производительности труда на основе комплексной механизации и автоматизации процессов угледобычи. Как правило, эти задачи решаются за счет технического перевооружения горного предприятия. Однако данный способ обновления шахтного фонда не всегда позволяет повысить технико-экономический уровень действующей шахты.

Объектом исследования дипломной работы является филиал «Шахта «Юбилейная». В настоящее время на предприятии сложилась достаточно острая обстановка: запасы наиболее продуктивных пластов дорабатываются, новое техническое оборудование при всех его новшествах не позволяет повысить добычу угля, напротив, сокращая ее в несколько раз. Все это говорит о том, что необходимо разработать ряд мероприятий, позволяющих сохранить производственную мощность шахты на запланированном годовой программой уровне.

В данной дипломной работе на основе анализа балансовых запасов шахтного фонда, из которых более чем 50 % сосредоточено в тонких пластах, предлагается перейти к эффективной отработке именно этих запасов для поддержания производственной мощности предприятия, так как поддержание производственной мощности предприятия, как одного из способов обновления шахтного фонда, позволит не только повысить добычу, но и продлить срок службы шахты в целом.

Применяемые ранее технологии отработки тонких пластов приводили к отрицательным экономическим показателям, ухудшению качества угля за счет присечки боковых пород, а соответственно - к увеличению объема вырабатываемых отходов, увеличению техногенной нагрузки. Отсюда вытекает цель работы: необходимо на основе отечественного и зарубежного опыта разработать такую технологическую схему вскрытия, подготовки и отработки тонких пластов, которая позволила бы получить экономический эффект от ранее вложенных капитальных затрат, что вполне возможно, так как в пределах шахтного поля расположены тонкие пласты которые когда-то были вскрыты и подготовлены к отработке, но позднее были законсервированы.

1.  ЭФФЕКТИВНАЯ ОТРАБОТКА ТОНКИХ ПЛАСТОВ ПОЛОГОГО ПАДЕНИЯ

1.1 Актуальность и перспективы отработки тонких пластов

На шахтах Кузбасса в настоящее время ведется отработка пластов наиболее удобной технологической мощности, для которых создана и серийно выпускается новая высокопроизводительная техника для очистных работ, проходки, транспорта. Запасы, сосредоточенные в тонких и маломощных пластах, как правило, остаются в недрах и не вынимаются.

Основной причиной сокращения объемов добычи угля из тонких пластов стало отсутствие высокопроизводительной техники для их отработки, а при применении комбайновой отработки - крайне низкие нагрузки на очистной забой и высокая трудоемкость работ.

Так как угольные пласты залегают свитами при строительстве горного предприятия на стадии проведения основных вскрывающих горных выработок, как правило, производится вскрытие не только намечаемых к отработке мощных пластов, но и маломощных.

Отказ от разработки пластов малой мощности приводит к увеличению глубины горных работ, нарушению порядка отработки свиты, а также быстрому истощению запасов более мощных пластов, для восполнения которых необходимы вложения больших средств для доразведки запасов, строительства новых предприятий, реконструкции или их технического перевооружения. При этом необходимо учитывать, что минеральные ресурсы имеют характерную особенность - они не восстанавливаются. Это приводит к тому, что запасы в мощных пластах иссякают и возможно наступление того момента, когда добыча угля начнет затухать и тогда возникает необходимость разработки мероприятий, целью которых является увеличение срока службы шахт.

Оценка запасов угля в Кузнецком бассейне по степени необходимости и целесообразности отработки, выполненная в различные годы в ОАО ОУК «Южкузбассуголь», «Гидроуголь» с учетом всего многообразия горно-геологических и горнотехнических факторов показала, что пригодными для выемки запасы угля в тонких пластах составляют более 63 млн. т. Это запасы, которые в настоящее время не подлежат отработке традиционно применяющимися средствами и технологическими схемами выемки.

Совсем скоро возникнет такая ситуация, когда угольная отрасль будет поставлена перед необходимостью отрабатывать оставленные по различным причинам запасы угля в тонких пластах, но не будет располагать к этому времени ни соответствующей техникой, ни технологией такого уровня, который обеспечил бы добычу угля в требуемых объемах и качестве.

Отказ от отработки этих запасов повлечет за собой невосполнимую потерю значительного количества угля, ведь по подсчетам удельный объем запасов угля в тонких пластах по Кузбассу составляет 60 %, а в Байдаевском районе он достигает 43 %. В тонких пластах залегают большие запасы углей высокого качества. Так, на пластах мощностью 0,8-1,2 м средневзвешенная зольность углей находится в пределах 13 %, в то время как зольность добываемых в настоящего время углей из пластов средней мощности в 2-3 раза выше этого уровня. Тонкие угольные пласты являются ценными и с точки зрения их комплексного использования, так как содержат более высокие концентрации металлов по сравнению с мощными пластами.

Исходя из этого, разработка технических решений по подготовке и отработке тонких пластов является весьма актуальной проблемой, которая одновременно и весьма сложна, ввиду специфичности условий их разработки.

1.2 Анализ негативных явлений, возникающих при отработке тонких пластов

При отработке тонких пластов негативное влияние оказывают факторы природного, техногенного и социально-психологического характера.

Влияние природных факторов, таких как гипсометрия пласта и его строение, глубина отработки, газоносность, подверженность внезапным выбросам угля и газа и горным ударам и т.д., на эффективность отработки значительно выше, чем влияющее значение этих же факторов при отработке пластов средней мощности. Так, если нарушение с амплитудой 0,3 м на пласте мощностью 2-2,5 не создает трудностей для работы механизированного комплекса, то на пласте 0,8-1,2 м оно становится непреодолимым препятствием.

Увеличение глубины разработки интенсифицирует отрицательное влияние проявление горного давления, увеличивается газоносность и удароопасность пластов. Поэтому совершенствование уже созданных технологий выемки на тонких пластах особенно для сложных горно-геологических условий, является наиболее важным вопросом в настоящий период. Более того, создание высокоэффективных средств отработки для пластов мощностью до 1,2 м, позволит снизить интенсивность усложнения горно-геологических условий отрабатываемых пластов и продлить срок службы действующих шахт.

Одним из основных технологических факторов, ухудшающих технико-экономические показатели при отработке тонких пологих пластов, является применение технологических схем с большим удельным объемом подготовительно-нарезных выработок и, практически, постоянным присутствием людей в призабойном пространстве, что заставляет идти на большие затраты по возведению крепи.

Необходимая для обеспечения экономичности высокая концентрация добычи требует большой скорости подвигания очистного забоя. Для этого нужно, чтобы скорость проходки не сдерживала скорость подвигания очистного забоя или соответственно проходить выемочные штреки заранее на всю длину выемочного поля.

Специфика разработки тонких пластов, значительные трудности размещения и обслуживания забойного оборудования, обусловленные стесненностью рабочего пространства, требует, наряду с совершенствованием ранее созданных средств и технологии, изыскания и разработки новых решений, исключающих присутствие людей в очистном забое.

При отработке тонких пластов возникают также трудности социально-психологического характера. Это связано с тем, что горно-геологические условия в значительной мере предопределяют особенности рабочего места, к которым относятся: нестационарность, ограниченность по высоте, больший или меньший наклон рабочей поверхности, степень обводненности. Все эти особенности рабочего места усложняют работу и сказываются на ее эффективности.

1.3 Техника и технологии, применяемые для отработки тонких пластов

В данном разделе дипломной работы рассмотрим оборудование и соответствующие технологические схемы выемки, которые могут применяться для разработки тонких пластов пологого падения. Далее на основе анализа отечественного и зарубежного опыта применения предложенной техники, а также перспективных направлений в области отработки тонких пластов для конкретных горно-геологических условий будет предложен наиболее оптимальный вариант.

Для отработки тонких пластов применяются: узкозахватные комбайны, бурошнековые комплексы, струговые и скреперо-струговые установки.

1.3.1 Комбайновая выемка

Основными особенностями, характеризующими технологии отработки тонких пологих пластов комбайнами, являются:

1.  Возможность применения способа управления кровлей полным обрушением.

2.      Возможность применения эффективных схем проветривания и газоуправления для достижения высоких нагрузок на очистной забой.

.        Широкие возможности для частичной и полной автоматизации очистных работ.

Эффективность работы комбайна на тонких пластах всегда ограничивалась недостаточной мощностью двигателей. Попытки использовать более мощные двигатели не увенчались успехом из-за стесненности рабочего пространства. Сложной проблемой является и отсутствие надлежащего управления положением комбайна в условиях тонких пластов.

Выемка угля на тонких пластах осуществляется узкозахватным комбайном с индивидуальной крепью или в составе механизированного комплекса. Комплекс представляет собой комплект определенного добычного оборудования (см. лист 1 графической части работы), транспортного оборудования и механизированной крепи, увязанной по основным техническим параметрам.

Небольшое распространение получили комплексы, состоящие из:

1.      Узкозахватного комбайна.

2.      Изгибающегося забойного конвейера.

.        Гидрофицированной забойной крепи.

.        Гидрофицированной крепи сопряжения.

На пластах мощностью до 1,2 м используются комбайны, работающие с почвы очистной выработки. Выемка угля в лаве, оборудованной узкозахватным очистным комбайном, производится следующим образом. В исходном положении комбайн заведен в нишу, конвейер и крепь придвинуты к забою, ниша оформлена. Комбайн начинает движение вверх с выемкой полосы угля. Вслед за комбайном с определенным отставанием задвигается крепь. После выхода комбайна в верхнюю нишу, начинается движение комбайна вниз с зачисткой почвы. Вслед за комбайном с отставанием 10-12м задвигается конвейер. Когда комбайн возвращается в нижнюю точку лавы, цикл повторяется.

1.3.2 Бурошнековая выемка

Бурошнековая выемка, исключающая присутствие человека в зоне выемки угля, является весьма перспективным направление разработки тонких пологих пластов.

Сущность бурошнековой выемки заключается в последовательном бурении скважин (см. лист 1 графической части работы), диаметром несколько меньшим мощности вынимаемого пласта. Между скважинами оставляются целики угля шириной 0,2-0,3 м. Бурение производится без закладки выработанного пространства, а управление кровлей путем плавного опускания на оставляемые целики.

Бурошнековая установка представляет собой 2-х или 4-х шпиндельную установку, исполнительный орган представлен в виде спаренного шнекового бура, в который входят буровые коронки, производящие разрушение угля, а шнеки сдвоенных ставов обеспечивают его транспортировку от забоя скважины до устья. Оставленные целики, по мере подвигания забоя постепенно разрушаются, и происходит плавное опускание кровли.

Основными достоинствами бурошнековой выемки являются:

1.  Возможность отрабатывать тонкие пласты без присутствия людей в забое, а также пласты со слабыми вмещающими горными породами;

2.      небольшой объем подготовительных работ;

.        отличная сохранность горных выработок за счет создания податливых зон на целиках.

Однако данная технология имеет ряд недостатков, что существенно ограничивает область ее применения.

1.  Из-за сложности проветривания применяется только на пластах первой и второй категории;

2.      относительно малая длина и диаметр скважин;

.        высокие потери угля;

.        низкое качество угля.

Эта схема может быть усовершенствована в части снижения потерь путем выемки оставшегося в выработанном пространстве угля от пробуренных скважин с помощью струговых или скрепероструговых установок.

1.3.3 Струговая выемка

На тонких пластах, а также на пластах углей и антрацитов средней крепости при любой мощности, наиболее целесообразна струговая выемка, отличающаяся от комбайновой, и имеющая преимущества по многим показателям: производительности, безопасности, сортности и качеству угля.

При струговой выемке достигаются минимальные энергозатраты при высоком товарном качестве угля (без обогащения).

Струговая выемка - это способ узкозахватной выемки угля, при которой разрушение угля производится путем отделения его от массива тонкими (3-15 см) стружками на всю длину забоя в зоне его максимального отжима.

В отличие от комбайна струг не режет уголь, а скалывает его с поверхности забоя движущимся вдоль него ножом (см. лист 1 графической части работы).

Общим для ряда конструкций струговых установок являются трубчатые направляющие, расположенные с забойной стороны конвейера (см. лист 2 графической части работы). Благодаря такой конструкции установка объединяется в один единый агрегат с конвейером, при этом достигаются самые высокие показатели.

Основными узлами струговой установки являются:

1.  Корпус струга с выполненной в виде лыжи нижней частью (с подконвейерной плитой или без нее), резцовыми головками и регулирующими устройствами для ограничения глубины стружки и управления положением струга относительно почвы пласта;

2.      Тяговый орган - струговая цепь;

.        Забойный конвейер со смонтированными на нем конструктивными элементами для направленного движения струга и тяговой цепи и остальным навесным оборудованием (дополнительными бортами с желобами для укладки силового кабеля, кабелями сигнализации и управления, осветительной арматурой, шлангами для подачи воды и оросительными устройствами);

.        Устройство для прижатия конвейера к забою и одновременно для его передвижки;

.        Устройство для управления поперечным наклоном конвейера, т.е. для регулирования работы струга в плоскости пласта;

.        Приводные станции для тяговой цепи струга и скребковой цепи конвейера;

.        Устройство для удержания конвейерного става, соединенные с секциями механизированной крепи и при необходимости концевые устройства у приводных станций;

.        Станция энергоснабжения, включающая коммутационную и контрольную аппаратуру;

.        Устройство и пульт управления.

Струг, двигаясь между забоем и конвейером, перемещается в бесстоечном пространстве при помощи тягового органа, которым является круглозвенная цепь. Цепь имеет две ветви: рабочую и холостую, которые перемещаются внутри трубчатых направляющих.

Величиной усилия подачи струга на забой регулируется ширина снимаемой стружки. Толщина стружки может быть определена измерением разности глубин шпуров, пробуренных вдоль забоя через определенные интервалы, причем измерение производится до и после прохода струга.

При движении струга вдоль лавы конвейер отжимается самим стругом от забоя, то есть во время прохода струга особенно возле домкрата подачи развивается максимальное прижатие его к забою. Рабочий орган как бы «продирается» между конвейером и забоем и снимает стружку угля заданной толщины.

Одним из основных условий успешной работы струга считается прямолинейность очистной линии забоя, поскольку искривление ее вызывает:

1.  трудности в управлении кровлей;

2.      значительное увеличение предварительного натяжения цепи, что может вызвать ее разрыв;

.        сильный износ и повреждение звеньев цепи, звездочек и рештаков конвейера с соответствующим сокращением их срока службы при струговой выемке.

Раньше на зарубежных шахтах применяли так называемый «кошачий глаз» (светящиеся пластмассовые токи) или отражающий свет конвейерной ленты, что значительно помогала контролю и сохранению прямолинейности забоя.

В настоящее время эти проблемы решаются применением автоматизированных систем управления.

1.3.4 Скреперо-струговая выемка

В настоящее время создана и успешно применяется на весьма тонких пластах скреперо-струговая технология добычи угля без крепления выработанного пространства, а значит, и присутствия людей в рабочей зоне очистного забоя. Применение такой технологии ранее сдерживалось сложностью и опасностью проведения нарезных печей. С появлением бурошнековых установок эта проблема устраняется.

Отличие скреперостругов от стругов заключается в том, что скепероструг осуществляет выемку угля в забое, а также его транспортирование в специальных емкостях (ящиках).

Среперо-струговая установка состоит из набора рабочих органов, выполненных в виде специальных ящиков, которые сгруппированы на строго определенном расстоянии друг от друга вдоль всей лавы, специальных обводных устройств, расположенных на вентиляционном и конвейерном штреке, разгрузочного стола, расположенного в нижней части лавы у сопряжения с конвейерным штреком, тягового каната или цепи, прижимного обводного каната, двух приводов (верхнего и нижнего) и распорного поддерживающего устройства на вентиляционном штреке как у обычного струга.

Основным элементов этих установок является конструкция рабочего органа, которая одновременно выполняет роль доставочного устройства. Обычно это металлические ящики специальной конструкции в виде параллелепипеда, не имеющего не одной крышки со стороны торца. Вторая же крышка может шарнирно открываться внутрь ящика.

Со стороны забоя каждый ящик снабжен режущими зубцами определенной конструкции. С завальной стороны на ящиках имеются проушины для пропуска прижимного каната.

Ящики собираются в виде «гирлянды», расположенной на тяговой цепи. Количество ящиков подбирается в соответствии принятому их объему. Набор ящиков может осуществляться в соотношении 1:2:3 или 2:3:4 и т.д.

Двигаясь вверх, скепероструг скалывающими зубцами осуществляет съем стружки с поверхности забоя. При этом потоком отбитого угля поднимается шарнирная крышка, и каждый набор ящиков доходит до своего строго определенного расчетного места.

При движении назад - вниз по лаве, захватываемый ящиками уголь заполняет их. При этом ящик может толкать уголь и впереди себя и одновременно производить съем или скол угля с поверхности забоя.

Если угля очень много, то можно ослабить прижим ящика каната и скола практически не будет

Таким образом, скреперо-струговая выемка в определенных условиях эффективной и перспективной среди других технологий безлюдной выемки на пологих тонких пластах.

1.3.5 Гидравлическая выемка

Гидравлическая выемка тонких пластов является наиболее совершенным видов комплексной механизации тонких пластов, в котором все основные процессы (отбойка угля и его транспортирование) осуществляются за счет энергии потока воды.

Отбойка угля на тонки пологих пластах при гидротехнологии реализуется в основном системами разработки короткими столбами (заходками) при различном ориентировании выемочных столбов относительно линии падения пласта (по падению, по простиранию, диагонально) с односторонней или двусторонней выемкой гидромониторами.

Имея примерно одинаковые технико-экономические показатели и достаточно широкую область применения, позволяющую работать практически в любых условиях, системы разработки с односторонними заходками обладают рядом недостатков. Поэтому на тонких пластах применяют системы разработки с двусторонними заходками.

Сущность такой схемы заключается в следующем: крыло шахтного поля готовится по этажной или панельной схеме с разделением на подэтажи или подъярусы. В одновременной работе в подъэтаже находится один или два гидромонитора, и 1-2 оборудованных резервных забоя. С одной установки гидромонитора производится выемка полосы угля шириной 25-30 м со стороны нетронутого массива, а затем полосы со стороны выработанного пространства. Для поддержания кровли в выработанном пространстве, по контуру заходки оставляется 3-4 целика треугольной формы, которые затем, по возможности, извлекаются.

Технологическая схема может быть применена на тонких пластах пологого падения, имеющих боковые породы не ниже средней устойчивости, при присутствии минерализованных включений не более 5-8 % (по объему).

1.3.6 Конвейеро-струговая выемка

Перспективным направлением является технология выемки на тонких пологих пластах при помощи конвейероструговой установки, которая выполнена в виде бесконечной круглозвенной пиловидной цепи, с закрепленными на ней каретками, оснащенными резцами для снятия стружки с забоя.

Для осуществления безлюдной выемки установка оснащается цепным подающим устройством с гидроприводом, вынесенным в оконтуривающие выработки.

Конвейеро-струг представляет собой выемочно-доставочную машину фронтального действия (см. лист 2 графической части работы), которая производит выемку угля или по всей мощности пласта и всей длине забоя, или полосами по всей длине забоя от кровли к почве пласта. При этом осуществляется одновременная доставка отбитого угля при помощи конвейера.

Область применения: конвейеро - струговые установки предназначены для выемки пластов мощностью 0,6-1,0 м, пологого падения, сопротивляемостью угля резанию до 250 кгс/см.

Область применения конвейеро-струговой выемки ограничена также тем, что она предназначена для работы в лавах длиной до 150 м при спокойной гипсометрии пласта и боковых породах средней устойчивости.

При мощности пласта 0,6-0,8 м суточная нагрузка на лаву достигает 2000 тонн в сутки.

1.4 Анализ зарубежного опыта

Несмотря на трудности, тонкие пласты разрабатываются почти во всех странах с развитой угледобывающей промышленностью. Однако, отсутствие единой классификации пластов по их мощности приводит к тому, что в разных странах к категории тонких относятся пласты различной мощности: в Бельгии - до 0,6 м, в Болгарии - до 1,3 м, в Великобритании - до 0,91 м, в Германии - 0,7 м, во Франции и Чехословакии- до 1,0 м, в США - до 1,05 м, в России - до 1,2 м /4, с.47/.

Эффективная отработка тонких пластов приобретает в последнее время большое значение для многих стран.

Организация и техника подземной разработки тонких пологих пластов на зарубежных шахтах мало, чем отличается от разработки пластов средней мощности. Пласты разрабатываются по сплошной столбовой или комбинированной системам разработки, лавами, длина которых достигает 200 - 250 м, иногда 300 м. Средняя отрабатываемая мощность пласта за эти годы увеличилась в 1,3 раза. Причем отрабатываются, в основном, пологие (85 %) и полого- наклонные пласты (12 %).

В Германии для отработки пластов мощностью до 1,6 м применяются струговые и скреперо-струговые установки и лишь в единичных случаях комбайны. Это связано, прежде всего, с тем, что возникает особая проблема при отработке тонких пластов, которая заключается в недостаточно хорошей навалке мелкого угля на конвейер и образовании, вследствие чего, угольной подушки на почве. Эта угольная подушка препятствует не только сохранению заданного горизонта резания, но и уменьшает шаг передвижки крепи.

