Проект отработки пласта 23 по схеме шахта-пласт в пределах шахтного поля филиала Шахта Алардинская

Вскрытие Тех схема проходка.dwg

филиала"Шахта"Алардинская
СибГИУ 2009 130404 0513 ДП
в пределах шахтного поля
Проект отработки пласта 23
по схеме "шахта-пласт"
Граница угрожаемая по внезапным выбросам угля и газа с глубины 490 м
Вентиляционный штрек 6-1
Вентиляционный штрек 6-2
Конвейерный штрек 6-1
Выемочный участок 6-1
Вентиляционный наклонный ствол
Конвейерный наклонный ствол
Фланговый газодренажный уклон
отнесен к угрожаемым по горным ударам
Вентиляционный штрек 23-1
Вентиляционный штрек 23-3
Конвейерный штрек 23-1
Выемочный участок 23-1
Вентиляционный ствол
Вентиляционный штрек 23-2
Фланговый вент. уклон
Конвейерный штрек 23-2
Фланговый монтажный уклон
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ВЫЕМОЧНОГО УЧАСТКА
Маслостанции СНЕ-180
Фланговый вентиляционный уклон
Конвейерный штрек 23-1
Конвейерный штрек 23-2
Вентиляционный ствол
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОВЕДЕНИЯ КОНВЕЙЕРНОГО ШТРЕКА
Относительное газовыделение
филиалаШахта"Алардинская
Технологическая схема
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ОТРАБОТКИ ПЛАСТА 23 ФИЛИАЛА "ШАХТА"АЛАРДИНСКАЯ
-транспортировка материалов
- транспортировка угля
-скребковый конвейер
- ленточный конвейер
-вентилятор местного проветривания
- монорельсовая дорога
- противопожарная арка
- изоляционная бетонная перемычка
- подземный пункт ВГС
- глухая вентиляционная перемычка
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Направление движения людей
на энергопоезде у забоя и на заезде с пут.бр-га
У противопожарного трубопровода согласно ПБ
На противопожарном трубопроводе
Выработки шахты согласно ПБ
метров на приводной головке
в 30м от забоя при взрывных работах
Ответвление гор.выработок и через 400м на ППС
ТАБЛИЦА СРЕДСТВ ПОЖАРОТУШЕНИЯ
Пожарные гайки Богданова
Противопожарный став
Противопожарный рукав
на приводной головке и через 300м по длине конв.
Противопожарная установка
Передвижной спасательный пункт
филиала "Шахта"Алардинская
ТАБЛИЦА ОБОРУДОВАНИЯ
ГРАФИК ВЫХОДОВ РАБОЧИХ
Число рабочих в смену
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОВЕДЕНИЯ КОНВЕЙЕРНОГО СТВОЛА
Подвигание забоя за сутки
Подвигание забоя за месяц
Явочный штат бригады
Списочный штат бригады
ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
Себестоимость 1 м. выработки
Производительность труда рабочего на выход
Производительность труда рабочего в месяц
струя свежего воздуха
перемычка вентиляционная с дверью
вентилятор местного проветривания
датчик скорости воздуха
устройство разгазирования
Технологическая схема
проведения конвейерного ствола
Горизонтальная схема вскрытия пласта 23 наклонными стволами
ВСКРЫТИЕ ШАХТНОГО ПОЛЯ ФИЛИАЛА "ШАХТА "АЛАРДИНСКАЯ"
Вертикальная схема вскрытия пласта N23 наклонными стволами
Вскрытие шахтного поля
филиала "Шахта"Алардинская"
ВЕНТИЛЯЦИОННОГО СТВОЛА
Верхнебалахонская свита Р
Промежуточная подсвита Р1 pz
с прослойками песчаника
Размыв кровли пласта
Алевролит мелкозернистый
Алевролит крупнозернистый
перемычка вентиляционная с дверью
перемычка вентиляционная глухая
монорельсовая дорога
проходческий комбайн
Фланговый вентиляционный ствол
Фланговый монтажный ствол
Граница горного отвода
Фланговый монтажный ствол
Фланговый вент. ствол
Перегруз с конв. 2ЛТ-120У N3
ТАБЛИЦА РАСХОДА МАТЕРИАЛОВ
ГРАФИК ОРГАНИЗАЦИИ РАБОТ
Проведение выработки
Наращивание монорельса ДП155
Наращивание вент.труб
Наращивание труб водоотлива
Наращивание лент.конвейера
Пропитка угольного массива
СХЕМА ПРОВЕДЕНИЯ ВЫРАБОТОК
Производительность труда проходчика на выход
проведения конвейерного штрека
КОНСТРУКЦИЯ КРЕПИ (1:2)
Промышленные запасы запасы шахтного поля
Производственная мощность
Вскрытие шахтного поля пласта №23
ОТРАБОТКИ ПЛАСТА N 23
ГОРНОТЕХНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
Опасность по горным ударам
Опасность по внезапным выбросам угля и газа
Способ подготовки шахтного поля
Опасность по самовосгоранию
Порядок отработки выемочных столбов
Система проветривания шахты
Способ проветривания шахты
Транспорт материалов и оборудования
- металлическая решетка