Развитие угольных стругов за рубежом до их современной формы прошло через несколько этапов. Первые струги появились заграницей еще в 1937г., когда на шахте «Иббенбюрен» (Германия) проводились опыты по выемке угля методом строгания. К рудничным рельсам были приварены клиновидные резцы. Этот снаряд вначале протягивали локомотивами в откаточном штреке, строгая угольную стенку выработки, а затем его заводили в лаву и протягивали вдоль забоя при помощи канатных лебедок, установленных на штреках, причем удавалось снимать стружку толщиной до 15 см. Хотя отсутствие опорной направляющей, т.е. забойного конвейера, создавало многочисленные трудности, здесь было впервые доказано, что выемка угля возможна струговым способом.

В 1941 году в мастерских шахты «Иббенбюрен» был изготовлен первый угольный струг, состоящий из резцовой головки и двух колонок для закрепления тяговых канатов. Таким образом, этот струг имел примерно те же конструктивные элементы, что и современные струги. Однако у него не было опорной подконвейерной плиты, а корпус струга перемещался по прикрепленной к забойному конвейеру металлической направляющей, глубина стружки составляла около 30 см, скорость перемещения исполнительного органа (0,07-0,1 м/сек.) была намного ниже, чем у современных струговых установок.

Повышения скорости струга и увеличение толщины стружки можно получить лишь путем соответствующего увеличения мощности, расходуемой на разрушение угля и навалку его на конвейер. Учеными Германии было доказано, что увеличения доли энергии, расходуемой на отделение угля от массива, можно достигнуть за счет уменьшения потерь на трение, путем перемещения дороги, по которой скользит рама струга, с почвы пласта на прикрепленную к забойному борту конвейера наклонную направляющую и одновременного устранения подконвейерной плиты, что, в свою очередь, требует размещения тяговой цепи с забойной стороны конвейера. Так заграницей появились струговые установки скользящего типа. Её рабочая ветвь, как и у струга отрывного действия «Райсхакенхобель», движется под холостой ветвью, причем корпус струга через продольную прорезь в нижнем канале тяговой цепи соединен с ее рабочей ветвью. Струги скользящего типа, у которых за пределы прижатой к забою наклонной направляющей выступают лишь резцы, позволяют выдерживать постоянную глубину стружки и не отжимают забойный конвейер. Благодаря отсутствию подконвейерной плиты удается предупредить заштыбовку мелким углем, как холостой ветви скребковой цепи, так и почвы пласта за конвейером на полосе передвижки крепи.

В струговых установках старого типа с подконвейерной плитой избежать попадания мелкого угля под конвейер удается лишь частично. Однако скользящие струги, не имеющие подконвейерной плиты, нуждаются в очень тщательном управлении в плоскости пласта и, следовательно, в весьма квалифицированном обслуживании.

Комбинацией скользящего струга и струга отрывного действия с подконвейерной плитой, соединенной с тяговой цепью с завальной стороны конвейера, является струг «Гляйтшвертхобель » фирмы «Вестфалия Люнен». В нем объединены достоинства скользящих стругов (заданная глубина резания, активное управление по мощности пласта, меньшие потери энергии на трение) с достоинствами стругов отрывного действия (удобный ремонт тяговой цепи, расположенной с завальной стороны конвейера, и широкая опорная база в виде подконвейерной плиты).

На сегодняшний день на шахтах Германии применяются струговые установки непрерывного действия. Одной из таких установок является Continuous Longwall Miner, которая успешно эксплуатируется также на шахте 1-го мая в Польше. Забой, где применяется установка Continuous Longwall Miner, даёт четверть всей добычи на шахте, что позволило снизить число разрабатываемых забоев с восьми до шести.

Также в Германии ведется отработка тонких пластов комбайнами. Шнековый комбайн «Е -170» - фирмы «Машиненфабрик» впервые был использован при выемке пластов мощностью до 1,1 м в сочетании с системой подачи «Эйкотрек» (без тяговой цепи в лаве) и соответствующей щитовой крепью. Опыт применения не дал тех результатов, которые достигаются при применении стругов. /4,с.52/.

В США, ввиду резкого отличия в лучшую сторону горно-геологических условий залегания пластов от Европейских и находящихся в России, применяются камерно - столбовые системы разработки, для которых создано соответствующее выемочное оборудование.

Для отработки тонких пластов в США, в основном, применяются струговые установки западногерманского производства, а пласты с твердым углем отрабатываются шнековыми комбайнами «Сирус», установленными на конвейер «Е - 170», которые передвигаются по почве впереди конвейера.

Выемка угля осуществляют комбайном с дистанционным управлением. Так на тонких пластах выемку угля производят путем нарезки длинных параллельных камер с оставлением между ними минимальных по размерам целиков. Камеры проходятся шириной 3 м без крепления. С помощью короткозабойных комбайнов на пологих пластах в США добывается более 60 % угля.

Первые бурошнековые установки были применены в США в 1952 году, созданные фирмой «Кардокс» и «Джой». За смену одной установкой добывалось около 60 тонн угля с коэффициентом извлечения 0,45 - 0,55.

В Канаде тонкие пласты разрабатываются на востоке страны, добыча из них составляет около 10 % всей добычи.

В связи с большой крепостью угля в Великобритании в основном развивается выемка угля резанием, т.е. при помощи комбайнов. Интересен тот факт, что на английских шахтах в 54 % механизированных лав эксплуатируется по два, а в некоторых лавах и по три комбайна. Почти во всех случаях речь идет о работе комбайна на концевых участках лав без захвата сечения штрека. Благодаря этому достигается лучшее использование комбайна в лаве, поскольку на английских шахтах распространена система проходки выемочных штреков одновременно с лавой, при которой концевые участки лав сильно сдерживают скорость подвигания очистных работ.

В Китае на шахте Jinhuagong в провинции Шаньси в период с 2002-2005 г.г. было приобретено 5 струговых установок, которые работают в лавах длиной 200 м. Это струги типа Гляйтхобель. Мощность угольных пластов на шахте Jinhuagong колеблется от 1 до 1,6 м и, поскольку уголь относительно твердый, то, как показали испытания, производительность струга должна быть выше, чем в длинных лавах Германии в аналогичных условиях.

1.5 Анализ отечественного опыта

В бывшем СССР из тонких пластов уголь добывался, главным образом, на шахтах Донецкого и Львовско-Волынского бассейнов. Для отработки тонких пологих пластов наиболее распространенной была технологическая схема отработки длинными столбами по простиранию с выемкой угля по падению. Примерно одна треть всех забоев была оборудована механизированными комплексами.

Согласно техническим характеристикам комплексов, все они, за исключением комплекса «Донбасс», могли эффективно применяться только на пластах, с боковыми породами не ниже средней устойчивости. На пластах с труднообрушаемой кровлей, как показала практика, эти механизированные комплексы работали неудовлетворительно.

Для анализа отечественного опыта выемки тонких пологих пластов необходимо восстановить тему по анализу работ очистных и подготовительных забоев, выполняемую на шахтах России и бывшего СССР.

Впервые анализ технологий выемки на тонких пологих пластах был выполнен в нашей стране А.Д. Пановым, который на страницах журнала «Уголь» № 8 за 1956 год освещает "перспективы выемки угля в лавах на пологих пластах стругами и узкозахватными комбайнами". В технической статье описываются положительные результаты работы на шахте № 9 треста "Снежнянантрацит", которые были достигнуты при помощи узкозахватного комплекса оборудования ДУ-1, состоящего из комбайна "Донбасс-1", скребкового конвейера, металлических стоек с шарнирными верхняками и посадочных стоек.

Состоянию и развитию струговой выемки на шахтах СССР посвящена статья Н.К. Гринько: "…В решении задачи технического перевооружения угольной промышленности большую роль должны сыграть струговые комплексы, являющиеся одним из наиболее перспективных и прогрессивных средств узкозахватной выемки угля". А в №1, за 1977 г., Н.К. Гринько анализирует основные направления развития науки и техники на 1960-1980 гг.

Первая струговая установка, которую прозвали своеобразным гигантским подземным "фуганком", в бывшем СССР была испытана в 1965 году на шахтах комбината "Ростовуголь".

Это была новинка угледобывающей техники. Бригада И.В. Савченко с шахты «Южная -1» одна из первых в городе освоила эту струговую установку. С её помощью бригада добывала за сутки более 1000 тонн угля и в 1966 году за 31 рабочий день выдала на гора 112300 тонн угля. Рекорд, поставленный Савченко показал, что новая угледобывающая техника (струговые установки) таят в себе большие возможности повышения производительности труда. До применения струговых установок уголь добывался при помощи широкозахватного комбайна, при этом добыча составляла 13 тысяч тонн угля за месяц.

На струговые установки перешла и бригада М. Чиха. Применение новой техники требовало и новой организации труда. После долгих поисков шахтеры пришли к выводу, что струг может работать с полной отдачей лишь при поточной организации труда, которая требовала совмещения процессов добычи и подготовки лавы. Вместе с инженерно-техническими работниками шахты разработали новый паспорт крепления лавы. Перейдя на поточный метод, бригада стала добывать 1500 и более тонн в смену на струговой лаве. В год бригада добывала 500 тысяч тонн угля.

Резерв повышения добычи при струговой выемке был в механизации управления кровлей при струговой выемке, для этого необходимо было разработка нового механизированного комплекса с гидрофицированной крепью, приспособленного под струговую установку. В ШахтНИУИ на базе М-87Э разработали струговую крепь 1-МКС.

В 1970 году такая механизированная крепь вместе со струговой установкой была смонтирована в лаве. С её помощью бригада увеличила среднесуточную добычу до 2000 тонн в смену.

На шахтах бывшего СССР в середине 70-х годов в основном работали струговые установки 3-х типов:

1)  УСТ-2 (установка струговая тихоходная,V=20-40 м / мин.).

2)      УСБ-2М (установка струговая быстроходная,V>40 м / мин.).

)        УСБ-67 (установка струговая быстроходная,V=20-40 м / мин.).

Все эти струговые установки имели общую компоновку: они состояли из трубчатых направляющих, расположенных с забойной стороны конвейера. Благодаря этому струговая установка объединялась в единый агрегат с конвейером.

Позже в нашей стране были разработаны, изготовлены и испытаны струговые установки нового технического уровня: отрывного типа - СО90У, скользящего типа - СН96, комбинированного типа ЗСКП. Технические решения, заложенные в конструкции этих установок, соответствовали лучшим зарубежным аналогам, а по некоторым показателям и превосходили их. Установки могли работать в комплексе со струговыми механизированными крепями.

На шахтах Кузбасса имеется опыт отработки тонких пластов при помощи гидромониторной отбойки. Так на бывшей гидрошахте «Юбилейная» ОАО ОУК «Южкузбассуголь», выемка угля осуществлялась механизированными комплексами с гидротранспортом по лаве. В результате этого было выяснено, что осуществление гидротранспорта по лаве в сочетании с данной технологией приводит к размоканию почвы, что в свою очередь вызывает неустойчивость секций крепи, и как следствие, аварийную обстановку забоя. Происходило заиливание оснований секций крепи мелким штыбом, что приводило к затруднениям по их передвижки. Из этого можно сделать вывод, что применение гидротехнологии непродуктивно и в сочетании со струговой установкой, которая требует использования с механизированных крепей.

Однако стало очевидным, что гидротранспорт угля позволит значительно снизить энергоемкость процесса выемки при технологиях выемки, не требующих применения механизированных крепей.

В 70-80-х годах на шахтах СССР в основном это шахты Львовско-Волынского бассейна, для разработки тонких пологих пластов применялись бурошнековые установки. В КНИУИ была разработана технологическая схема с групповым применением установок БУГ применительно к условиям залегания тонких пологих пластов с целью увеличения концентрации горных работ, значительного роста нагрузки на добычной участок, более эффективного использования установок. Испытания показали эффективность применения бурошнековых машин при отработке пластов мощностью до 1,0 ми залегающих слабых боковых породах.

В начале 70-х в нашей стране были предложены технологические схемы разработки тонких пластов с расширением камер обратным ходом с помощью комбайнов, оснащенных раздвижными исполнительными органами: комплексы КТП, КБВ, «Тентек».

В Донецком бассейне в ш/у им.г. «Правда» применялась скрепероструговая выемка в камерах. Сущность ее заключалась в следующем: столбы, подготовленные по простиранию или по падению шириной 100-120 м, отрабатываются камерами, шириной 14-25 м. Между камерами оставляются целики по всей высоте столба, шириной 3-4 м. Выемка угля ведется скреперостругами без крепления. Главным достоинством этой технологии, является отсутствие людей в забое.

1960-80-е годы в бывшем СССР были годами расцвета отработки тонких пластов, достижения им апогея в своем движении по орбите XX века. Выросла механизации проходческих работ за счет внедрения струговых установок, механизированных крепей, изменилась технология выемки угля. Росла нагрузка на забой, повышалась производительность туда, в корне менялся взгляд на возможности повышения эффективности производства.

Однако в начале 90-х годов после распада СССР ситуация в горной промышленности резко изменилась. Тонкие пласты ушли на задний план, так как предприятия, чтобы не стать безубыточными стали отрабатывать пласты угля более мощные, «снимая сливки» повышая добычу за счет внедрения новых очистных комплексов с механизированными крепями.

На сегодняшний день в большинстве комплексов оборудования применяется комбайновая выемка угля и только в ряде очистных забоев эксплуатируются струговые установки (см. таблицу 1).

Таблица 1 - Применение струговых установок на шахтах России и стран СНГ при отработке тонких пластов в 2004 году

Предприятие	В наличии	В работе	В ремонте, резерве	В монтаже	Списано	% использования
Донецкий бассейн	31	25	1	5	19	80,7
Печорский бассейн	1		---	1	---	---
ВоркутаУголь	1	1	---	---	---	100,0
РостовУголь	21	17		4	17	81,0
Компания «Южкузбассуголь»	1	1	----	---	---	100

Однако в последнее время в периодических журналах таких как «Уголь», «Горный вестник», «Глюкауф» стали появляться статьи о целесообразности применения струговых установок на тонких пластах в современных условиях. Горные институты предлагают совершенно новые перспективные предложения по совершенствованию технологии проведения подготовительных выработок для подготовки к отработке тонких пластов, обеспечивающие значительный рост темпов проведения работ.

Так на шахте “Казахстанская” успешный опыт применения первой струговой установки фирмы ДБТ «вселил уверенность в возможность рентабельной работы шахты при переходе на выемку тонких пластов».

Шахта “Казахстанская” отрабатывает пласты Т1, Д9, Д10, Д11, Д6, из которых пласт Т1 является опасным, Д6- особо опасным по внезапным выбросам угля и газа. Пласт Д6 - склонен к самовозгоранию, из отрабатываемых пластов только он имеет мощность 5,5-6 м, остальные от 0,8 до 1,6 м.

Для обеспечения рентабельности работы шахты в условиях ограниченного рынка сбыта угля, с целью концентрации горных работ начиная с 1999 г. на шахте начат переход на работу по схеме “шахта-лава”.

Учитывая то, что запасы по маломощным и тонким пластам шахты составляют 50 % от балансовых запасов, необходимо было изыскать способы отработки тонких пластов (0,8-1,5м) обеспечивающих рентабельную работу шахты. Кроме этого своевременное воспроизводство запасов по мощному особо выбросоопасному пласту Д-6 из-за низких темпов проходки, связанных с проведением противовыбросных мероприятий, затруднено.

После тщательного изучения опыта высокопроизводительной отработки тонких пластов в угледобывающих странах мира была приобретена струговая установка GH 9.34.VE 4.7 фирмы ДБТ. Привязка струговой установки к имеющейся в угольном департаменте механизированной крепи Глиник 066/16 была выполнена на заводе угольного машиностроения (РГПО) компании. Крепь и струговая установка были смонтированы на выемочном участке, выработка которых была пройдена несколько лет назад и не была приспособлена для струговой выемки. Среднесуточная нагрузка на лаву составила в 4167 т. (за 24 рабочих дня), при производительности труда 510,6 т.

Опыт работы первой струговой установки на шахте “Казахстанская” показал, что требуются новые технические решения в подготовке выемочного участка. Это увеличение длины лав до 250-300 м, проходка выработки шириной не менее 5 м, применение анкерной крепи, а также необходимость приобретения проходческой техники, способной обеспечить темпы проходки не менее 300 м/мин, а также применение перегружателей и ленточных конвейеров производительностью не менее 1000 т/час.

В процессе работы струговой установки производились замеры запыленности воздуха и газовыделения на участке. Запыленность воздуха составила около 55-70 мг/м3 при добыче более 5000 т в сутки по сравнению с 150-200 мг/м3 при комбайновой добыче; газовыделение на участке при этом не превышало 4-5 м3/мин.

В настоящее время учеными Донбасса разработана технология раздельной выемки угля и породы при помощи комбайна. Ее суть состоит в том, что при движении комбайна в одну сторону вынимается чистый пласт угля мощностью от 0,6 м, при движении в обратном направлении - высота призабойного пространства увеличивается до комфортной для работающего персонала величины, а подрубленная порода транспортируется в выработанное пространство.

В прошлом году на выставке «Майнинг» в г. Новокузнецке была предложена технология отработки тонких пластов при помощи комбайна УКД-200. Комбайн такого типа (см. лист 2 графической част работы) обеспечивает проход корпуса комбайна под верхняками крепи в пласте 0,85 м, а также проход угля под корпусом комбайна при движении его против движения конвейерной цепи.

На шахтах Кузбасса также имеется опыт отработки тонких пластов, как с помощью комбайна, так и при помощи струга. Главная задача, решаемая уже в нынешнем 2005 году, по мнению дирекции компании «Южкузбассугля», - это «реализация программы тонких пластов» /17/.

Программа тонких пластов касается трех предприятий "Южкузбассугля": шахт "Абашевская", "Юбилейная" и "Осинниковская". Сейчас на этих предприятиях активно внедряется новая техника, специализированная под данные горно-геологические условия. Взять, к примеру, шахту "Абашевская": введен в строй очистной комбайн SL-300 для маломощных пластов, что позволяет вынимать только угольную пачку, не пресекая породу. Благодаря этому резко уменьшилась зольность угля, что в свою очередь означает снижение затрат на перевозку породы, повышение производительности труда и, соответственно, увеличение объемов добычи. Кроме того, на шахте смонтирован лавный конвейер, перегружатель которого способен выдержать увеличение объемов угля, введены в строй два мощных проходческих комбайна П-220. Решение вопроса по отработке тонких пластов без присечки породы даст эффект порядка 900 миллионов рублей экономии в год. Все это лишь первые шаги в осуществлении программы, но и они уже дали ощутимый результат. Так в июле та же шахта "Абашевская" выдала на-гора свыше 285 тысяч тонн угля при плане в 235 тысяч. В 2004 году на «Абашевской» пласт 27 также отрабатывался при помощи струговой установки немецкой фирмы ДБТ.

1.6 Специфика подготовки и отработки тонких пластов, способы управления кровлей

При проведении подготовительных выработок на тонких пластах возникает ряд трудностей по их поддержанию. Это связано, прежде всего с тем, что необходимо проводить выработки большого сечения, при этом процент присечки породы достигает 80-85 %. Поэтому на тонких пластах, если позволяют горно-геологические условия (при наличии легко - и среднеобрушающихся кровель и прочной почвы), целесообразней проведение транспортного штрека и сохранение его в качестве вентиляционного для нижней лавы при помощи органной крепи.

При мощности пласта 0,9-1,0 м и устойчивых боковых породах транспортные штреки проводят узким забоем в виде одной выработки, как по пласту, так и по пустым породам, т.е. полевые. При этом способе проведения подготовительных выработок, для охраны штрека от горного давления и устранения утечек воздуха в выработанное пространство, у боков штрека выкладывают стенку из старых стоек, уложенных одна на другую, а также бутовых полос шириной не менее 6 м. Бутовые полосы могут быть односторонними и двусторонними.

При отработке тонких пластов возможно использование как короткозабойных систем разработки, так и систем разработки длинными забоями.

При работе длинными забоями отработку ведут как по сплошной, так и по столбовой системам разработки, - в зависимости от горно-геологических условий.

Сплошная система применяется в основном на тонких пластах с любым углом падения, на пластах, опасных по горным ударам и внезапным выбросам, залегающих на больших глубинах, где высокая температура и большое горное давление затрудняют предварительное оконтуривание запасов подготовительными выработками и поддержание этих выработок. Сплошную систему разработки применяют как при этажной, так и при панельной подготовке.

Столбовая система на тонких пластах применяется при любых схемах подготовки пластов. На пологих пластах (m = 0,9-1,3 м), при кровле не ниже средней устойчивости и непучащих почвах применяется способ подготовки спаренными штреками. Этот способ отличается от других применимых при подготовке тонких пластов тем, что между двумя проводимыми штреками производится выемка угля, т.е. штреки проходятся широким забоем. При этом оба угольных забоя объединены в один. Порода от подрывки размещается в общем выработанном между штреками пространстве - раскоске.

На тонких пластах для управления кровлей применяется способ управления кровлей полным обрушением, пневмозакладкой и плавным опусканием. Выбор способа производится на основе горно-геологических условий, а также способа выемки угля.

Известно, что на пластах малой мощности при наличии в кровле пласта песчаника и склонности почвы к пучению, происходит смыкание кровли с почвой на расстоянии 7-12 м и более от забоя и через 35-40 м периодически происходит обрушение пород основной кровли. Таки образом, при данном способе управление кровлей производится ее плавным опусканием. При этом, не нужно производить каких - либо мероприятий - все происходит самопроизвольно, что значительно снижает затраты на поддержание очистного забоя.

При средне и легкообрушающихся породах непосредственной кровли, когда их мощность достаточна для подбучивания основной кровли применяют способ управления кровлей полным обрушением с использованием механизированных или индивидуальных крепей. При удалении механизированной крепи в выработанном пространстве происходит обрушение пород кровли.

При данном способе управления кровлей возникает ряд трудностей. В лавах с управлением кровлей обрушением работы по креплению, в большинстве случаев, непосредственно связаны с работами по посадке кровли. В случае применения индивидуальной крепи при современной высокой скорости подвигания забоя посадку кровли уже нельзя проводить в отдельную от добычи угля смену, так как к концу добычной смены ширина полосы непосаженой кровли превышает допустимую.

Способ управления кровлей с пневмозакладкой рекомендуется в случае необходимости предупредить обрушение вмещающих пород после выемки. В лавах с управлением кровлей пневмозакладкой на тонких пластах данный способ применяется в единичных случаях, так как скорость подвигания лавы ограничивается пропускной способностью пневмозакладочной установки и системы доставки закладочного материала. Сооружением промежуточных бункеров удается в значительной мере уменьшить зависимость очистных забоев от мелких неполадок в доставке закладочных материалов по главным транспортным выработкам.

1.7 Выводы и перспективные направления разработки тонких пластов

Как показала практика, отсутствие эффективных схем отработки тонких пластов привело к увеличению их удельного веса в имеющихся запасах угля. Опыт отработки тонких пологих пластов в России и за рубежом системами разработки с механизированными комплексами показывает, что область их применения весьма ограничена. При работе с автоматизированными механическими крепями доля ручного труда высока и исключает их работу без постоянного присутствия людей в забое.

Разработка тонких пластов сопряжена с большими техническими трудностями, связанными с механизацией выемки угля и передвижением людей в очистном пространстве и поэтому характеризуется низкой производительностью труда при высокой себестоимости добытого угля. Поэтому вопросы повышения производительности труда, улучшения условий работы шахтеров при отработке тонких пологих пластов, должны решаться, в основном, путем максимальной механизации и автоматизации производственных процессов, что, в конечном счете, приведет к выемке угля без присутствия людей в очистном забое. При этом следует учитывать, что поточность является основным условием осуществления комплексной механизации и автоматизации в целом.

Переход к поточной технологии может быть осуществлен только путем качественного изменения самой технологии угледобычи, что позволило бы устранить такие основные трудоёмкие процессы, как крепление забоя, управление кровлей, и всё это при отсутствии людей в забое. Необходимо, чтобы технологическая схема стала простой экономичной и эффективной.

Применением высоконапорных струй воды в качестве дополнительного режущего инструмента возможно значительно расширить область применения техники, предназначенной для выемки тонких пластов.

Одним из направлений создания безлюдной технологии является скрепероструговая выемка, т.к. единственной машиной и механизмом в очистном забое является скрепероструг, с помощью которого осуществляется выемка и транспортирование угля. Известно, что пределы применения скрепероструговой выемки обусловлены очень крепким углем или пластами с породными прослойками. Повышение мощности скрепероструговых установок не может существенно расширить область их применения, однако их сочетание с гидроотбойкой значительно повышает производительность по забою в целом, а также позволяет перейти на поточную технологию выемки.

Гидравлическая выемка самоходными гидромониторами на тонких пластах в сочетании с комбайновой, значительно снижает трудоемкость работ. Сущность технологической схемы заключается в следующем: при помощи комбайна в лаве осуществляется выемка угля, параллельно с этим при помощи гидромонитора осуществляется выемка междукамерных целиков двусторонними заходками. Транспорт угольной пульпы осуществляется по нижележащему штреку, минуя выработку из которой производится очистная, гидромониторная выемка угля.

Очевидно, что гидротранспорт угля позволит значительно снизить энергоемкость процесса выемки бурошнековыми установками, однако он не позволит ликвидировать те недостатки, которые им присущи:

1.  потери угля, заложенные в форме рабочего органа;

2.      отсутствие контроля и средств направленности выемочной скважины на всю длину.

Учеными Донбасса была разработана принципиально новая технология безлюдной выемки угля с использование внутренней энергии массива.

Данная технология заключается в отторжении угля от пласта и выноса его в подготовительную выработку за счет управления энергией, высвобождающейся при разгрузке массива от геостатического давления. Безлюдная технология выемки угольного пласта практически в 10 раз повышает производительность труда рабочих по добыче угля и снижает себестоимость добываемого угля на выемочном участке при резком сокращении (10-30%) удельного расхода электрической энергии. Технология позволяет вынимать угольные пласты некондиционные по мощности и зольности, в местах их геологических нарушений. При этом обеспечивается добыча практически беззольной горной массы, скоростное проведение выработок в разгруженной зоне, повышается техническая и экологическая безопасность отработки угольных пластов. Широкое внедрение технологии выемки угля с использованием внутренней энергии напряженного угленосного массива позволит в кратчайшие сроки угледобывающей промышленности Украины перейти на бездотационную работу. В сочетании с технологией приготовления водно-угольных смесей может быть обеспечена конкурентоспособность угля с другими видами горючих ископаемых (нефть, дизельное топливо, бензин).

Перспективным является предложение добычи угля в тонких и сверхтонких пластах, предложенное специалистами предприятия "Харьковское конструкторское бюро по машиностроению им. А.А. Морозова", которые создали машину для автоматической добычи угля типа БЗМ-1М1. Бурозакладочная машина БЗМ-1М-1 предназначена для выемки тонких (0,8-0,9 м) пластовых месторождений каменного угля без присутствия людей в выработанном пространстве и без его крепления. Может работать также в тонких и весьма тонких слоях пластовых месторождений различных полезных ископаемых. Машина представляет собой дистанционно управляемый, смонтированный на гусеничном самоходном шасси рабочий орган для бурения скважин некруглого сечения, оснащенный устройствами нормализации пылегазового режима, с системой ориентации машины и рабочего органа относительно разрабатываемого пласта, автоматизированной системой управления режимами бурошнековой выемки полезных ископаемых и закладки породы в выбуренное пространство. Технология применения машины позволяет повысить производительность труда в 2-3 раза по сравнению с добычными комбайнами, работающими с присечкой вмещающих пород; понизить до минимума тяжелый физический труд, повышая тем самым уровень безопасности и комфортности труда.

Для эффективной отработки тонких пластов одним из основных условий является автоматизация производства, при которой роль человека сводится либо к дистанционному управлению машинами и механизмами, либо к контролю за технологическим процессом.

Для разработки тонких пластов, особенно опасных по внезапным выбросам наиболее перспективным направлением является струговая выемка, т.к. из всех видов очистного оборудования наиболее подготовленными являются струги.

В настоящее время эти проблемы решаются применением автоматизированных систем управления фирмы Marco Systemanalyse und Entwicklung GmbH.

Мозг системы управления стругом - это искробезопасный управляющий компьютер tsd/kb, имеющий плёночную клавиатуру и жидкокристаллический дисплей с трёхцветной подсветкой. Он смонтирован в массивном латунном корпусе и крепится на корпусе машины. Полная автоматизация лавы включает управление стругом, конвейером и крепью. С поверхности можно наблюдать и управлять установками, запрашивать данные об обслуживании, информацию о неполадках. Программы нахождения неисправностей, диагностирования и техобслуживания позволяют предельно упростить уход за сложными установками.

В полностью автоматизированной струговой лаве все процессы протекают под контролем компьютера. Дозированная струговая выемка обеспечивает строго определённую глубину резания, которая может изменяться в зависимости от крепости угля, чтобы оптимально использовать имеющиеся мощности привода. В случае различной крепости угля по длине лавы предотвращается неравномерная задвижка конвейера. Точность передвижения обеспечивается устройством “ридштаб”, которое распознает выдвижение домкрата передвижки. При такой автоматике для управления лавой требуются только один оператор и два помощника. Возможности струговой выемки с системой управления Marco показаны в таблице 2.

Средняя суточная нагрузка на автоматизированную лаву значительно превышает добычу в неавтоматизированной лаве. Так, например, на шахте Prosper-Haniel (Германия) это превышение составило 1000 т, а на шахте Heinrich-Robert 2000 т.

Таблица 2 - Параметры струговой выемки с системой управления Marco

Показатели	Крепкий уголь	Мягкий уголь
Глубина резания, мм	40-50	80-150
Скорость струга, м/сек	3	3
Площадь выемки, м2/мин.	5-6	10-18
Возможная добыча из лавы длиной 300 м, мощности пласта 1 м и машинном времени 50 %, т/сут	5000-6000	10000-18000

Российским аналогом автоматизированных систем управления фирмы Marco является автоматизированная система управления УКМС. С целью обеспечения эффективной эксплуатации струговых и скрепероструговых установок, УКМС выполняет следующие функции: осуществляет непрерывный контроль местонахождения струга с учетом его выбега при отключении напряжения питания; сохраняет информацию о местонахождении струга или скрепероструга при перерывах в его работе; обеспечивает безопасность эксплуатации и допускает корректировку задания текущего значения местонахождения машины.

Для автоматизации струговых установок применяется аппаратура АРУС.1М. В состав ее входит УКМС, выполняющее функции учета выбега и сохранения информации с использованием аккумуляторной батареи. Практические наблюдения показали, что средняя наработка на отказ аппаратуры АРУС.1М составляет 650 ч. Основные неисправности связаны с выходом из строя аккумуляторных батарей, источников питания и электронных блоков. Установлено, что отказ электронных блоков связан с выходом из строя интегральных микросхем. При этом 80% этих отказов сопровождаются искажением информации о местонахождении установки.

С целью устранения указанных недостатков существующей УКМС, разработана более совершенная его схема, позволяющая повысить его надежность за счет устранения аккумуляторной батареи при сохранении других необходимых требований к устройству.

Отличие такого устройства заключается в том, что счетчик местонахождения струга существующего УКМС разбит на два независимых счетчика: счетчик выбега (СВ) и счетчик абсолютных значений (САЗ). Обозначив состояние СВ  и САЗ, можно записать рекурсивное выражение для определения текущего местонахождения струга:

Данное устройство было реализовано в составе опытного образца аппаратуры АРУС.2М и испытано в шахте “Заперевальная № 2” ш/у “Донбасс” ГХК “Донуголь” для автоматизации струговой установки АРУС-2М. Общая наработка составила 2902 ч. Отказов и сбоев в работе устройства не наблюдалось.

Для осуществления автоматического управления комбайном необходимо автоматизировать в основном следующие производственные процессы:

1.  подача комбайна;

2.      управление приводом исполнительного органа;

.        контроль и управление положением исполнительного органа выемочной машины относительно кровли и почвы пласта.

В начале 90-х годов в России в промышленное производство были выпущены системы автоматизации подачи комбайна САДУ-2 (для комбайнов 2К52 и 2К52М) и система САУК.

Решение управления исполнительным органом комбайна относительно кровли и почвы пласта осуществляется датчиком контроля границы «порода- уголь».

В Германии для правления шнековым комбайном используются компьютерные технологии, которые позволяют автоматизировать управление выемочной машиной и сохранить правильный уровень резания.

В Великобритании первый опыт сбора информации о подземных очистных работах и передачи этой информации был проведен впервые в середине 50-х годов. В настоящее время английские комбайны во время выемки используются в качестве передвижной геодезической платформы. Подвигание забоя измеряется непосредственно несколькими приборами с инфракрасной оптической системой, установленными на определенном расстоянии друг от друга вдоль очистного забоя.

В настоящее время в Англии разработан элемент-датчик, который жестко крепится к комбайну и регистрирует гамма - радиацию естественного происхождения из пород выше пласта и измеряет ее затухание, вызванное увеличением мощности пачки угля при кровле. Внедряются датчики высоты кровли, с помощью которых можно определить положение барабана по отношению к кровле, обнаженной снятием предыдущей полосы. Разрабатываются системы обнаружения поломок механизма для предупреждения аварийных ситуаций.

Особенно сложным для автоматизации звеном при отработке тонких пластов всегда считалась механизированная крепь, количество элементов которой прямопропорционально длине очистного забоя, а надежность работы обратнопропорциональна количеству элементов, тем более, что в механизированной крепи элементы взаимодействуют не только между собой, но и с боковыми породами, конвейером и выемочной машиной.

Системы управления механизированной крепью в нашей стране в основном дистанционно-автоматизированные с постов, расположенных в лаве и дистанционно-автоматизированные с центрального пульта управления, расположенного на штреке.

В области автоматизации механизированных крепей в Германии разработаны системы управления крепью, которые выпускаются в комплексе с выемочными машинами.

Основной из проблем при работе на тонких пластах является выбор проходческого оборудования. Необходимо применять проходческую технику, способную обеспечить темпы проходки при низкой трудоемкости работ, что может быть достигнуто путем автоматизации основных производственных процессов.

Так, институтом ВНИИГидроуголь, был разработан и успешно применяется пульт дистанционного управления (ПДУ), которым оснащаются комбайны типа ГПК, нашедших самое широкое применение на шахтах Кузбасса. Аппаратура ПДУ позволяет дистанционно управлять всеми операциями комбайна на расстоянии 25 м.

2.      ХАРАКТЕРИСТИКА ДЕЙСТВУЮЩЕГО ПРЕДПРИЯТИЯ

Поле филиала «Шахта «Юбилейная» занимает северную часть Байдаевского месторождения Новокузнецкого района Кузбасса. Административно расположено в г. Новокузнецке, Кемеровской области.

Шахта разрабатывает участок Байдаевского угольного месторождения, расположенного на юге Кузбасса, включающий 11 рабочих пластов мощностью 0,7-1,9м. Размеры шахтного поля по простиранию - 5,0 км, по падению - 4 км. Падение пластов угля в границах шахтного поля преимущественно пологое (0-20°), на западном крыле — до 45°. Глубина разработки составляет 500-700м.

2.1 История строительства шахты

Предприятие было построено по проекту, выполненному ВНИИГидроуглем для добычи угля гидравлическим способом, и введено в эксплуатацию в 1967 году с производственной мощностью 2000 тыс. тонн угля в год, которая была освоена уже в следующем году.

К 1975 году были отработаны угольные пласты на горизонте +60 м и горные работы стали производиться в уклонных полях пластов.

В начале 80-х годов, когда были отработаны продуктивные пласты 32, 30, 29, 26а были начаты работы над проектом по реконструкции шахты «Вскрытие и подготовка горизонта -260 м» и в 1990 году строительство основных объектов было закончено. Были пройдены стволы № 4 и 5 глубиной по 500 м каждый, путевые и пульповодные квершлаги на горизонте -260 м, которыми вскрыты пласты с 14 по 25.

Это решение позволило увеличить промышленные запасы угля и продлить срок службы шахты, а также сохранить добычу угля на уровне 2,0 млн. тонн в год.

В 1992 году шахтой было добыто 1322,8 тыс. тонн при производительности труда рабочего 51,8 т/мес., однако в последующие годы шахта наращивала объемы добычи и в 2003 году добыча составила 1880 тыс. тонн, а производительность труда рабочего-117,5 т/мес.

С сентября 2002 года шахта «Юбилейная» была объединена с шахтой «Ульяновской» и с января 2003 преобразована в филиал «Шахта «Юбилейная» ОАО «ОУК «Южкузбассуголь» с разделением на два района «Юбилейный» и «Ульяновский». На данном этапе в отработке находилось три рабочих пласта: 16, 25 (Основной район), 50 (Ульяновский район). Установленная мощность предприятия составляла - 2400 тыс.тонн угля в год.

Однако в марте 2005г. было принято решение об отделении Ульяновского района в отдельный филиал. Это привело к тому, что в настоящий момент на шахте «Юбилейная» в отработке находится только один пласт 16. Согласно плану развития горных работ отработка пласта 16 будет вестись одним очистным забоем лавами длиной 300 метров механизированным комплексом КМ-138, очистным комбайном SL-300 или КСВ-460Н, позволяющими обеспечивать выемку угля без присечки боковых пород с нагрузкой 1100 тыс.т в год и последовательно отрабатывать лавы восточной, а затем западной панели пласта 16.

По состоянию на 01.01.2005 года промышленные запасы составляют 82,4 млн.тонн, причем в пластах мощностью 1,2 м и менее сосредоточено 44,4 млн. тонн, с углами падения 25 и более градусов - 13,5 млн. тонн.

Исходя из производственной мощности - 1450 тыс. тонн в год, шахта может вести работы по добыче угля еще 55 лет, в т.ч. на действующих горизонтах - 42 года.

2.2 Геологическая часть

2.2.1 Стратиграфия и тектоника

В пределах шахтного поля расположены угольные пласты с 1 по 32. Мощности пластов закономерно уменьшаются с юго-запада на северо-восток.

Строение шахтного поля относительно простое, в структурном отношении приурочено к северному замыканию Байдаевской брахисинклинали, представляющей собой асимметричную складку с пологим восточным (5-10º) и крутым (до 20-40º) западным крылом. В северо- восточной части шахтного поля восточное крыло брахисинклинали осложнено серией синклинальных и антиклинальных складок северо-западного простирания.

Залегание пород угленосной толщи нарушено, кроме того, дизьюнктивами, наиболее крупные из них: выброс «В», служащий естественной восточной границей шахтного поля (амплитуда смещения 150-260 м) и надвига «Z». Всего на шахте выявлено 18 различных нарушений с амплитудой смещения более 2 м, многие из которых поражают несколько пластов. Горными работами на пластах выявлено 25 разрывных нарушения с амплитудой 0,2-5,0 м.

Границами поля шахты, расположенного в северной части байдаевской брахисинклинали, являются:

На юге - 3-я разведочная линия и условная линия, проходящая по скважинам №№ 368, 366 и 361;

На востоке - тектоническое нарушение В-В1;

На севере - граница промплощадки ЗСМК, горный отвод ш. «Полосухинская»;

На западе - выход пласта 1 под наносы.

К горному отводу шахты «Юбилейная» примыкают горные отводы: на юге - шахты «Байдаевская» - по всем пластам; шахты «Новокузнецкая» - по пластам 32, 29а, 30; шахты «Абашевская» - по пластам 26а, 25, 24, 23; шахты «Нагорная» - по пластам 26а, 26б, 27а; на востоке - горный отвод шахты «Нагорная»; на севере - граница промплощадки для 2-ой очереди ЗСМК, горный отвод шахты «Полосухинская».

2.2.3 Гидрогеологические условия

Гидрогеологические условия поля шахты «Юбилейная» в основном вполне благоприятны и не оказывают существенного влияния на ведение горных работ. Приток воды в шахту происходит в основном за счёт перетекания воды из верхних отработанных горизонтов и по наклонным выработкам, выходящим на поверхность. Обводнённость пластов средняя, среднегодовой приток воды по шахте составляет 350-390 м3/час. Гидрогеологические условия северо-западной террасовой части поля сложнее вследствие высокой водообильности галечников 2-ой террасы р. Томи, песчаников в кровле пластов 21 и 25. Притоки воды при приближении к границе галечников оцениваются в 236 м3/час, а при отработке пластов угля под р. Ботаничева -133 м3/час.

 

2.2.4 Горнотехнические условия разработки

Падение пластов угля в границах шахтного поля преимущественно пологое (0-20°), на западном крыле — до 45°. Глубина разработки 500-700м, вмещающие породы представляют чередование слоев алевролитов и аргиллитов, реже песчаников, с крепостью пород по шкале проф. Протодъяконова от 3-6 единиц до 12.

Шахта отнесена к опасным по внезапным выбросам угля и газа метана (абсолютная газообильность шахты - 97,17 м3/мин., относительная - 45,34 м3/т), к опасным по взрывчатости угольной пыли, пласты угля не склонны к самовозгоранию. С глубины 190м пласты отнесены к угрожаемым по горным ударам, пласт 16 — опасен с глубины 400м, пласт 25 — 280м. С глубины 370м — к угрожаемым по выбросам. Природная газоносность пластов составляет 4-25 м3/тонну.

2.2.5 Разведанность и динамика изменения запасов

Геологическое строение поля шахты разведано достаточно полно. По состоянию на 01.01.2005 г. промышленные запасы по Юбилейному району составляют 82,4 млн. тонн, причем в пластах мощностью 1,2 м и менее - 44,4 млн. тонн, с углами падения 25 и более градусов - 13,5 млн. тонн.

Исходные балансовые запасы каменного угля по району “Юбилейный “ по состоянию на 01.01.2005г. (см. таблицу 3) составляли 125552 тыс.тонн. Уменьшение балансовых запасов в 2004 году составило 1211 тыс. тонн, в том числе за счет добычи (1076 тыс. тонн) Забалансовые запасы не изменились и составляют на 01.01.2005 - 124199 тыс. т.

Анализ промышленных запасов показал, что отработка некоторой их части нецелесообразна по экономическим и техническим причинам:

1)      по пласту 26а-0,978 млн. т. - из-за опасности по горным ударам;

2)      по пласту 22-3,824 млн. т. - из-за высокой зольности, более 38 %;

)        по пласту 14-3,179 млн. т. - из-за малых запасов и значительных затрат на их подготовку.

Таблица 3- Балансовые запасы угля по пластам, Юбилейный район

№ п/п	Наименование пласта	Угол падения, град.	Марка угля	Крепость угля	Запасы угля, тыс. т.
1	29в	10-20	Г	1,2	1243
2	29а	10	Г	1,2	1250
3	27а	5-25	Г	1,2	6841
4	26а	8-14	Ж	1,2	6116
5	25	3-37	Ж, Г	1,3	20743
6	24	3-40	Г	1,1	15996
7	22	3-38	Ж	1,1	21842
8	21	3-35	Ж	1,1	8257
9	20	30	Г, Ж	1,1	1199
10	16	3-40	Ж	1,1	5251
11	14	3-40	Ж	1,0	23226
12	13	3-35	Ж	1,0	4474
13	5	18-50	Ж	1,0	5599
14	1	37-45	Ж	1,0	2694

2.2.6 Качество углей пластов и прогноз горно-геологических условий залегания пластов

Филиал шахты «Юбилейная» располагает разнообразными по технологическим свойствам углями, что объясняется разной степенью метаморфизма. Пласты 5 и 1 в комплексе с вмещающими породами являются маркирующими горизонтами. В межпластовом интервале этих пластов прослеживаются пропластки угля небольшой мощности (0,10-0,40 м), которые иногда выклиниваются или переходят в углистый алевролит.

Минеральные примеси в углях представлены пиритом, карбонатами и глинистым веществом. Основной составной частью является глинистое вещество, содержание которого колеблется от 1 до 9 %. Содержание пирита и карбонатов в углях не превышает 1 %.

На основании углепетрографических исследований стадия метаморфизма углей от верхних пластов к нижним возрастает. Увеличение метаморфизма можно наблюдать по изменению отражательной способности витринита, элементарного состава, толщины пластического слоя и выхода летучих веществ.

Элементарный состав углей также претерпевает изменения. С увеличением степени метаморфизма повышается содержание углерода.

Пластический слой углей увеличивается со стратиграфической глубиной от 13-14 мм (пласты 31а, 32) до 30-34 мм (пласты 1,5,13,14).

Выход летучих веществ на горючую массу угля является характерным показателем изменения степени метаморфизма.

Для всего Байдаевского месторождения характерно изменение степени метаморфизма в северо-восточном направлении. Благодаря чему улучшается спекающаяся способность углей, что наиболее ярко проявилось по угольным пластам 25, 20 и 14.

Если для пласта 32 содержание углерода равно 83,05 %, а суммарно азота и кислорода -11,30 %, то для пласта 1 первый показатель достигает 85,83 %, а второй понижается до 8,43 %. Это свидетельствует о повышении степени метаморфизма от верхних пластов к нижним. Содержание водорода колеблется от 4,62 % до 6,03 %. Но никакой закономерности в изменении его не наблюдается.

Средние значения выхода летучих веществ по угольным пластам колеблются от 29,2 до 39,4 %, а толщина пластического слоя от 18 до 34 мм. Согласно ГОСТ 8162-59 и 8163-56, с теми дополнениями, которые приняты для более четкого разграничения углей в зависимости от поведения в коксовых шахтах, угли поля шахты подразделяются на марки Ж, Г и К с толщиной пластического слоя выше 9 мм. Угли верхних пластов (32-29в) принадлежат по ГОСТ 8168-56 к марке Г.

Калорийность углей на поле шахты также увеличивается со стратиграфической глубиной. Теплотворная способность углей пластов 32 и 30 равна 8314 и 8266 ккал/кг, а для пластов 13 и 5 достигает 8762 и 8695 ккал/кг.

Сера и фосфор являются наиболее вредными примесями в углях, так как остаются - первая частично, а второй - полностью в коксе и влияют отрицательно на выплавляемый металл.

Для большинства пластов угля шахты характерно низкое содержание серы - 0,32-0,76 %, но по отдельным пластам (27а, 26б, 25, 24, 23, 19,18б, 15, 13, 1) оно увеличивается до 0,83-1,54 %.

Угли на поле шахты характеризуются как многофосфористые, потому что среднее содержание фосфора по пластам угля, в основном, колеблется от 0,013 до 0,050 % и лишь по отдельным пластам (31а, 24, 5,1) снижается до 0,008-0, 010 %. Наиболее высокое содержание фосфора наблюдается по угольному пласту 27б - 0,081 %.

Зольность углей разных пластов в пределах поля шахты значительно отличается. В основном, угольные пласты по ГОСТ 8163-56 по зольности укладываются впервые три группы (зола до 10 %).

Угли пластов 32, 30, 29в, 29а, 26а, 21 характеризуются очень низкой золой (3,9 -5,0 %), а пластов 31а, 27а,25 (марка Г), 23, 22, 14 (марка Ж), 5, 1 - низкой (5,4-7,0 %). Зольность углей, добытых в 2004 году представлена в таблице 4.

Таблица 4- Зольность углей, добытых в 2004 году

С увеличением стратиграфической глубины величина пластического слоя возрастает. Угли пластов 29а, 27б, 27а, 26б, 26а, 24, 22 и частично пластов 25, 26, 8, 11 имеют пластический слой свыше 17 мм, не менее 26 мм и относятся к газовым.

Таблица 5. - Качественные характеристики пластов угля, состоящих на балансе шахты «Юбилейная»

Пласты	Среднее строение	Показатели средние			Примечание о разработке
		Уг, %	У, мм	Ас/Аг
30	2,70	39,2	16	4,9/5,1	Разработан
29в	0,9	38,7	16	4,4/-	Не разработан
29а	3,70	38,3	17	5,0/7,0	Разработан
27а	0,95	37,5	17	6,4/-	Не разработан
26а	0,7/0,08/1,4	38,5	24	5,0/8,7	Разработан
25	0,2/0,3/0,7/0,05/1,0	38,8	24	6,6/32	Разработан
24	0,85	37,6	25	8,7/ -	Не разработан
22	0,26/0,02/0,94	36,8	29	5,6/10	Разработан
21	0,30/0,10/0,65	37,5	30	4,5/ -	Не разработан
20	0,25/0,15/1,05	37,3	24	12,4/29,2	Не разработан
16	1,67	34,9	34	8,0/8,8	Разработан
14	1,45	32,3	34	7,0/ -	Не разработан
13	0,85	39,6	33	9,0/ -	Не разработан
5	0,37/0,1/0,5/0,1/0,8	29,9	30	6,9/ -	Не разработан
1	0,82/0,15/0,23	29,2	30	6,6/12,5	Не разработан

Как видно из таблицы наиболее качественные угли сосредоточенны именно в тонких пластах, запасы которых составляют 51 % от общего количества запасов.

2.3 Технологическая схема действующего предприятия

тонкий пласт шахта уголь забой

Вскрытие поля «Шахты «Юбилейная» было произведено двумя вертикальными стволами глубиной 200 м каждый. Стволом № 1, восточным и западным квершлагами на горизонте + 40 м были вскрыты пласты с 23 по 16. Стволом №2, южным и северным квершлагами на горизонте +60 м были вскрыты пласты с 32 по 25. По каждому из вскрытых пластов на поверхность проведены бремсберги (см. лист 3 графической части проекта).

Способ вскрытия запасов вертикальными стволами и капитальными квершлагами позволил получить минимальные потери угля в охранных целиках, а также иметь единую концентрационную конвейерную линию и шахтовый водоотлив. Однако, при этом способе вскрытия, для данных горно-геологических условий, существует несколько существенных недостатков, которые заключаются в большой продолжительности строительства шахты и высоких капитальных затрат, относительно низкой пропускной способности и сложности эксплуатации главного и вспомогательного подъемов.

Способ подготовки шахтного поля - полевой, схема подготовки-панельная. Угол падения пластов позволяет применять на шахте «Юбилейная» именно данную схему подготовки шахтного поля.

Данная схема подготовки шахтного поля была выбрана по той причине, что именно при данной схеме возможно достижение большой процветающей мощности шахты, наличие малого объема одновременно поддерживающих горный выработок, а также высокой концентрации горных работ.

Однако следует отразить некоторые недостатки данной выбранной схемы подготовки. Существенный недостатком является, безусловно, сложность поддержания и большой объем проведения наклонных выработок, а также сложность изоляции выработок в смежный ярусах.

На предприятии ранее применялось два вида технологии проведения горных выработок:

а) механогидравлическая - с применением комбайнов К-56МГ, ГПКС и гидротранспортированием горной массы самотёком;

б) гидравлическая - с применением гидроотбойки (гидромонитор, ГПД-12.5) с последующим гидротранспортированием горной массы самотёком.

Однако с 2004 год шахта полностью перешла на сухую проходку. Это было связано, прежде всего с тем, что по горно-геологическим условиям на отрабатываемых пластах только 58 % запасов можно подготовить и отработать с применением гидротехнологии.

При сухой проходке подготовительных выработок по угольным пластам проходка осуществляется проходческими комбайнами ГПКС и КП-21, по породе — БВР, уровень механизации проходческих работ на сегодняшний день составляет 97-98 %. Подготовительные выработки крепятся, как правило, анкерной крепью (95%) и в единичных случаях рамной металлической крепью (5%). За 2004 год на шахте было проведено 11843 м подготовительных выработок при плане

Изначально на шахте предполагалось вести добычу угля только гидравлическим способом.

На предприятии ранее применялись две системы разработки: ДСО - длинные столбы с обрушением и с применением гидрофицированных крепей; КСО - короткие столбы с обрушением, с применением гидроотбойки. В 2003 году шахта полностью перешла на «сухую» проходку.

Горные работы в настоящее время ведутся на пласте 16, который имеет рабочую мощность 1,6 м и разделен на три панели: западную, центральную и восточную. Для отработки запасов пласта 16 принята система разработки - длинные столбы по простиранию. Западная панель была отработана с помощью высоконапорной гидроотбойки гидромониторами системой КСО. Запасы угля (около 3,0 млн. тонн) на горизонте -260 м так и не были подготовлены из-за недостатка финансовых и производственных возможностей, а также из-за больших углов падения пласта (до 40°). Восточная панель пласта с промышленными запасами 1,2 млн. тонн была отработана лавами с помощью механизированного комплекса КМ-138. Центральная панель пласта 16 с промышленными запасами 1,6 млн. т. в настоящее время отрабатывается лавами длиной 250-280 м. Для выемки угля применяется очистной комбайн типа КСВ 460-Н в сочетании с механизированной крепью КМ -138. Способ управления кровлей - полным обрушением.

В плане предусматривается доработка пласта 16 при помощи струговой установки, при этом планируемая среднесуточная добыча будет составлять 6500-7000 т/сут.

Наиболее производительным пластом в пределах шахтного поля является пласт 25. Западная панель пласта до горизонта +60 м была отработана с помощью высоконапорной гидроотбойки гидромониторами системой КСО. Восточная панель пласта отработана лавами с помощью механизированного комплекса КМ-138.

Центральная панель пласта 25 отрабатывалась лавами с помощью механизированного комплекса КМ-138. Однако в январе 2005 г. руководством предприятия было принято решение о нецелесообразности дальнейшей отработки плата 25 из-за высокой зольности угля.

На предприятии для повышения добычи и улучшения условий труда проводятся научно-исследовательские работы и внедрение новой техники. Прежде всего, это испытание новых машин и механизмов в условиях шахты, в том числе комбайнов КП-21 и комбайнов К -500-Ю с привлечением ИЦ «КузНИУИ», испытание и приемка опытных образцов шахтных подхватов для анкерной крепи из швеллера гнутого типа ПШГМ-8.

Для обеспечения транспортной связи с транспортными горизонтами на шахте «Юбилейная» существуют 8 бремсбергов и 5 вертикальных стволов, из которых 4 являются действующими.

Главная подъемная установка, расположенная в вертикальном стволе №2, предназначена для выдачи на поверхность добытого полезного ископаемого.

Вспомогательная подъемная установка, расположенная в вертикальном стволе №1, предназначена для спуска-подъема людей, материалов, оборудования, выдачи пустой породы.

Людская подъемная установка, расположенная в вертикальном стволе №4, предназначена исключительно для спуска и подъема людей.

Транспортировка горной массы из подготовительных выработок осуществляется скребковыми конвейерами СР-70, а далее - ленточными конвейерами типа ЛТ-100У, 1Л-80, 1Л-100, 1Л-100К.

Доставка грузов по выработкам шахты производится рельсовым транспортом с колеёй 900 мм, по бремсбергам — с помощью стационарных подъёмных машин Ц2,5х2,0 и Ц1,6х1,2, а по выемочным штрекам — лебёдками ЛВ-25.

Дизелевоз IMM 80TD используется для доставки грузов по фланговому грузовому бремсбергу пл.16, восточному конвейерному бремсбергу.

Перевозка людей по бремсбергам осуществляется канатно-кресельными дорогами типа ККД-2.

Проветривание шахты осуществляется по комбинированной схеме с отводом метановоздушной смеси из выработанного пространства через частично поддерживаемую выработку вентилятором УВЦГ-15.

Расчётный расход воздуха для проветривания шахты (Qр) составляет 11714 м3/мин, фактический — 17030 м3/мин.

Проветривание выемочных участков осуществляется за счет общешахтной депрессии, создаваемой вентилятором главного проветривания ВОД-50.

Проветривание тупиковых забоев подготовительных выработок осуществляется вентиляторами местного проветривания типа ВМ-6, ВМЭ-8 со стопроцентным резервом ВМП и обособленным энергоснабжением.

На шахте все действующие очистные и подготовительные забои оборудованы стационарной аппаратурой АГК.

В 2004 г на районе Юбилейный для автоматического контроля за содержанием газа CH4 в очистных и подготовительных забоях, а также в выработках с исходящей струей воздуха была внедрена аппаратура «Микон-1Р».

Для дегазации угольных пластов шахты «Юбилейная» применяются передвижные поверхностные дегазационные установки, а по пласту 16 установлена передвижная дегазационная установка ППДУ-2. Процентное содержание отсасываемого газа ППДУ-2 составляет 30-50% СН4.

Наряду с передвижными дегазационными установками построена и действует стационарная дегазационная станция с машиной ВВН-150.

На стационарной установке установлены две машины, одна рабочая, другая резервная. Процент выкачиваемого метана колеблется от 1 до 34%.

Для осуществления водоотлива на шахте используется главная водоотливная установка, которая расположена в районе нижней приемной площадки пласта 16 и оборудована 4 насосами ЦНС-300х420. Участковый водоотлив гор.-260 м оборудован насосами ЦНС-300х240. В настоящее время нормальный приток воды составляет 115 м3 /час, максимальный -310 м3/час. Вся вода с горных выработок по водоотливным канавкам поступает в околоствольные дворы стволов. Основной источник водоснабжения предприятия - это вода, поступающая с Западно-Сибирского металлургического предприятия (157,22 тыс. м3),

Электроснабжение шахты «Юбилейная» осуществляется с помощью трёх надземных подстанций ЦРП-1, ЦРП-2 и ЦРП-3, шины которых запитаны от подстанции «Северо-Байдаевская».

2.4 Технико-экономические показатели работы предприятия

Филиалом «Шахта «Юбилейная»» в 2004 году было добыто 4233,1 тыс. тонн угля. Выполнение плана составило 112,4 %. Среднесуточная нагрузка на очистной забой возросла по отношению к плану на 25 % или 1273 т.

Причем по району «Юбилейная» было добыто 1962,7 тыс.тонн угля, при плановой добычи 1936 тыс.тонн.

По сравнению с прошлым годом объем добычи увеличился на 17,1 % (617,1 тыс. тонн) за счет увеличения нагрузок на очистной забой, более эффективного использования очистного фронта.

Зольность добытых углей по Юбилейному району составила за 2004 год 43,1 %, что выше планового показателя на 6,5 %, по отношению к прошлому году произошло снижение зольности, оно составило 2,2 %.

Производительность труда за 2004 год составила 791,2 т на 1 рабочего по добыче угля при оперативном плане 681,8 тонн.

Режим работы шахты по выемке - четырехсменный с продолжительностью рабочей смены шесть часов и непрерывной рабочей неделей.

Для рабочих и инженерно-технического персонала устанавливается пятидневная рабочая неделя с 2 выходными днями. Количество выходных дней в год - 85, продолжительность отпуска - 56 дней. Организация работ - суточный бригадный комплекс. Как видно из диаграммы производительность труда 1 рабочего по добыче в 2004 году возросла (в 1,3 раза, увеличение составило 179 т на 1 человека) по сравнению с 2003 годом.

Среднемесячная заработная плата работников за 2004 г. составила 9268 руб., что на 31,7 % превышает уровень заработной платы за 2003 год.

Себестоимость добычи 1 тонны по филиалу "Шахта "Юбилейная" за 2004 год составила 311,3 руб., что выше 2003 года на 65,8 руб. Рост себестоимости добычи угля обусловлен в значительной степени необходимостью приобретения материалов для оснащения вновь вводимых очистных забоев в связи с оперативным изменением графиков их движения. Технико-экономические показатели работы предприятия за 2004г представлены в таблице 9.

Таблица 9 - Технико-экономические показатели работы предприятия за 2004г.

№ п/п	Показатель	По филиалу	В т.ч. Юбилейный р-он
1.	Фактическая мощность шахты, тыс.т	4233,1	1962,7
2.	Численность трудящихся, чел	2093	----
3.	Производительность труда, т/мес.	791,2	622,3
4.	Нагрузка на очистной забой, тонн: -средняя максимальная	5094,0 7212,0	4688,0 5517,0
5.	Производственная мощность шахты, тыс.т	3600	1800
6.	Проектная мощность шахты, тыс.т	2400	1450
7.	Запасы: -балансовые, тыс. т. -забалансовые, тыс.т -промышленные, тыс. т.	334722 332016 1033170	125552 124199 824000
8.	Потери из очистных забоев, %	8,9	10,1
9.	Показатель уровня технологии шахты, чел.-см./1000 м2	0,018	0,023
10.	Показатель уровня концентрации работ	0,0011	0,0014
11.	Показатель уровня интенсификации горных работ, м2/мес.	34,5	39,1

В целом предприятие в 2004 году работало стабильно с перевыполнением плана добычи, без долгого разрыва очистного фронта. Затраты на добычу угля не увеличились (с учетом роста цен), при этом произошло значительное увеличение заработной платы.

2.5 Перспективы развития шахты и совершенствование горного производства

Продление срока службы шахты возможно за счет прирезки запасов угля марки «Ж» ниже горизонта -300 м по пластам 25, 22, 21, 16, 14 в количестве 16560 тыс. тонн, а также запасов бывшей шахты «Байдаевская» с учетом интересов соседних шахт.

Такое решение позволит шахте «Юбилейная», имеющей всё обеспечение (проветривание, транспорт, ремонтное и складское хозяйство), с минимальными (эксплутационными) затратами добывать по 1800 тыс. тонн угля в год на протяжении 16 лет.

На сегодняшний день тщательно просчитывается, сколько запасов угля остается на отрабатываемых пластах. Институт «Гипрошахт» разрабатывает технико-экономическое обоснование отработки пл. 16 до горизонта -600м. Согласно расчетам шахта может еще лет 10-15 спокойно добывать уголь, но для этого ей нужно произвести «углубку», т.е. пройти штреки с гор. -260м на горизонт -600м и, соединившись с выработками шахты «Абашевская», получить возможность работать на двух панелях пласта 16, обеспечив бесперебойную добычу. Но для этого необходимо приобрести новую проходческую технику, решить вопрос с финансированием. Для проведения капитальных выработок по пласту 16 с гор. -260 м на горизонт -500 м необходимо:

1.  Выполнить проект углубки пласта 16 до гор. -500 м;

2.      Создать участок горно-капитальных работ (ГКР) с численностью 120 чел.;

.        Оснастить участок ГКР проходческими комбайнами типа П-110 или П-160, так как 2 выработки должны проходиться сечением Sсв = 16,4 м2 - одна сечением Sсв = 19,4 м2;

.        Обеспечить участок оборудованием и материалами

Институтом также была произведена оценка запасов, сосредоточенных в тонких пластах, при этом было установлено, что их отработка позволит вести работы по добыче на шахте еще более чем 20 лет.

3. ОЦЕНКА ЗАПАСОВ УГЛЯ, СОСРЕДОТОЧЕННЫХ В ТОНКИХ ПЛАСТАХ НА ШАХТЕ «ЮБИЛЕЙНАЯ»

В данной дипломной работе необходимо произвести оценку запасов, сосредоточенных в тонких пластах по степени необходимости и целесообразности отработки. Оценка должна производится с учетом следующих факторов: угла падения, крепости и устойчивости боковых пород, физико-механические свойств угля, принадлежности пластов к опасным по внезапны выбросам угля и газа и горным ударам.

Находящиеся в пределах шахтного поля филиала «Шахта «Юбилейная» тонкие пласты имеют в основном простое строение и относительно выдержаны (см. таблицу 10). Однако, во многих случаях, отработка их осложнена из-за наличия большого количества минерализованных включений (колчеданов), достигающего на отдельных участках пластов 25 % (по объему). Большая часть конкрециеносных пластов ранее не отрабатывались и поэтому коэффициент конкрециеносности определен весьма приближенно. Кроме того, данные геологоразведочных работ не дают возможности точно оценить возможные объемы применения рассмотренных выше технологических схем отработки тонких пластов.

Поэтому для дальнейших расчетов следует ориентироваться на данные, приведенные в таблицах 10,11.

На зарубежных шахтах при выборе технологических решений для отработки тонких пластов выемочный участок систематически и тщательно исследуется для получения необходимых данных, на основе которых выбирается выемочная машина. Крепость и отжим угля имеют при этом особое значение. Учитываются также трещиноватость угля и направление главного кливажа. Уточняются изменение крепости угля по длине забоя, а также наличие или отсутствие породных прослойков.

Таблица 10- Горнотехническая характеристика пластов угля

Пласт	Угол падения, град.	Устойчивость боковых пород	Сопротивление угля резанию, кгс/см	Подверженность внезапным выбросам угля и газа	Склонность угля к самовозгоранию
29в	10-20	Породы средней крепости	141-244	Не наблюдалось
27а	5-25	Алевролит, реже песчаник, ср.устойч.	180-220	Не наблюдалось	Не склонен
22	3-38	Средней устойч.	201	Склонен	Не склонен
21	3-35	Породы средней крепости	148	Не наблюдалось	Не склонен
20	30	Средней и хорошей устойч.	200	Не наблюдалось	Не склонен
14	3-40	Плотные устойчивые	210	Склонен	Не склонен

Таблица 11- Морфологическая характеристика тонких пластов

Пласт	Строение	Степень выдержанности	Присутствие колчеданов
29в	Простое	Выдержанный	Встречаются колчеданы
27а	Простое	Выдержанный	Колчеданы не обнаружены
22	Простое	Невыдержанный	Колчеданы не обнаружены
21	Простое	Невыдержанный	Колчеданы не обнаружены
14	Сложное	Выдержанный	Присутствие колчеданов 1,6 - 5%

Как видно из таблиц запасы, сосредоточенные в тонких пластах, вполне пригодны для отработки, так как только два пласта, отнесенных к тонким, склонны к внезапным выброса угля и газа (на пласте 14 в 1994г. произошел взрыв газа метана, вследствие чего работы по выемке были прекращены). К самовозгоранию пласты не склонны, горно-геологические условия также весьма благоприятны.

4. ПРЕДЛАГАЕМЫЕ ТЕХНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ

4.1 Выбор технологической схемы отработки тонких пластов в условиях шахты «Юбилейная»

На основе балансовых запасов углей, сосредоточенные в тонких пластах, их качества, горно-геологической и горнотехнической характеристики пластов в дипломной работе предлагается для поддержания производственной мощности филиала «Шахта «Юбилейная» перейти на отработку именно этих запасов с параллельной доработкой пластов средней мощности.

Как показал многолетний отечественный и зарубежный опыт, при отработке тонких пластов в большинстве случаев применяются струговые установки (пласты мощностью 1-1,4 м) и скрепероструговые установки (пласты мощностью до 1,0 м). В настоящее время этот способ выемки угля является наиболее перспективным и технологически удобным для практического перехода на полностью безлюдную выемку, как в самом очистном забое, так и на штреках.

Однако, существующие технологические схемы с применением данного оборудования, обладают рядом существенных недостатков, резко снижающих технико-экономические показатели их работы. Так при работе стругами в основном в качестве крепи используют механизированные крепи. Средства механизации механизированных крепей в настоящее время не позволяют полностью вывести людей из забоя, что приводит к травматизму.

Скрепероструговая выемка, как правило, характеризуется низкой производительностью труда. Это связано, прежде всего, с транспортной цепочкой угля от забоя до поверхности.

Поэтому необходимо выбрать технологию выемки, которая сочетала бы в себе достоинства рассмотренных ранее и позволила бы перейти полностью на поточную выемку угля, исключающую присутствие людей в забое. Решение задачи предлагается осуществить сочетанием двух технологий: «сухой» и гидравлической.

Ранее указывалось, что применение гидротранспорта упрощает технологию выемки, а также применяемое оборудование. К тому же гидравлическая энергия воды является самой дешевой, по сравнению с другими видами энергии.

Учитывая специфику разработки тонких пластов, а также тот факт, что ранее на шахте добыча велась гидравлическим способом, т.е. вскрывающие и подготовительные выработки были проведены с гидравлическим уклоном, в работе предлагается нетрадиционная для условий шахты «Юбилейная» технология отработки тонких пластов. Выемка будет вестись длинными столбами по простиранию с выемкой угля по падению из диагонально расположенных к линии простирания пласта выемочных столбов при помощи скрепероструга, в сочетании с параллельной гидроотбойкой.

Технологических схема отработки скрепероструговой установкой с применением гидромеханизации позволит в 3-4 раза снизить удельные объемы подготовительно- нарезных выработок, и значительно снизить трудозатраты на выполнение вспомогательных операций и транспортирования угля, т.к. уголь будет транспортироваться самотеком.

4.2 Сущность предлагаемой технологической схемы

Сущность принятой технологической схемы выемки заключается в следующем. Из диагонально расположенных к линии простирания пласта (β=9˚) выемочных столбов производится скрепероструговая выемка угля: три скрепероструговых «поезда» с емкостью ящиков 1 м3, соединенных между собой круглозвенной цепью передвигаются вдоль забоя и снимают стружку угля. При движении вниз по лаве скрепероструги сгребают и транспортируют по лаве отбитый уголь, выгружая его на аккумулирующий штрек (см. лист 5 графической части работы).

Прижатие скрепероструга к забою осуществляется при помощи приводной станции и обводного устройства. Передвижка приводной станции производится лебедкой. Изменение направления движения скрепероструга в крайних положениях в лаве (реверс) выполняется указателем положения скрепероструга в лаве, который дает импульс на отключение с выдержкой времени - 3 секунды обратного включения электродвигателя, предназначенного для длительной работы в повторно-кратковременном режиме. Во время работы приводная станция распорным устройством крепится в выработке аккумулирующего штрека, а обводное устройство - в вентиляционном штреке. Обводное устройство состоит из обводной звездочки, двух отрезков цепи и двух анкеров вставленных в предварительно пробуренные шпуры в породах вентиляционного штрека. Для передвижки обводного устройства по почве пласта по мере подвигания забоя выполняется переброска одного отрезка цепи, закреплением его к анкеру. Приводная станция и обводное устройство должны быть выдвинуты вперед относительно забоя лавы на 0,5-1 м. Чем сильнее натянута цепь в лаве, тем меньше кривизна забоя (см. лист 6 графической части работы).

Для уменьшения потерь в целиках и увеличения коэффициента извлечения одновременно с отбойкой угля в забое выемочного столба и вслед за забоем, либо с небольшим отставанием, производится гидравлическая выемка угля из барьерных целиков - столбов, диагонально восстающими в плоскости пласта односторонними заходками, с перепуском пульпы из заходок вдоль груди скреперостругового забоя на аккумулирующий штрек. Таким образом, гидравлическая выемка является дополнительным средством отработки пласта, и главным образом, средством транспортирования всего вынимаемого угля в лаве - на аккумулирующий штрек и далее по пульпотранспортной печи и квершлагу - в пульпосборник ствола.

Для предупреждения искривления скрепероструговой лавы рекомендуется автоматизированная система управления германской фирмы Marco Systemanalyse und Entwicklung GmbH.

Мозг системы управления - это искробезопасный управляющий компьютер tsd/kb, имеющий плёночную клавиатуру и жидкокристаллический дисплей с трёхцветной подсветкой. Он смонтирован в массивном латунном корпусе и крепится на корпусе машины. С поверхности можно наблюдать и управлять установкой, запрашивать данные об обслуживании, информацию о неполадках. Программы нахождения неисправностей, диагностирования и техобслуживания позволяют предельно упростить уход за сложными установками.

В полностью автоматизированной скрепероструговой лаве все процессы протекают под контролем компьютера. Дозированная скрепероструговая выемка обеспечивает строго определённую глубину резания, которая может изменяться в зависимости от крепости угля, чтобы оптимально использовать имеющиеся мощности привода. При такой автоматике для управления лавой требуются только один оператор и два помощника. Данная система управления полностью обеспечивает безопасность ведения очистных работ.

Контроль за гидравлической выемкой будет осуществляться по консистенции пульпы.

Кривизна забоя в средней части лавы не должна превышать 1,2-1,4 м, что практически не отразится на технологическом процессе выемки угля и управлении кровлей.

Для осуществления гидротранспорта на гор. - 260 м в начале 90-х годов на шахте «Юбилейная» была построена центральная камера гидроподъема (ЦКГП) с перекачкой пульпы на ЦКГП гор. +60 м.

Транспорт угля по выработкам, прилегающим к очистным забоям с гидроотбойкой, будет производиться по желобам самотёком. Уголь по желобам, попадая в поток, водой (пульпой) транспортируется до ближайшей камеры гидроподъёма, откуда напорным транспортом по трубам углесосами транспортируется непосредственно на поверхность.

Способ управления кровлей - плавным опусканием (см. лист 5 графической части работы).

Применение данного способа управления кровлей связано с тем, что на пластах малой мощности при наличии в кровле пласта песчаника и склонности почвы к пучению происходит смыкание кровли с почвой на расстоянии 7-12 м и более от забоя и через 35-40 м периодически происходит обрушение пород основной кровли, - поэтому принят данный способ управления кровлей.

4.3 Достоинства и недостатки предлагаемой технологи выемки

К достоинствам данной схемы выемки следует отнести:

1.  Очистные работы ведутся в наиболее благоприятных для принятого оборудования условиях, что позволит использовать его с максимальной отдачей.

2.  Низкая энергоемкость работ, т.к. уголь разрушается в отжатом слое.

3.      Высокий уровень безопасности работ, т.к. нет необходимости нахождения людей в забое при работе скрепероструга.

.        Малооперационность.

.        Отсутствие трудоемких операций по креплению выработанного пространства.

.        Полная автоматизация работ.

.        Отсутствие жестких ограничений по транспорту и подъему.

.        Упрощенная схема транспорта угля от забоя до поверхности за счет энергии потока воды.

9. Возможность управления всеми технологическими процессами по единому параметру- консистенции пульпы.

10. Целики угля, вынимаемые гидромонитором, выбираются из расчета обеспечения плавного опускания кровли и находятся в месте гидромониторной выемки, в частично разрушенном состоянии, что позволяет расходовать энергию струи гидромонитора, главным образом, не на разрушение угля, а на смыв его из забоя

К недостаткам данной схемы стоит отнести искривление линии скреперостругового забоя, т.к. рабочий орган не имеет жесткой базы, а выпуклость в середине забоя влияет на устойчивость кровли. Данный недостаток устраняется за счет автоматизации процесса выемки как скрепероструговой, так и гидравлической.

Гидравлический транспорт ухудшает качество добываемого скреперостругом угля, поэтому необходимо использовать желоба такой конструкции, которая не оказывала бы влияния на данный показатель.

Данная технология выемки имеет ограничения по области применения - сопротивляемость угля резанию не должна превышать 300 кгс/см. Поэтому на пластах, где этот показатель завышен или близок к критическому значению, необходимо предусмотреть ряд мероприятий, направленных на разупрочнение угольного массива.

Основной из проблем при работе скрепероструговых лав является выбор проходческого оборудования. Необходимо применять проходческую технику, способную обеспечить темпы проходки не менее 300 м/мес., при этом выработки должны быть шириной не менее 5 м и закреплены анкерной крепью.

5. ОБОСНОВАНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННО- ПЛАНИРОВОЧНЫХ РЕШЕНИЙ ОТРАБОТКИ ТОНКИХ ПЛАСТОВ ДЛЯ ЗАДАННЫХ УСЛОВИЙ

Обоснование пространственно-планировочных решений отработки тонких пологих пластов в условиях филиала «Шахта «Юбилейная» производится по эталону, принятому для обоснования технических решений филиалов шахт ОАО «ЮКУ «Южкузбассуголь».

В разделе дается полная характеристика выемочного участка, сведения по вскрытию и подготовке, подробно описываются вмещающие породы: основная, непосредственная кровля и почва пласта.

В данном разделе также приводятся данные по обводненности выемочного участка и ожидаемому водопритоку, природной газоносности пласта в пределах участка.

Определяется опасность пласта по внезапным выбросам угля и газа в границах проектируемого участка, угрожаемость по горным ударам, склонность угля к самовозгоранию, взрывоопасность угольной пыли и т.д.

Для подсчета балансовых запасов участка, потерь по площади, запасов к списанию используются полезная мощность пласта, для подсчета использованных запасов по лаве по чистому углю - полезная вынимаемая мощность. Все сведения для наглядности сводятся в таблицу.

В качестве первого для отработки избираем пласт 27 а, который в стратиграфическом разрезе залегает в 53 м ниже отработанного пласта 29а и в 87 м выше пласта 26а. Выкопировка с плана горных работ по пласту 27а представлена на листе 4 графической части работы.

5.1 Характеристика пласта на проектируемом участке

Пласт 27а на отрабатываемом участке имеет пологое залегание. По структуре пласт однороден, с выдержанной гипсометрией. Определение основных прочностных, технологических и прочих характеристик пласта 27а производилось по увязке этого пласта по выше и нижележащим пластам 30, 29а и 26а, которые являются маркирующими по всей оцениваемой площади.

Характеристика выемочного участка представлена в таблице 12.

Таблица 12 - Характеристика выемочного участка

№ п/п	Наименование	Обозначение	Ед. изм.	Значение
1	Длина лавы	Lл	м	200
2	Угол падения	α	град.	0 ± 2-10
3	Запасы участка	Δ	тыс. т	470
4	Опасность пласта по внезапным выбросам угля и газа			не опасен
5	Плотность горной массы в массиве	γ	т/м3	1,57
6	Плотность пород в массиве	γn	т/м3	2,6
7	Плотность угля в массиве	γ y	т/м3	1,29
8	Насыпная плотность угля	γ н.y	т/м3	0,86
9	Насыпная плотность горной массы	γн	т/м3	1,06
10	Категория непосредственной кровли по устойчивости			2
11	Вынимаемая мощность пласта	mу	м	0,95
12	Несущая способность почвы	Нп	МПа	4
13	Глубина отжима	hотж.	м	0,2-1,5
14	Сопротивляемость угля резанию	Ау	Н/мм	200
15	Ожидаемый водоприток в лаву		м3/ч	3

Сопротивляемость угля резанию по пласту 27а составляет 1800-2200 кг/см2. Контакт угля с кровлей слабый, что способствует хорошему отделению угля при скрепероструговой выемке. Непосредственная почва пласта 27а неустойчивая. Основная почва представлена в основном алевролитом мощностью 2,5-6,0 м с коэффициентом крепости 5-5,5 - склонна к пучению.

Ложная кровля мощностью 0,20 м выражена углистым аргиллитом. Механическая прочность ложной кровли низкая, неустойчивая (допустимая площадь обнажения до 5м2). (Допустимое время обнажения 5 мин. 1-й класс устойчивости). Непосредственная кровля - мелко зернистый алевролит, трещиноватый. Мощность слоя 4,0-5,0 м. Коэффициент крепости достигает 4-5, что для мелкого алевролита является достаточно высоким. Непосредственная кровля пласта средней устойчивости (2-й класс устойчивости). Допустимая площадь обнажения 10-15 м2. Допустимое время обнажения 20 мин. Спаянность непосредственной кровли с углем - слабая. Основная кровля представлена крупнозернистым алевролитом, с переслаиванием песчаника и алевролита с коэффициентом крепости 6, средней обрушаемости.

5.2 Вскрытие запасов выемочного участка

Вскрытие пласта 27а было осуществлено проходкой вертикального ствола с поверхности до гор. - 260м, который располагается на существующей промплощадке шахты (см. лист 3 графической части работы). Углубка ствола - не предусматривается.

С обгонной ветви околоствольного двора гор. - 260м проведен до гор. - 260 м пульповодный квершлаг с уклоном ι=0,05 для организации самотечного гидротранспорта из лав до ствола.

5.3 Технология подготовки запасов выемочного участка

Подготовку пласта предусматривается осуществить по панельной схеме. Для этого необходимо будет проведение грузового бремсберга, пульпотранспортной печи и ходка от приемной площадки у нижней границы панели до верхней границы панели по восстанию. Размеры панели по падению составят 1200 м, по простиранию - 1500 м.

Выемочные столбы будут готовиться проведением трех пластовых штреков, с уклоном, обеспечивающим самотечный гидротранспорт.

Расстояние между штреками (ширина целиков) -25 м. Величину целика необходимо принимать максимально возможной, так как уголь из них будет выниматься при помощи высоконапорной гидроотбойки.

При последовательной отработке ярусов необходимо проведение лишь 2 штреков, т.к. один из штреков предыдущего яруса сохраняется в качестве вентиляционного для нижележащей лавы.

Штреки проводятся механизированным способом при помощи комбайна ГПКГ. Крепление штреков предполагается осуществить анкерной крепью. Сечения штреков 4,7 м2.

5.4 Выемка запасов выемочного участка

5.4.1 Технология отработки

Выемка угля в забое будет осуществляться при помощи скрепероструга. Гидромониторная выемка барьерных целиков осуществляется односторонними заходками. Размер заходки по простиранию (вдоль штрека) определяется параметрами гидромониторной струи и составляет 8,0 м, размер заходки по падению - 6,0 м.

5.4.2 Запасы выемочного участка

Балансовые запасы на участке определяются по формуле:

Zбал. = S*H*m*γу, (2)

Где S - размер шахтного поля по простиранию;

Н - размер шахтного поля по падению;

γу- объемный вес угля.

Zбал. =1200*3000*0,95*1,29=4411,8 тыс.тонн.

Промышленные запасы на участке:

пром. = Zбал.* Кизвл, (3)

Где Кизвл - коэффициент извлечения угля.

Кизвл=1- Кп.у., (4)

Кп.у.,- средний коэффициент потери угля при совместной работе гидроотбойки и скрепероструга

Кп.у.,=( Кп.у.г+ Кп.у.с.,)/2, (5)

Кп.у.г- коэффициент потери угля при гидроотбойке.

Кп.у.с- коэффициент потери угля при выемке скреперостругом, Кп.у.с=0,06-0,08 /1 стр. 154/.

Кп.у.г= (6)

Кп.у.,=(0,1+0,07)/2=0,085.

Кизвл=1-0,085=0,91

Zпром. =4411,8*0,91=4014,8 тыс.тонн.

5.4.3 Время отработки блока скреперостругом

Время отработки блока скреперостругом определится по формуле:

(7)

Z пром.бл. = S*Lлавы*m*γу,(8)

 

Z пром.бл. =1500*200*0,95*1,29=367650 тонн.

5.5 Организация работ в очистном забое

Рабочие зоны в лаве при отработке тонких пластов обусловлены пространственным размещением оборудования, его рабочими зонами и устройствами на концевых участках лавы. Основой расчета численности персонала в лаве является расчет объемов работ в отдельных рабочих зонах в единицах учета труда. Наряду с рабочими процессами, объемы которых зависят от числа единиц учета труда по отрабатываемой площади пласта в лаве или только от скорости подвигания очистного забоя, имеются рабочие процессы, численность персонала для выполнения которых зависит от времени. Так, например, обслуживание, ремонт и контроль оборудования в лаве зависят от числа добычных смен в сутки, тогда как процесс «профилактика» относится на рабочий день вообще. Необходимые для этих процессов рабочие смены называются, поэтому фиксированными посменно и посуточно.

От скорости подвигания забоя зависит объем работ по креплению штрека. От скорости подвигания очистных работ зависит также частота перемонтажа удерживающих устройств скрепероструговой установки.

На пластах малой мощности работают поодиночке. Для ограждения рабочего пространства лавы от высыпающейся из зоны обрушения породы последний ряд стоек обтягивается закладочной сеткой.

Важным рабочим процессом наряду с выемкой угля, креплением забоя и управлением кровлей является профилактика повреждений забойного оборудования. Для ремонтно-профилактического обслуживания, отводится специальная смена. Благодаря чему повышается коэффициент готовности забойного оборудования.

Производственный процесс должен быть организован таким образом, чтобы были обеспечены рабочей силой все рабочие процессы, согласованные во времени с суточным производственным циклом, и чтобы была достигнута оптимальная комбинация таких производственных факторов, как забойное и прочее оборудование и физический труд людей.

Поэтому, прежде чем приступать к детальному проектированию производственного процесса, необходимо рассмотреть все вопросы, относящиеся к возможным ограничениям нагрузки на проектируемую лаву. При этом возможны следующие варианты.

1.  Наиболее узким местом является производительность скрепероструговой установки, поэтому все остальные рабочие процессы должны ориентироваться на повышение этой производительности.

2.      Для проектируемой лавы устанавливают норматив суточной нагрузки, так что фактическая производительность лавы должна быть не выше и не ниже заданного показателя.

Весь цикл по добыче разбиваем на 5 стадий. Временная последовательность рабочих процессов в скрепероструговой лаве:

. Подготовительные операции. Включают в себя работы по воссозданию очистного фронта:

проходка пластовых выработок и их крепление;

выемка угля в процессе проходческих работ.

Для данной стадии принимается 3-х сменный режим работы в сутки с одной ремонтной сменой.

. Вспомогательные операции. Включают в себя работы по доставке материалов, оборудования, устройству вентиляции, ремонт оборудования, осмотр забоя в процессе выемки, перестановка гидромонитора с уборкой использованной крепи и установкой подхватов, натяжение гибкого шланга и кабеля, сокращение водоводов и труб вентиляции.

. Подготовительно-заключительные операции. Включают в себя время сдачи и приема смены, мелкий ремонт и закрывание задвижек. Эти работы не требуют специального звена рабочих, т.е. выполняются в процессе общего цикла рабочими из добычной или ремонтной смены.

4. Очистной цикл. Включает в себя работы по добыче угля скреперостругом и гидромонитором в двух забоях

В скрепероструговых лавах возможность повышения степени использования технической производительности оборудования зависит от увеличения не столько коэффициента машинного времени, сколько от продолжительности добычных смен в течение суток. Поэтому в большинстве случаев скрепероструговые лавы работают в трехсменном добычном режиме. Поскольку ежесуточная ремонтно-профилактическая смена необходима, 6-часовые смены следуют одна за другой без перерыва.

В течение каждой добычной смене в лаве заняты: машинист скрепероструга, управляющий работой скрепероструга (оператор скрепероструговой установки); гидромониторщик; рабочие, обслуживающие механические или гидравлические устройства, удерживающие привод скрепероструговой установки.

5.6 Планограмма работ

После определения, таким образом, необходимых для работы лавы производственных процессов и операций необходимо зафиксировать их временную последовательность в общем, производственном процессе.

Планограмма работ представлена в таблице 13.

5.7 Основной и вспомогательный транспорт

В настоящем разделе приводятся технологические схемы транспортирования отбитой горной массы на этапах подготовки и отработки выемочного участка.

5.7.1 Технологическая схема выдачи горной массы из очистных и подготовительных забоев

Транспорт горной массы из очистных и подготовительных забоев будет производиться по желобам самотёком. Уголь, попадая в поток, водой (пульпой) транспортируется по штрекам до пульпоквершлага, где смывается водой и по желобам в виде пульпы поступает в зумпфы камеры гидроподъёма гор. -260м (см. лист 8 графической части работы). Туда же поступает горная масса из подготовительных забоев от подготовки выемочного участка, откуда напорным транспортом по трубам углесосами транспортируется непосредственно на поверхность.

5.7.2 Вспомогательный транспорт

Доставка грузов и материалов по выработкам будет производиться рельсовым транспортом с колеёй 900 мм, по бремсбергам — с помощью дизелевозов IMM 80TD, а по выемочным штрекам — лебёдками ЛВ-25.

Перевозка людей по стволу осуществляется в клетях, по бремсбергам подвесной дорогами МДК-3, которая укомплектована аппаратурой УМДК, полностью автоматизирующей управление, что не требует машиниста для обслуживания.

5.8 Водоотлив

Для обеспечения нормальной работы лавы 27а-1 шахтный приток поступающий, из отработанного пространства, в мульдовую часть аккумулирующего штрека 27а-1, предусматривается перепускать через сбойку на вентиляционный штрек 27а-2 и оттуда откачивать насосам К-60 в вентиляционный ходок 27а-1 .

С мульдовой части вентиляционного штрека 27а-1 предусматривается откачивать воду насосам К-60 также в вентиляционный ходок 27а-1. Вода с вентиляционного ходка 27а-1 самотеком поступает в механизированный ходок 27а-1 и далее в водоотлив гор. -260.

Мульдовая часть вентиляционного штрека 27а-2 и вентиляционного штрека 27а-1 служат участковыми водосборниками, оборудованными 2 насосами К-60 .

5.9 Вентиляция выемочного участка

Проветривание выемочного участка будет осуществляться за счет общешахтной депрессии, создаваемой вентилятором главного проветривания ВОД-50.

Свежая струя воздуха поступает по клетевому стволу №4 на горизонт -260м, затем по однопутевой выработке гор. -260 м, по аккумулирующему штреку пласта 27а гор.-260м, нижнюю приемную площадку путевого бремсберга гор. -260 м пласта 27а, обходной выработке, далее по людскому механизированному ходку пл. 27а,, путевому бремсбергу пл. 27а,, пульпобремсбергу №1 на гор.-140м и далее по магистральному откаточному и магистральному конвейерному штрекам гор. -140м.

Этот воздух распределяется для проветривания выемочных участков пласта 27а, а также для проветривания поддерживаемых выработок: мехходка пласта 27а, грузового бремсберга пл. 27а и трубного ходка пл. 27а.

На выемочный участок лавы свежий воздух по аккумулирующему штреку, подается в забой лавы, отработанный воздух возвращается по вентиляционному штреку и аккумулирующему штреку вышележащей лавы, далее по заезду, трубчатым кроссингам, магистральному откаточному штреку гор. -140м., дегазационному штреку, магистральному откаточному штреку бис и вентиляционному стволу №3 газоотсасывающим вентилятором УВЦГ-15 выдается на дневную поверхность.

Для обеспечения подачи требуемого количества воздуха в очистной забой и на выемочный участок, а также для обеспечения надежности и устойчивости проветривания лавы предусматривается возведение ряда вентиляционных сооружений согласно паспорта проветривания.

Паспорта вентиляционных сооружений разрабатываются на основании «Альбома основных вентиляционных сооружений шахт», ВостНИИ, 1976г.

5.10 Мероприятия по разупрочнению угольного массива

При пониженном горном давлении в очистном забое затрудняется разрушение угля выемочной машиной, что является первым признаком отсутствия отжима угля. Данный факт обусловлен высокой крепостью угля в массиве горных пород.

Для создания безопасных условий ведения работ по выемке, при достаточно крепких углях, необходимо до начала ведения очистных работ предусмотреть ряд мероприятий по разупрочнению угольного массива.

В работе предлагается для создания отжима угля в зоне максимальной нагрузки, а также ослабления контактов между угольными прослойками применить способ разупрочнения, который основан на бурении скважин из подготовительных выработок в угольный массив и последующем нагнетании воды в скважины в режиме гидроразрыва.

5.11 Охрана труда и безопасность работ

Стесненность призабойного пространства в лавах тонких пластов требует создания и применения технологических схем безлюдной выемки угля. При этом должны быть проработаны безопасного производства работ:

1.    Выемка угля должна вестись по специальному паспорту на очистные работы, где должны быть проработаны мероприятия по безлюдной выемке угля в незакрепленной лаве без поддерживающих целиков угля.

2.    Должны быть достаточно изучены горно-геологические условия залегания тонких пластов в конкретных шахтных полях, где намечено внедрение скрепероструговой выемки. Определены физические свойства почвы, кровли, наличие ложной кровли. Разработаны мероприятия по управлению горным давлением.

3.      В процессе эксплуатации - скорость скрепероструга при подвигании забоя должна быть стабильной, чтобы исключить попадание рабочего органа под завал и высокой (не менее 1,2 метра в сутки - т.к. в данном случае кровля допускает обнажение до 2-х метров с периодом существования до 2-х суток).

.        Во время работы скрепероструговой установки исключается присутствие людей у стоек крепления приводной станции и обводного устройства, а при натягивании тяговой цепи - около нее находятся только рабочие, связанные с выполнением этой работы.

.        Запрещается работа скрепероструговой установки при неисправном освещении или сигнализации, а в случае ремонта установки или замены режущих зубков - выключается аварийный разъединитель.

.        В процессе эксплуатации должно вестись постоянное наблюдение за плавным опусканием кровли для выявления характерного шага опускания конкретного пласта.

.        Гидромониторная отбойка не должна опережать скрепероструговую выемку (допускается отставание от струга до 2,5 м).

.        Ремонт рабочего органа скрепероструга выполняется в штреках, нахождение людей в призабойных пространствах скрепероструга и гидромонитора запрещается.

.        Перед каждой сменой необходимо производить осмотр круглозвенной калиброванной цепи по всей длине лавы, резцов на скрепероструге, крепление обводного устройства, привода и лебедки на штреках. Рабочий орган, при этом, нужно выводить из лавы на штрека. Деформированные и изношенные звенья цепи удаляются. Результаты контрольных осмотров заносятся в специальный журнал определенной формы.

.        Перед началом работ гидромонитора из сферы действия его струи должны быть удалены все люди. Не разрешается ручное управление гидромонитором при давлении воды свыше 30 кгс/см2. Работающий гидромонитор с ручным и дистанционным управлением нельзя оставлять без надзора.

.        Каждый гидромонитор должен быть снабжен задвижкой, вмонтированной в него или расположенной на водоводе на расстоянии не более 50 м от гидромонитора.

.        Выключение насосов, подающих воду в шахту, а также закрытие задвижек при необходимости остановки гидромонитора, или комбайна, работающего при давлении свыше 64 кгс/см2, производится только при разрешении горного диспетчера, за исключением аварийных случаев.

.        В выработках, соединяющих камеру гидроподъема с выработками околоствольного двора, обязательна установка водонепроницаемых дверей.

.        Проветривание очистных забоев осуществляется за счет общешахтной депрессии посредством сбоек. Тупиковые выработки при проходческих работах проветриваются вентиляторами местного проветривания типа ВМ-6, ВМ-8.

.        Работы проходческих комбайнов ГПКГ и крепления кровли должны отвечать требованиям паспорта на проходку выработок.

6. РАСЧЕТ ДОБЫЧИ УГЛЯ ИЗ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ И ОЧИСТНЫХ ЗАБОЕВ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМОВ РАБОТ

6.1 Определение производительности скрепероструговой выемки

Определение производительности скрепероструговой установки производится по специальной методике применимой для расчета производительности струговых и скрепероструговых установок в условиях тонких пластов. При этом основным параметром является отрабатываемая площадь пласта.

Производительностью скрепероструга по отрабатываемой площади пласта называется размер площади поверхности (почвы) пласта, обнажаемой в единицу времени. Этот показатель производительности Ав (м2/мин) определяется толщиной стружки Д6 и скоростью движения струга

Поскольку на стадии проектирования работ в скрепероструговой лаве толщина стружки и производительность скрепероструга по отрабатываемой площади пласта являются важнейшими параметрами для расчета струговой установки, эти параметры необходимо определять как можно более точно.

При этом следует учитывать, что:

1.  Допускаемая глубина снимаемой скреперостругом стружки при заданной мощности приводов уменьшается с увеличением скорости скрепероструга.

2.      Производительность струга по разрыхленной горной массе определяется поперечным сечением, одна сторона которого - это глубина стружки, вторая - мощность пласта.

Достигаемая на практике производительность скрепероструга по отрабатываемой площади пласта в пределах прочности цепи струга зависит от мощности приводов, сопротивляемости угля резанию, устанавливаемой толщины стружки при движений скрепероструга вверх и вниз по лаве.

Толщина стружки, снимаемой скрепероструговой установкой:

 (9)

где  - полезная ширина скреперных ящиков, =0,9 м;

- высота скреперных ящиков, =0,35м;

 - длина аккумулирующей группы скрепероструга, =8 м;

- длина лавы, =200 м;

- число групп скреперостругов, =4;

- длина первой группы скреперостругов, = 2 м

.

При толщине снимаемой стружки в 2 см производительность скрепероструга будет очень низкой. Поэтому необходимо предусмотреть ряд мероприятий по разупрочнению угля в массиве, при которых толщина стружки достигла бы 5 см.

Принимаем толщину снимаемой скреперостругом стружки 5 см.

Производительность скрепероструговой установки по отрабатываемой площади пласта в зависимости от толщины стружки составит:

Ан= hF1*Δв,(10)

Где hF1- мощность пласта, м;

Δв- толщина снимаемой стружки, м.

Ан1=0,95*0,05=0,048 м2/сек.=2,85 м2/мин.

Средний грузопоток отбиваемой горной массы:

Vн= hF1* Δв* Vн*SF,(11)

Где Vн-скорость движения скрепероструга, м/сек.

SF -коэффициент разрыхления горной массы.

Vн=0,95*0,05*3,3*1,5=14,1 м3/мин.

Суточная производительность по отработанной площади пласта составит:

Ан2= Ан1*пс*tаво(12)

Где Ан1- производительность по отработанной площади пласта,

пс-число добычных смен в сутки,

tаво-рабочее время в забое,

Ан2=2,85*3*200=1710 м2/сут.

Скорость подвигания забоя

= Ан1* nt *tаво/Lн,(13)

Где Lн -длина лавы, м

nt-коэффициент машинного времени.=2,85*3*345*0,45/285=4,65 м/сут.

Нагрузка на лаву составит:

Mv=hF1*A* Mv’(14)

’- коэффициент перерасчета единицы объема рядового угля в единицу массы товарного угля, т/м3

Mv=0,95*1710*1,02=1657 т/сут.

6.2 Определение производительности гидромониторной выемки из целиков

Расчет производительности гидромониторной выемки производится согласно «Инструкции по расчету гидроотбойки угля» 1974 г. ВНИИгидроуголь.

Определение расхода воды через насадок гидромонитора производится по следующей формуле:

(15)

где μ - коэффициент расхода воды через насадок, μ=0,95-0,98;

ρ- плотность воды, ρ =1000 кг/м3;

Значение диаметра насадка  выбирается из следующего параметрического ряда:

; 25; 28; 30; 32 мм, при этом проверочный расчет производится по следующей формуле:

(16)

Давление Р определяется по формуле:

, (17)

где - условный предел прочности угля, МПа, который определяется:

, (18)

Принимаем Р=12 Мпа.

Далее определяется консистенция пульпы при обойке угля: Ψ- это теоретическая консистенция - отношение твердого к жидкому, т.е. массы твердого (отбитого угля) к массе израсходованной воды, взятых за один и тот же промежуток времени.

,(19)

или ,(20)

Т : Ж = 0,33 - 0,4; или 1/3 - 1/2,5.

Это отношение является предельным. Так как значение ψ в расчете <0,33, то принимаем ψ =0,33.

Зная значение ψ и Q, определяем теоретическую производительность гидромонитора:

Р теор= ψ * Q, т/час.(21)

Р теор=336*0.33=111 т/час.

Производительность гидромонитора по выемке определяется как:

Рз= Ртеор.*Кm*КL*Кг, (22)

Где Кm - коэффициент, учитывающий влияние мощности пласта, так как мощность пласта < 2.5, то данный коэффициент рассчитывается следующим образом:

,(23)

КL- коэффициент, учитывающий относительные размеры заходки:

,(24)

где L - наибольшая диагональ заходки

,(25)

где - коэффициент, учитывающий форму потока, в зависимости от гидромонитора. Для гидромонитора типа 12ГП -2 он равен 2,8.

Наибольшая диагональ заходки, вынимаемой гидромонитором, составляет:

,(26)

где х - ширина заходки, м

Принимаем ширину диагональ заходки равной 10 м.

Рабочая длина струи равна 10 м.

Кг- коэффициент, учитывающий влияние горно-геологических факторов:

,(27)

ε- коэффициент, учитывающий влияние турбулентности потока:

(28)

- диаметр ствола гидромонитора, для 12 ГД-2 (12 ГП) он равен 0,13м.

Рз= 111*0,4*1*0,8=36 т/час

Определение добычи из целиков за сутки:

(29)

где Nвыем. маш. - количество выемочных машин, шт.;

Тсут. - время подачи воды в сутки, принимается равной 15 - 16 часов;

6.3 Выход угля из подготовительных забоев

За сутки на выемочном участке погашается штреков:

,(30)

где: - количество одновременно погашаемых штреков;

.

Общий объем условно погашаемых за сутки наклонных выработок (бремсбергов), определяется величиной подвигания по падению Lпад.сут., м/сут, соответствующим этим выработкам участков выемочного поля. Она составляет:

,(31)

где: - коэффициент извлечения угля;

 - размер выемочного участка по простиранию;

 - размер крыла;

 - размер охранного целика;

 - количество охранных целиков;

,

.

,(32)

где: - количество условно погашаемых бремсбергов;

.

Условный суточный объем погашаемых сбоек составляет:

,(33)

где: Nсб.- количество условно погашаемых сбоек;

 (34)

 - расстояние между сбойками;

,

.

Условный суточный объем погашаемой пульпотранспортной печи составляет:

(35)

Необходимый для воспроизводства отработанных за сутки запасов суточный объем проходки составляет:

(36)

Количество угля (добыча) от проведения штреков взамен погашаемых для воссоздания очистного фонда составит:

,(37)

где: - площадь погашаемого штрека в проходке;

.

Выход угля от проходки за сутки уклонов составит:

,(38)

где: - площадь поперечного сечения бремсберга (по углю, присечка составляет 6%);

.

Выход угля от проходки сбоек за сутки составит:

,(39)

где: - площадь поперечного сечения сбойки;

.

Выход угля от проходки пульпотранспортной печи за сутки составит:

,(40)

где: - площадь поперечного сечения монтажной камеры;

.

Общий выход угля из подготовительных забоев за сутки составит:

(41)

Суточная добыча по выемочному участку с учетом выхода угля из подготовительных забоев составит:

(42)

6.4 Определение расхода технологической воды в очистном забое

Расчет самотечного (безнапорного) гидротранспорта сводится к определению удельного расхода воды q:

q=(f-i)*(γтв - γв) * Kм / Kт * i *γтв., м3 /т,

где f - коэффициент трения транспортируемого материала;

i - уклон горной выработки;

γтв.- объемный вес угля;

γв -объемный вес технической воды;

Кт- коэффициент, учитывающий передачу энергии от потока воды к потоку смеси.

Для обеспечения самотечного транспорта значение q должно быть ≥ 3 м3/т.

q=(0,35-0,05)*(1,29 -1)*1,15 / 0,65 * 0,05 *1,29 = 2,5 м3 /т

Принимаем q =3 м3 /т.

(43)

где Qв.фактич. - фактический расход воды;

Qтв. - количество твердого, то есть количество отбитой горной массы, которую необходимо транспортировать, определяется по следующей формуле:

(44)

где А уч - добыча угля по участку в сутки, т;

К н.в. - коэффициент неравномерности подачи воды и работы гидроподъема, в расчетах принимается равным 1,15 - 1,4;

Т г.п. - время работы гидроподъема в сутки, принимается 15 - 18 часов;

gтв - плотность транспортируемого угля, т/м3;

Для обеспечения самотечного гидротранспорта выбираем желоба 3 типоразмера.

Таблица 14-Характеристика желобов

Тип желоба	Длина, м	Ширина, м		Высота, мм	Масса, кг
		По верху	По низу
III	1500	650	550	300	56,8

6.5 Расчет (составление) баланса воды по шахте или участку

Баланс технологической воды на шахте - это составление её поступления и потребления по всему производственному комплексу.

Общее количество воды, поступающей с пульпой из шахтного притока в камеру гидроподъема определяется по следующей формуле:

(45)

где Qтехн.гм - расход воды гидромонитором, м3/т;

Qш. прит. - количество притока воды, ежесуточно поступающее в шахту, м3/т, определяется по следующей формуле:

(46)

где Кw - коэффициент водообильности пласта, в расчетах принимается равным в интервале 0,15 - 0,35;

Общее количество воды составляет:

Другим параметром, который необходимо определить, является общее количество пульпы, поступающей в пульпосборник. Данная величина определяется по формуле:

(47)

Количество пульпы составляет:

Общее количество пульпы из одного забоя составит 447 м3/ч. В работе будет находится два забоя, соответственно в пульпосборник горизонта будет поступать 894 м3/ч пульпы.

Исходя из получившихся параметров, работой выбирается два углесоса (1 - рабочий, 1 - резервный) типа 16УД-5.

6.6. Характеристика применяемого выемочного, проходческого и вспомогательного оборудования

 

Установка скрепероструговая типа УС-3 предназначена для механизации выемки угля в лавах длиной до 200м при разработке тонких и весьма тонких пологих пластов в шахтах, опасных по внезапным выбросам угля и газа.

Таблица 15 - Техническая характеристика скрепероструговой установки типа УС-3

Параметр	Значение
Производительность, м2/мин.	1,75
Суммарная номинальная мощность электродвигателей привода, кВт	160
Номинальное напряжение электрооборудования установки при частоте 50 Гц, В	660
Скорость движения цепи, м/с	3,3
Основные размеры приводной станции, мм: - ширина	920
- высота	1500
Масса, кг	37550

Для механизации выемки пластов угля пологого падения при сопротивляемости угля резанию до 250 кН/м, а также для проведения выработок на гидрошахтах применяется проходческий комбайн типа ГПКГ, техническая характеристика которого представлена в таблице 16

Таблица 16- Техническая характеристика комбайна ГПКГ

№п/п	Параметры	Значения
1.	Площадь сечения выработки в проходке, м2	4,7-16
2.	Размеры выработки, м: Высота Ширина	1,8-3,6 2,8-4,7
3.	Техническая производительность: По углю, т/мин По породе или с присечкой породы, м3/мин	2,0 0,8
4.	Коэффициент крепости породы f, не более	4
5.	Мощность исполнительного органа, кВт	75
6.	Давление на почву, Мпа	0,065
7.	Скорость передвижения комбайна, м/с	0,113
8.	Габариты, м: длина ширина высота	10 1,6 1,5
9.	Масса, т	19

На пластах мощностью 0,8-1,8 м применяется самоходный гидромонитор типа 12 ГП-2 с дистанционной программой для ведения полуавтоматической гидроотбойки угля в очистных забоях.

Таблица 17- Техническая характеристика гидромонитора 12 ГП-2

№ п/п	Параметр	Значение
1	Длина рабочей части гидромониторной струи, м	8-10
2	Расход воды, м3/час	400
3	Производительность по углю, т/час	100 и более
4	Давление, МПа	12

Для доставки грузов по выемочному участку используем лебедки типа ЛВ-25.

Таблица 18-Техническая характеристика ЛВ-25

№ п/п	Характеристика	Ед. измер.	Количество
1	Тяговое усилие	кН	25
2	Скорость движения каната	м/с	1,0
3	Диаметр каната	мм	17
4	Канатоемкость барабана	м	1000
5	Двигатель лебедки		ВРП 180М4У5
6	Мощность эл. / двигателя	кВт	30
7	Частота вращения (синхронная)	мин-1	1500
8	Электрогидравлический тормоз		ТЭГ 300А

Таблица 19 - Техническая характеристика монорельсовой дороги типа МДК

№ п/п	Наименование	Ед. изм.		Показатели
1	Максимальная пропускная пособность	чел./ч		360
2	Максимальный угол наклона людского ходка	град.		5
3	Длина транспортирования	м		1350
4	Скорость движения каната Рабочая Для осмотра	м/с		1,2 0,3
5	Расстояние между сидениями	м		14
6	Расстояние между роликоопорами	м		8
7	Привод: Электродвигатель Мощность Тип редуктора	кВт		КО 51-8 40
		червячный с вертикальным выходным валом
8	Расстояние между ветвями каната	мм	1000+30
9	Тип натяжного устройства	Грузовое с лебедкой
10	Тяговонесущий канат: Тип Диаметр, мм	Гл-В-Р-160 ГОСТ7679-69
		20,5
11	Тип аппаратуры управления и автоматизации	УМДК

Для подъема водоугольной пульпы и транспортирования ее на поверхность будет применяться углесос 16УД-5.

Таблица 20 - Техническая характеристика углесоса типа 16УД-5

№п/п	Основные параметры	Ед. изм.	Значение
1	Производительность по пульпе	м3/ч	1200-1400
2	Давление	вод.ст.	320
3	Частота вращения	об/мин	1400
4	Потребляемая мощность	кВт	1600

Для управления потоками воды в системе водоснабжения и гидротранспорта по выемочному участку и шахте в целом используются трубопроводная аппаратура: задвижки, вентили, обратные клапаны, соединения трубопроводов.

Таблица 21 - Задвижка шиберная ЭШР - 16-125

№п/п	Основные параметры	Ед. изм.	Значение
1.	Условный проход	мм	125
2.	Рабочее давление	МПа	16
3.	Габаритные размеры - строительная длина -высота -ширина	мм	300 700 425
4.	Масса	кг	61

Таблица 22 - Задвижка шиберная разгруженная ЗШР - 16-150

№п/п	Основные параметры	Ед. изм.	Значение
1.	Условный проход	мм	150
2.	Рабочее давление	МПа	16
3.	Ход поршня	мм	132
4.	Габаритные размеры - строительная длина -высота -ширина	мм	300 775 425	Масса	кг	81

7. РАСЧЕТ КАПИТАЛЬНЫХ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ЗАТРАТ

7.1 Удельные капитальные затраты

В разделе приводится сводная таблица необходимого для отработки пласта 27а оборудования и материалов по разделам.

Таблица 23 - Удельные капитальные затраты

№п/п	Наименование оборудования	Затраты за единицу, рубл.
1.	Скрепероструг УС-3	2700000
2.	Гидромонитор 12ГП-2	1250000
3.	Вентилятор ВМ-6	97500
4.	Углесос 16УД-5	114000
5.	Лебедка ЛВ-25	65800
6.	Задвижка: 3ШР - 16\25 3ШЭ 16\250	2436 26808
7.	Высоконапорные трубы D = 125 мм D = 250 мм	2370 2820
8.	Пульпоспускные трубы, D = 800 мм	4580
9.	Насос К-60	15865
10.	ИТОГО:	4315078

7.2 Определение эксплуатационных затрат по элементам

.2.1 Определение эксплуатационных затрат по элементу «Затраты на оплату труда»

Для определения численности рабочих на выемочном участке, расчета и построения графика работ в очистном забое, а также определения производительности труда рабочих и других показателей по выемочному участку необходимо установить комплексную норму выработки, а для расчета себестоимости 1 т угля по участку - комплексную расценку. Для расчета данных показателей производственный цикл добычи в очистном забое расчленяем на составляющие его рабочие процессы и операции, по каждому из которых определяем объемы работ  и по действующим нормативным документам устанавливаем сменные нормы выработки на одного рабочего или агрегатные на одну машину . Все эти данные в порядке выполнения работ совместно с промежуточными результатами расчета оформляются в виде таблицы 24.

Таблица 24 - Расчет трудоемкости работ

Наименование работ	Ед. изм.	Норма выработки, Нв	Объем работ на смену Vi	Трудоемкость на объем Vi, чел.см.	Тарифная ставка, руб/час	Затраты по зарплате на смену, руб.
Очистные работы
Выемка угля скреперостругом - диспетчер авт. установки	т	-	-	1	29,095	174,57
Выемка угля гидромониторщиком	т	-	-	1	29,095	174,57
Выемка угля помощником гидромониторщика	т	-	-	1	27,030	162,18
Перепуск пульпы	т	-	-	1	23,045	138,27
Всего						1187,5
Подготовительные и нарезные работы
Проведение выработки	м	4,26	4,65	1,09	28,036	168,21
Бурение шпуров под анкера	шп-м	38,2	33,48	0,87	26,06	156,36
Крепление анкерами	шт	38	15	0,39	26,06	156,36
Наращивание желобов	Секц.	150	30	0,2	23,045	138,27
Наращивание водоводного става	м.п.	52	4,65	0,08	23,045	138,27
Наращивание вентиляционной трубы	м	168	4,65	0,02	23,045	138,27
Перегон комбайна	м	156	4,65	0,03	23,045	138,27
Всего				6,68		1783,6
Неучтенные работы (3-5%)	-	-	-	0,2		53,5
Всего:	-	-	-	8,88		1837,1
Доставочно-такелажные и обслуживающие работы
Доставка металлического материала	т	3,04	1,52	0,50	23,045	138,27
Доставка леса	м3	7,6	0,95	0,125	23,045	138,27
Итого:	-	-	-	9,5	-	2113,64

Комплексная норма выработки для очистного забоя составит:

, (48)

где: - суммарная трудоемкость всех работ на смену;

А оч.- добыча угля, приходящаяся на сутки, т.

.

Для расчета комплексной расценки необходимо определить суммарные затраты по заработной плате на смену , которые определяются по каждому процессу путем умножения трудоемкости данного процесса  на тарифную ставку  соответствующего разряда.

Комплексная расценка по очистным работам:

, (49)

где ΣЗ - суммарные затраты по заработной плате, руб.

.

Комплексная расценка по вспомогательным работам:

, (50)

.

Численность очистной бригады определяем с учетом планируемого перевыполнения норм выработки. Явочное число рабочих  принимаем ниже полученного по нормам выработки общего числа чел.-см.  с таким расчетом, чтобы нормы выработки выполнялись на 101-110 %.

Явочный состав рабочих по выемке угля на сутки определяется:

,(51)

где: - коэффициент выполнения норм выработки;

.

Списочный состав рабочих очистного забоя:

,(52)

где: - коэффициент списочного состава;

 - количество рабочих дней в году;

 - количество праздничных дней;

 - количество выходных дней;

 - количество дней отпуска;

 - коэффициент, учитывающий неявку на работу по уважительным причинам;

,

Для работы в очистном забое коэффициент списочного состава должен быть равным не менее 1,4. Поэтому, принимаем Ксп.с= 1,4.

.

На подготовительных работах при проведении выемочных печей задействовано 3 человека.

Распределение звена электрослесарей по сменам:

по два деж.электрослесаря в каждую смену;

4 чел. - входят в состав слесарей ППР.

Суточный явочный состав звена электрослесарей:

,(53)

где: - число дежурных электрослесарей;

 - число электрослесарей ремонтной смены;

.

Для перепуска пульпы в каждую добычную смену принимаем по 1 перепусчику . Кроме того, принимаем 2 крепильщика .

Явочный состав рабочих по выемочному участку на сутки составит:

(54)

.

Списочный состав рабочих выемочного участка:

,(55)

.

Производительность труда рабочих на смену (на выход):

,(56)

.

Производительность труда ГРОЗ за месяц:

,(57)

.

Исходными данными для расчета месячного фонда заработной платы являются: месячный объем добычи угля; комплексная расценка 1 т угля; численность вспомогательных рабочих; их тарифные ставки; количество дней работы очистного забоя за месяц; оклады инженерно-техническим работникам участка и действующие в настоящее время системы оплаты труда рабочих. Расчет производится в таблице 25.

Прямая сдельная заработная плата:

, (58)

.

Где Амес.оч.=(16570+540)*25.6=56243 т.

Прямая повременная заработная плата:

, (59)

где:k - количество групп рабочих одного разряда;

 - тарифная ставка i-го разряда рабочих с повременной оплатой труда, руб.;

 - явочная численность рабочих i-го разряда;

 - количество выходов в месяц.

Премия рабочим со сдельной оплатой труда за выполнение плана:

,(60)

.

Доплата за руководство бригадой:

.

Доплата за руководство звеном:

, (61)

.

Доплата бригадиру электрослесарей:

, (62)

.

Доплата за работу в ночное время:

,(63)

где: - число дней с ночным режимом работы;

 - число часов работы в ночное время суток;

 - количество работающих в ночное время (по группам с одинаковой тарифной ставкой).

Доплата горному мастеру за работу в ночное время:

,(64)

где: - оклад горного мастера, руб./мес.;

 - продолжительность рабочей смены горного мастера;

 - количество выходов за месяц.

Эксплуатационные затраты на 1 т угля по элементу «Заработная плата» по новой технике составят:

, (65)

.

Отчисления на социальное страхование:

, (66)

.

На одну тонну добычи:

, (67)

.

Таблица 25 - Расчет затрат по элементу «Затраты на оплату труда»

Наименование работ	Профессия (должность)	Тар- став-ка	Штат в сут.		Вых-в за ме-сяц	Объем работ	Рк	Общая зарплата, руб.
			Яв.	Спис				Прямая	Неуч р-ты	Премия	Доплата бригадиру и пр.	Доп-та ночн.	Всего
Очистные работы
Выемка угля, т	Диспетчер скрепероструговой установки Гидромонит-щик Помошник гидром-ка	29,09   29,09 27,03	1   1 2	1,4   1,4 1,4	22   22 22	42419	1,92	81444,9	2443	16640	1200	1129.2	102857,5
Подготовительные работы, доставочно - такелажные работы, бурение скважин
Проведение выработки	Машинист, Помощник машиниста	28,036 28,036	1 2	1,4 2,8	22 22	300 м/мес	200 руб/м	60000	6000	18028	300	1129.2	85457.9
Всего сдельщики			3										188315,4
Повременщики
Наименование работ	Профессия (должность)	Тар- став-ка	Яв.	Спис	Вых-в за ме-сяц	Коэф-т доплат	Кс.с.	Прямая	Неуч р-ты	Премия	Доплата бригадиру и пр	Доп-та ночн.	Всего
Бурение шпуров, крепление анкерами	Крепильщики	26,06	6	8,4	22	1.5	1.4	5159,9	154,8	2356	300	1129.2	9099,9
Доставка материалов	Доставщики- такелажники	23,045	12	16,8	22	1.5	1.4	383,3	4712.3	300	1129.2	19300,9
Перепуск пульпы	Перепусчик	23,045	3	4,2	22	1.5	1.4	3194,4	95,82	1178	300	1129.2	5897,4
Обслуж-ние механизмов	Деж.эл.слес. Слесарь ППР	23,04523,045	6 6	8,4 8,4	22 22	1.5 1.5	1.4 1.4	6388,1 6388,1	191,6 191,6	2356 2356	300 300	1129.2 1129.2	10364,9 10364,9
Всего повременщики			33										48613.9
Всего рабочие			51	71									189649
ИТР	Нач-ик уч-ка Зам. нач. уч-ка Пом. нач. уч-ка Механик уч-ка Зам. мех. уч-ка Горн. мастера		1 1 1 1 1 4	1 1 1 1 1 6	25 23 23 25 23 21			4000,0 3720,0 3590,0 3720,0 3570,0 13800,0	40,0 37,2 35,9 37,2 35,7 138,0	2400,0 2232,0 2154,0 2232,0 2142,0 8280,0			6440,0 5989,2 5779,9 5989,2 5747,7 22218,0
Всего ИТР			9	11				32400,0	314,0	19440,0			55028,04
Всего по уч-ку													243343,44

7.2.2 Определение эксплуатационных затрат по элементу «Затраты на амортизацию»

Амортизационные отчисления за месяц (руб./мес.) определяются по каждому  виду оборудования, применяемому на участке, затем суммируются.

,(68)

где: - годовая норма амортизации, %;

 - полная первоначальная стоимость данного оборудования или машины, руб.;

 - оптовая цена оборудования или машины, руб.;

 - затраты на доставку оборудования, руб.;

 - затраты на монтаж оборудования.

Таблица 26 - Расчет затрат по элементу «Амортизация»

Оборудование	Количество	Оптовая цена, тыс. руб.		Затраты на монтаж, тыс. руб.	Трансп. тасходы, тыс. руб.	Полная стоимость, тыс. руб.	Нома амортизации, %		Сумма амортизационных отчислений, тыс. руб.
		за единицу	общая				годовая	месячная
УС-3	1	2700000	2700000	81000	162000	2943000	30,1	2,5	73820,3
12ГП-2	1	1250000	1250000	37500	75000	1362500	32	2,7	36333,3
ВМ-6М	1	97500	97500	2925	5850	106275	26,5	2,2	2346,9
Маслостанция СНТ- 32	2	8200	16400	492	984	17876	26,5	2,2	394,8
Насос К-60	1	45865	45865	1376	2752	49992,9	26,5	2,2	1104,0
16УД-5	1	114000	114000	3420	6840	124260	26,8	2,2	2775,1
Лебедка ЛВ-25	2	65080	130160	3905	7810	141874	26,8	2,2	3168,5
Приводная станция	2	86000	172000	5160	10320	187480	26,8	2,2	4187,1
Пускатели:
ПВИ 250	10	14529	145290	4359	8717	158366	26,8	2,2	3536,8
ПМВИР41	1	15834	15834	475	950	17259,1	26,8	2,2	385,5
ПВИ-63У5	7	21927	153489	4605	9209	167303	26,8	2,2	3736,4
Аппаратура: АМТ-3Т	7	30420	212940	6388	12776	232105	26,8	2,2	5183,7
АКВ-2П	2	27991	55982	1679	3359	61020,4	26,8	2,2	1362,8
РС-4М	9	21300	191700	5751	11502	208953	26,8	2,2	4666,6
АП-4	8	51452	411616	12348	24697	448661	26,8	2,2	10020,1
АФВ-2АУ5	10	320	3200	96	192	3488	17,8	1,5	51,7
Итого									153073,6

Затраты по элементу «Амортизация» составят:

, (69)

7.2.3 Определение эксплуатационных затрат по элементу «Затраты на материалы и инструменты»

Расчет расхода и стоимости материалов, потребляемых в очистном забое, производится на основании удельных нор расхода материалов на 1000 т суточной добычи, месячного объема добычи угля и т.д.

Таблица 27- Затраты по материалам добычного и подготовительного забоя

Материалы	Расход	Цена за единицу, руб.	Сумма затрат, руб.
Задвижка: 3ШР - 16/25	18	2436	43848
3ШЭ 16/250	1	26807	26807
Высоконапорные трубы
D = 125 мм	50	2370	118500
D = 250 мм	50	2820	141000
Пульпоспускные трубы, D = 800 мм	200	4580	916000
БРС
D = 125 мм	273	1440,68	393305,64
D = 250 мм	47	2320,2	109049,4
Анкера (комплект)	24	86	2064
Затяжка решетчатая 3Р1,1*2,6	9	355	3195
Желоба мет.	300	6200	1860000
Швеллер	9	1697	15273
Итого			3657209
Неучтенные (20%)			731441,8
ВСЕГО			5794091

Затраты по элементу «Материалы и инструменты» составят:

,(70)

.

7.2.4 Определение эксплуатационных затрат по элементу «Затраты на электро- и гидроэнергию»

Оплата за электроэнергию на шахте производится по двухставочному тарифу: основная  - за установленную мощность и дополнительная  - за потребляемую электроэнергию токоприемниками забоев и пр.

Сумма затрат за максимальную загрузку двигателей:

, (71)

где: - суммарная мощность всех двигателей;

 - тариф за 1 кВт максимальной нагрузки;

.

Сумма затрат за потребляемую электроэнергию токоприемниками участка:

,(72)

где: - число часов работы двигателя в месяц, ч;

 - коэффициент загрузки двигателей по мощности и времени;

 - тариф за 1 кВт потребляемой энергии.

Сумма затрат на электроэнергию за месяц:

,(72)

Затраты по элементу «Электроэнергия»:

Таблица 28 - Затраты по электроснабжению участка

Потребители	Мощность, кВт		Время работы, час.		Коэффициент загрузки Кз	Расход эл.энергии за месяц, кВт/час	Тариф за 1 кВт/час	Сумма затрат за эл.энергию, руб.
	одного двигателя	общая	за сутки	за месяц
Скрепероструг	60	120	18	450	0,8	43200	2	86400
Вентилятор ВМ-6М	24	24	24	600		11520		23040
Электросверло ЭР-18Д2М	1,4	1,4	8	200		224		448
Лебедка ЛВ-25	80	80	18	450		28800		57600
Освещение	1	2	24	600		960		1920
Насос К-60	200	200	24	600		96000		192000
Углесос 16УД-5	1600	1600	18	450		576000		1152000
Итого:								1513408

Таблица 29 - Расчет эксплуатационных затрат на гидроэнергию.

Вид потребляемой технологической воды	Ед.изм.	Расход за сутки	Затраты по 1м3 воды, руб.	Затраты на техн. воду, рубл.
Высоконапорная вода, Р=12 МПа	м3	8064	8	64512

Затраты по элементу «Гидроэнергия»:

, (74)

Эксплуатационные затраты на добычу 1 т угля по участку составят:

(75)

Таблица 30 - Сводная таблица эксплуатационных затрат по элементам

№ п/п	Элемент затрат	Сумма, рубл.
1	Затраты по элементу «Затраты на оплату труда»	3,8
2	Затраты по элементу «Затраты на материалы и инструменты»	90,71
3	Затраты по элементу «Затраты на амортизацию»	2,4
4	Затраты по элементу «Затраты на электроэнергию и гидроэнергию»	28,33
5	ИТОГО	125,3

8. РАСЧЕТ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ МОЩНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЯ С УЧЕТОМ ВВОДА В ОТРАБОТКУ ЗАПАСОВ ИЗ ТОНКИХ ПЛАСТОВ

Расчет производится на основании «Инструкции по расчету производственных мощностей действующих предприятий по добыче и переработке угля (сланца)». /15/

Первым основным ограничивающим элементом в факторе «фронт горных работ» при существующей технологии являются низкие темпы проходки выработок с присечкой породы (до 50%) комбайнами ГПКГ.

Вторым фактором, определяющим уровень добычи по шахте при гидротранспорте, является консистенция пульпы, т.е. то максимальное содержание горной массы в технологической воде.

В работе необходимо определить объем добычи, который может обеспечить гидротранспортная система шахты.

В нижеприведенном расчете не рассматриваются вопросы транспорта в околоствольном дворе и подъема, т.к. шахта построена в расчете на гидроподъем пульпы.

Пропускная способность подъемной установки стволов так же не определяется по причине отсутствия на шахте подъема горной массы подъемными машинами, горная масса выдается гидроподъемом с гор. +60 м с помощью углесосов.

8.1 Технические возможности по фронту горных работ

Технические возможности района по добыче угля на 2005 год определяются одновременной работой по одному очистному забою на пл.16 (лава 16-13 с переходом лаву 16-12) и на пл.27а (лава 27а-1), а также проходческими работами по подготовке замещающих очистных забоев. Характеристика отрабатываемых выемочных столбов приведена в таблице 31.

Среднесуточная нагрузка на лаву 16-13 на 2005 г. определяется по формуле:

Асут= Асм*ncм*Кгеол ,(77)

где: Асм - среднесменная нагрузка на лаву, т/см;м =3,0- число рабочих смен по добыче в сутки;

Кгеол - коэффициент уменьшения нагрузки при работе в особо сложных горно-гелогических условиях, Кгеол=1,0.

Среднесменная нагрузка на лаву составит:

АСМ=480*7,5*0,34=1225 т/см

Среднесуточная нагрузка на лаву по пл.16 составит:

АСУТ=1225*3=3675 т/сут

Добыча из подготовительных забоев по пласту 16 принимается по сложившемуся на шахте соотношению между очистными и подготовительными работами по статистическим данным и составляет 560 т/сут (198,8 тыс.т/год).

До=,(78)

где:dоч- суточная добыча угля из очистных работ на пластах, т/сут;под.- суточная добыча угля из подготовительных работ, т/сут;

Точ.- плановое число рабочих дней очистного забоя на пластах.

Таблица 31 - Механизация очистных забоев

Забой	Механизация	Запасы на 01.01.05, тыс.т.	Вынимаемая мощность пласта, м	Угол падения, град	Длина очистного забоя, м
Лава 27а-1	УС-3, 12ГП-2	367,65	0,95	10	200
Лава 16-13	2КМ-138, KSW-460Н	425	1,8	-3	250
Лава16-12	2КМ-138, KSW-460Н	570	1,8	-3	250

В угольной промышленности принят следующий ряд типовых значений годовой мощности угольных шахт:

,2;  1,5;  1,8;  2,4;  3,0;  3,6;  4,5;  6,0;  7,5  млн. тонн

Технические возможности шахты по фронту горных работ принимаются в размере 2400 тыс.т/год. При этом среднесуточная нагрузка по фронту горных работ 2400000/355=6760 т/сутки.

8.2 Технические возможности по пропускной способности подземного гидравлического транспорта

.2.1 Пропускная способность самотечных гидротранспортных маршрутов

Технологическая схема транспорта горной массы предусматривает использование самотечного гидротранспорта при выдаче горной массы из лавы 27а-1 по пульпоквершлагам в ЦКГП-2. Самотечный гидротранспорт производится по желобам, пропускная способность которых при угле наклона 4-5° ( i = 0,07) составляет 1800-2200 м3/час пульпы.

Добыча горной массы из лавы 27а-1, рассчитанная выше при расчете пропускной способности конвейеров составляет 2197 т/сут. или 2197:18=122,1 т/час.

При коэффициенте неравномерности поступления горной массы равном Кн =1,3 количество добываемой горной массы может достичь 2856 т/сут или 3620:18=158,67 т/ч..

Для смыва горной массы на пульпобремсберг 27а-1 подается 350-400 м 3/час воды, шахтный приток составляет 18-20 м3 /час. Итого воды для смыва подается в худшем случае 420 ма/час., следовательно в желоб 3 типоразмера поступает 420+54,5 = 474,5 м3/час пропускная же способность желоба по пульпе составляет 1080 м3/час.

> 474,5, следовательно, самотечный транспорт в данном случае не вносит ограничений по транспорту горной массы.

8.2.3 Расчет производственной мощности шахты по гидроподъему

Исходные данные:

Н2=205м - геодезическая высота подъема пульпы (разность отметок);

L2=300м - длина пульповода с гор. -260м до всаса углесоса на поверхности;

d=0,35м - внутренний диаметр пульповода;

Q=0,22 м3/с - подача гидросмеси, принимается по графику;

Qпр=200 м3/час - шахтный приток, попадающий в ЦКГП-2;

Доч=1657 т/сут -добыча угля из очистного забоя;

Дподг.=540 т/сут - добыча угля из подготовительных забоев;

А=6,4 % - зольность горной массы.

Определяется производительность углесосной установки:

у = 60 qу * Тр * Ку (79)

где: qу - производительность углесоса по углю, т/мин.

Ку - коэффициент, учитывающий возможные остановки углесоса,

Ку = Кв + Кб (1- Кв)(80)

где:

Кв - коэффициент полезного водопотребления,

Кв=Км*Кр

Кб - коэффициент при работе двухступенчатого гидроподъема с промежуточной емкостью Кб=0,97, при работе по схеме “нагнетание - всас” Кб=0,9

Для установления Км необходимо определить: МI - коэффициент готовности очистного забоя по группе последовательных перерывов и МII - коэффициент готовности забоя по группе параллельных перерывов.

 (81)

где: Мт=0,41 - коэффициент снижения полезного водопотребления из-за технологических остановок оборудования очистного забоя /15, стр.9/

Мв =0,95 - коэффициент готовности системы водоснабжения при давлении до 10 МПа.

Мз - коэффициент готовности скрепероструга, Мз=0,93.- чисто ступеней гидротранспорта, n=2 ;

Мс=0,9 - коэффициент готовности гидротранспортной ступени;

МII=Кк

где: Кк - коэффициент, учитывающий устойчивость пород кровли, определяется по графику /15, рис. 2/ в зависимости от крепости пород кровли, при Rк=40-50 Мпа, Кк=1,0.

Таким образом МI=0,35 и МII =1,0, Км определяется по графику /15, рис. 2.2/

Км = 0,38,

тогда

Кв =КМ* КР= 0,45 х 1,0 = 0,45

где:

Км=0,45 - коэффициент машинного времени оборудования очистного забоя.

Кр - коэффициент повышения времени работы забойного оборудования за счет резервирования.

Кр = 1, т.к. нет резервирования /15, рис. 2.4/

Ку = 0,45 + 0,90 (1-0.45) = 0,95

Минутная производительность углесосной установки определяется из выражения:

(82)

n-объем перекачиваемой углесосом пульпы.

γт - средняя плотность твердого в гидросмеси, определяется по формуле:

=6,4 % - зольность угля.

γу =1,29 т/м 3 - объемный вес угля;

γn =2,4 т /м 3 - объемный вес породы ;

Средний расход воды принят qжп = 2,9 м3/м3(по объему) или 2,9 : 1,70 = 1,71 м3/ т,

Средний расход воды принимаем qжп =2 м3/ т.

Определим среднюю плотность гидросмеси :

qж = qжп+ (Qпр/Дгид* Кн )(83)

qж =2+(200*24/2197*1,3 )=3,68 м3/т ( по весу )ж = 3,68*1,7 = 6,26 м3 воды / м3 горн. массы.( по объему)

где: Дгид - суточная добыча из очистных и подготовительных забоев, выдаваемая углесосами.

Дгид=dоч+dпод=(84)

Дгид =1657+540=2197 т/сут

Для гидроподъема пульпы с гор. +60 м определяется необходимый напор углесоса:

Определим производительность углесосной установки ЦКГП № 2 на свой пульповод при последовательной работе углесосов ЦКГП-2 и ППС (пульпоперекачная станция).

Определяются потери напора в напорном пульповоде по формуле /15, форм.2.59/:

 (85)

где:

H2 =205м. - геодезическая высота подъема пульпы (разность отметок),=300м. - длина пульповода с гор. +60м до всаса углесоса на поверхность;

λ0 =0,016 - коэффициент сопротивления, в зависимости от Ø трубопровода;

g=9,81 - ускорение свободного падения;

С=0,52 - - коэффициент, учитывающий содержание мелких фракций в угле;

φсп= 0,67 по графику /15, рис. 2.9/ - коэффициент сопротивления при свободном падении частиц в воде в зависимости от плотности твердого в пульпе;

d = 0,35м - внутренний диаметр пульповода;

КП.У. - коэффициент, учитывающий содержание породы в угле определяется по графику /15, рис. 2.8/ при А =6,4 %, КП.У. = 1,60;

Qг.с.- подача гидросмеси в м3/с принимается для построения графика характе- ристики пульпопровода, Qг.с. =0,22 м3/с.

Углесосы ЦКГП-2 при последовательной работе с углесосами ППС-2 с учетом их износа, зольности угля 6,4 % и консистенции пульпы 1:7,17 (по всасу) развивают производительность 800-830 м3/час, тогда их минутная производительность по твердому составит:

(86)

Учитывая коэффициент возможных остановок углесосов производительность углесоса по твердому составит:

Qу.тв.=60*qу*Т*Ку,(87)

Qу.тв =60*1,3*18х0,95= 1334 т/сут.

где Т=18 час - продолжительность откачки углесосом пульпы из шахты.

На один пульповод в год:

Qу.тв/год= 1334 х 355=473570 т. в год

При двух работающих углесосных установках в год из ЦКГП-2 по двум пульповодам может быть выдано на поверхность

Qу.тв/год= 473750* 2 = 947140 тонн в год

На поверхности шахты имеется углесосная перекачная станция для подачи пульпы на ЦОФ по схеме углесос в углесос, т.е. без промежуточного зумпфа. На углесосной станции в одновременной работе может находиться два углесоса, работающие каждый на отдельный пульповод (шахте выделено 2 рабочих пульповода и один аварийный) dу = 350 мм и длиной 10 км.

Поскольку на шахте нет промежуточных емкостей, пропускная способность технологического комплекса на поверхности - ППС-2 -принята равной производительности гидроподъема, т.е. 947140 тонн в год.

8.2.4 Расчет пропускной способности технологического комплекса на поверхности

Уголь из лав 27а-1 и 16-13 и проходческих забоев в количестве около  тыс. тонн в год на поверхность, где экскаватором ЭКГ-4,6 , ЭКГ-5 грузится в автосамосвалы КрАЗ и КамАЗ и транспортируется на угольный склад .

Сменная производительность экскаватора с ковшом 4,6 м3 при работе с автотранспортом грузоподъемностью до 10 т на породах 1 категории крепости (насыпной уголь) составляет 2120 т или 2120 х 305 = 646600 т/год. /24, табл. 215 стр. 604 /.

С учетом вышеприведенных расчетов годовая добыча может быть :

Агод.= Ао гтр+Аосух +Апод(88)

Агод. =

где: Ао.гтр-очистная добыча . перекачиваемая гидротранспортом ;

Ао.сух -то же ленточными конвейерами ;

Аподг. - добыча из подготовительных работ.

Таким образом, учитывая сменную производительность экскаватора, для обеспечения погрузки угля на склад необходимо иметь в работе 4 экскаватора типа ЭКГ-4,6 , ЭКГ-5.

8.2.5 Расчет технической возможности шахты по вентиляции

Расчет технической возможности шахты по вентиляции на 2002 год произведен по формуле /20, форм. 3.2/

(89)

где: Тj- длительность работы в течение года j группы очистных забоев, сут.

j- число групп одновременно действующих в течение года очистных забоев

Ai- технически возможная по вентиляции нагрузка на I очистной забой группы одновременно действующих очистных забоев в данном году, т

АТ- добыча из подготовительных выработок в планируемом году, ат = 198800 тонн/ год

Технически возможная по вентиляции нагрузка на очистную выработку в планируемом году определяется следующим образом. Выбираем как минимальную из максимально полученных по условиям механизации ам или по газовому фактору Аг

. Лава 16-13 пласт 16

ам =3675 т/ сут.

Аг = 6188т/ сут.

Ар1 = ам * Nр,дн. * Кучаст.(90)

где: Кучаст. - коэффициент, учитывающий долевое участие пласта в годовой добыче.

Ар1=3675*355*0,51=665358 т/год.

. Лава 27а-1 пласт 27а

ам = 2197 т/сут.

Аг = 3717,3 т/ сут.

Ар2= ам*Nр,дн. Кучаст.=2197х355х0,49=382168 т/год.

9. ОБОСНОВАНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ОТРАБОТКИ ТОНКИХ ПЛАСТОВ В УСЛОВИЯХ ФИЛИАЛА «ШАХТА «ЮБИЛЕЙНАЯ»

Экономическую целесообразность отработки тонких пластов в условиях филиала «Шахта «Юбилейная» производим на основании расчета годового экономического эффекта от их отработки:

Себестоимость 1 тонны добытого угля по проекту - это есть сумма затрат на добычу по факту и проекту, отнесенная к суммарной добыче угля по факту и по проекту

Э = А /(Дф+Дпр), руб.(91)

где Дф, Дпр - добыча угля по шахте в целом по факту и по проекту соответственно, т;

А- сумма затрат на добычу в целом по факту и по проекту соответственно, рубл.

Э = (10930144+7935628)/( 1962700+2389150)=4,33руб.

Как показал расчет себестоимость добываемого угля по проекту порядка ниже, чем фактическая себестоимость.

До изменения структуры предприятия производственная мощность составляла 3600 тыс.тонн. Данную добычу обеспечивало два наиболее производительных пласта 16-й (Юбилейный район) и 50-й (Ульяновский район). После разделения предприятия, оставшийся в отработке пласт 16 не сможет обеспечить такую добычу. Согласно расчетам, произведенным технологической службой шахты, на 2005г. при работе одного пласта производственная мощность на данный период равна 1800 тыс.тонн. Но, учитывая «Программу развития горных работ филиала «Шахта «Юбилейная» на 2005 г.», в которой явно просматривается разрыв во фронте подготовительных и очистных работ, в работе был произведен расчет экономического эффекта от ввода в отработку тонких пластов с параллельной доработкой пластов средней мощности.

В результате расчета производственной мощности филиала «Шахта «Юбилейная» по фронту горных работ с учетом отработки тонких пластов производственная мощность на 2005 год составит 2400 тыс.тонн.

Сравнивая расчетные показатели по базовой и новой технологическим схемам можно сделать вывод, что ввод в отработку тонких пластов позволит к тому же получить достаточно большой экономический эффект.

Таким образом, ввод в отработку тонких пластов не только позволит сохранить производственную мощность на заданном уровне, но и увеличить ее. К тому же себестоимость угля при отработке пласта 27а составит 132,9 рубл., когда при отработке пласта 16 - 311,3 рубл.

Отработка тонких пластов с переходом на гидротранспорт позволит получить значительный экономический эффект от использования гидроэнергии.

Результаты расчета производственной мощности района сведены в таблицу 32.

Таблица 32 - Сводная таблица расчета производственной мощности

Показатели	Принято при расчете производственной мощности
	Факт	Проект
Технические возможности шахты, рассчитанные по фронту горных работ,
Число рабочих дней в году	355	355
Среднедействующее число очистных забое: всего в т.ч. резервных	1,8 -	3 -
Среднесуточная нагрузка на действующий очистной забой, т в т.ч. резервный забой	5070/---	6760/---
Добыча из подготовительных забоев,
Выход товарного угля, %	100	100
Предлагаемая для установления производственная мощность шахте,
Себестоимость угля, рубл.	311,3	132,9

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основной целью работы являлась разработка технологических схем выемки угля из тонких пластов для поддержания производственной мощности филиала «Шахта «Юбилейная» с последующим технико-экономическим обоснованием эффективности их отработки.

При выполнении работы был использован комплексный метод исследований, включающий в себя анализ горнотехнической литературы и опыта использования зарубежного опыта в аналогичных горно-геологических условиях, а также рассмотрены аналитические исследования, проведенные научными горными институтами в различные периоды.

Все принятые в дипломной работе решения основаны на современных тенденциях в области горного дела. Появление разнообразных новшеств в технологических схемах угольных шахт в разных горно-геологических условиях, как в нашей стране, так и за рубежом обусловливают необходимость обобщения опыта их внедрения, а также выявления особенностей реализации на угольных предприятиях Кузбасса. Внедрение новых прогрессивных схем выемки на тонких пластах, как показали расчеты, проведенные в работе, дают высокую экономическую эффективность и повышают конкурентоспособность предприятия.

В дипломной работе на основе исходных данных по филиалу «Шахта «Юбилейная» для поддержания производственной мощности предприятия на уровне 2400 тыс.тонн в год предлагается перейти к отработке запасов, сосредоточенных в тонких пластах. При этом предполагается, что выемка в забое будет вестись скрепероструговой установкой без присутствия людей в забое.

Параллельно с этим, для уменьшения потерь в целиках и увеличения коэффициента извлечения, с отставанием от скреперостругового забоя в 4,0 м при помощи гидромонитора будет производиться гидравлическая выемка угля из барьерных целиков - столбов. Перепуск пульпы будет осуществляться вдоль скрепероструговой лавы, таким образом, гидравлическая выемка является дополнительным средством отработки пласта, и главным образом, средством транспортирования всего вынимаемого угля из лавы до поверхности.

Безлюдная схема выемки обеспечит полную безопасность работ, а переход на гидротранспорт позволит снизить эксплуатационные затраты на электроэнергию, т.к. гидроэнергия является наиболее дешевым видом энергии.

Реализация технических новшеств обусловливает необходимость проведения соответствующих технико-экономических расчетов с целью увязки нововведений со всеми звеньями технологической цепи шахты. Результаты расчётов показывают привлекательность реализации указанных технических новшеств и являются доказательством выгодности их осуществления и возможности усиления конкурентоспособности шахты за счёт отработки запасов из тонких пластов, а также перехода на гидротранспорт. Данные новшества полностью меняют облик предприятия. Внедрение скрепероструговой установки на пласте 27а позволит получать с выемочного участка 2495 тонн в сутки. Эта цифра не значительна по сравнению с той добычей, что мы получаем при комбайновой выемке. Однако следует учитывать тот факт, что выемка осуществляется без присутствия людей в забое.

Однако в данной дипломной работе было произведено только теоретическое обоснование применения предлагаемой технологической схемы. Так серьезным минусом является то, что данная технология выемки - скрепероструговая выемка в сочетании с гидроотбойкой, на практике не применялась.

Предлагаемая в работе технология выемки очень сильно облегчает труд человека, и основная задача, которая стоит перед наукой и людьми это - применить имеющиеся знания, на предприятии в конкретных рабочих условиях.

Анализ использованной литературы позволяет оценить предлагаемую схему отработки тонких пластов как новое техническое решение.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1)  Баймухаметов С.К. Шахта-лава в Караганде // Глюкауф. - 2001. - № 1 (2). - С.8-12.

)    Бурчаков А.С. Технология подземной разработки пластовых месторождений полезных ископаемых / А.С. Бурчаков, Н.К. Гринько, Д.В. Дорохов. - М.: Недра, 1983. - 487с.

)    Оформление расчётно-графической документации при выполнении курсовых и дипломных проектов. Метод. указания / сост. Фрянов В.Н., Власкин Ю.К., Лубяная Г.И. СибГИУ, - Новокузнецк, - 1998 - 30 с..

4)  Дрессель Ш., Чаудер А. Добыча каменного угля на севере штата Колорадо и в штате Аризона (США). - Глюкауф, - 2001 № 1 - 47, 48, 50, 51, 54с.

5)  Гринько Н.К. О направлениях развития технологии выемки угля без присутствия людей в забое. - Уголь, 1976 №6.

6)      Векслер Ю. Перспективы автоматизированного управления процессами добычи. - Уголь, 2002 № 5.

)        Становление угольного машиностроения. - Уголь 2000 №10.

8)  Инструкция по расчету производственных мощностей действующих предприятий по добыче и переработке угля (сланца) - М. 1993.

9)      Инструкции по расчету гидроотбойки угля / составл. коллект.авторов ВНИИгидроуголь, 1974.

10)  Килячков А.П. Вскрытие и системы разработки угольных месторождений - М.: Недра 1976 - 360 с.

)    Кундель Х. Выемка угля / Под ред. В.И. Парамонова - М.: Недра 1986.

12)  Килячков А.П. Технология горного производства - М.: Недра 1985 400с.

13)    Лаврик В.Г., Ногих С.Р.,.Кушнеров Ю.Р, Журавлев Р.П. Прогресс технологии и техники угледобычи на шахтах Южного Кузбасса. - Кемерово: Кузбассвузиздат 2000 - 176 с.

14)  Методика расчета производительности основных технологических процессов (звеньев) гидрошахт / ИГД им. А.А. Скочинского - М.: 1986.

15)    Петросян А.Э. Безлюдная выемка и некоторые вопросы безопасности труда / Сб. материалы научно-технического совещания 28-29 июля 1964 г. в ИГД им. А.А. Скочинского - М.: Недра 1965.

)        Правила безопасности в угольных шахтах (ПБ 05 618-03). Серия 05.выпуск 11/кол-в авторов ГУП НТЦ Госгортехнадзора 2003-296 с.

)        Прогноз объемов добычи по рядовому углю по компании ОАО «ОУК « Южкузбассуголь » в 2005г.

18)  Проект реконструкции шахта “Юбилейная”. Новокузнецк: «Кузбассгипрошахт» 1980.

19)    Проектирование шахт: Методич. указание./Сост. В.И. Ильин, В.В. Соин, СибГИУ, - Новокузнецк 1993 - 47с.

)        Разработка прогноза и выполнение технико-экономического анализа развития науки и техники в области безлюдной выемки угля. Промежуточный отчет / ИГД им. Скочинского - М. 1978 - 113-114 с.

21)  Савенко Ю.Ф. Изыскание эффективных способов и средств механизации процессов управления горным давлением при разработке тонких пологих пластов Донбасса / Докт.диссертация - М.:Коммунарок 1970.

22)    Сапицкий Р.В. Технология выемки весьма тонких угольных пластов скреперо-стругами - Киев: Техника 1989 - 193с.

)        СНиП 11-01-95. Инструкция о порядке разработки, согласования, утверждения и составе проектной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений.

)        Топорков А.А., Соколов А.И. Средства механизации выемки угля на тонких пологих пластах. Обзор /ЦНИЭИ уголь/ - М.: 1991.

)        Феттвайс Г. Пригодные для использования мировые запасы угля - Глюкауф, 1977 №12.

)        Худин Ю.Л., Ким О.В. Отработка тонких угольных пластов в Карагандинском угольном бассейне - М.: ЦНИЭИуголь 1979.

27)    Шецер М.Г., Спицин Ю.Г. Совершенствование технологии разработки пологих пластов - Обзор ЦНИЭИ уголь - М.: Недра 1985.

28)  Явлевский В.Д. Генеральные схемы преобразования горных работ шахт Кузбасса / Явлевский В.Д., Рохмистров С.В., Смирнов Д.В., Рыжов А.М. - Уголь №10, 1998 -20 - 23 с.