Диплом ч1_2R.doc

Перспективы развития народного хозяйства показывают что уголь остается одним из основных видов технологического и энергетического топлива преобладающая часть добычи которого приходится пока на подземный способ. Основными направлениями экономического и социального развития России на данное время предусматривается дальнейшее развитие этого способа добычи угля.
Филиал «Шахта «Алардинская» в настоящее время является одним из ведущих предприятий по добыче угля Кемеровской области. В 2008 году в связи с доработкой пласта 21 запасы Малиновского района шахты временно законсервированы. Работы ведутся только по добыче коксующегося угля марок «К» и «КС» на Алардинском районе шахты по пластам 3-3а и 6. Потребителем всего объема добываемого угля марок «К» и «КС» шахты является ЗСМК. В связи с мировым кризисом и снижением объемов металлургического производства спрос на данные угли резко снизился. В тоже время энергетические угли Малиновского района шахты отличаются высоким качеством и пользуются большим спросом.
Переход российской экономики на рельсы рыночных отношений выдвинул новые показатели эффективности работы горно-добывающих предприятий. К таким показателям относят повышение рентабельности шахты и снижение производственных издержек а также материальных затрат. Основным направлением совершенствования очистных работ является увеличение нагрузки на очистной забой до 6 тыс.тсут а в последующем и до 10 тыс.тсут. Нагрузка на очистной забой в 6 тыс.тсут. выбрано не случайно. Эта величина по оценкам отечественных и зарубежных специалистов является “нулевым” уровнем рентабельности очистного забоя с точки зрения эффективности использования в нем современного горнодобывающего оборудования. Это позволит перейти предприятию на работу в один очистной забой и схему “шахта-лава” повысить уровень концентрации горных работ эффективность производства. С повышением уровня концентрации горных работ снижаются удельные капитальные затраты и величина основных фондов по горным работам сокращаются затраты труда и средств на поддержание горных выработок и транспорт что приводит в конечном итоге к снижению величины затрат труда и расходов по этим видам работ.
Высокая нагрузка на очистной забой характеризуется сокращением продолжительности отработки участка. При заданных размерах выемочного участка эксплуатационные затраты отнесённые к объёму товарной добычи тем меньше чем быстрее был отработан участок. Сокращение продолжительности отработки участка а значит и увеличение нагрузки на комплексно-механизированную лаву в условиях шахты «Алардинская» возможно только за счёт технического перевооружения оборудования основных и вспомогательных процессов а также повышение общего уровня профессионализма обслуживающего персонала и инженерно-технических работников. Техническое перевооружение и реконструкция действующих предприятий внедрение новой техники и технологии модернизации и замена устаревшего оборудования становятся главными факторами повышения отдачи основных фондов роста прибыли производительности труда снижению себестоимости продукции в конечном счете увеличение прибыли предприятия.
Правилами безопасности в угольных шахтах регламентируется что шахта должна быть оборудована системами наблюдения оповещения об авариях людей независимо от того в каком месте шахты они находятся средствами поиска застигнутых аварией людей а также прямой телефонной и дублирующей ее альтернативной связью с аварийно-спасательной службой обслуживающей шахту [2].
Целью данной работы является разработка проекта отработки пласта №23 по схеме «шахта-пласт» в пределах шахтного поля филиала «Шахта «Алардинская» выбор рациональной для горно-геологических условий филиала системы разработки технологической схемы и средств комплексной механизации очистных работ внедрение дублирующей беспроводной системы связи в условиях филиала «Шахта «Алардинская».
Решение поставленных задач осуществляется в данном проекте за счет совершенствования технологии горных работ и внедрения новой техники увеличения скорости проведения горных выработок роста нагрузки на очистной забой. Для обеспечения поиска застигнутых аварией людей и в качестве дублирующей системы связи в данном проекте разработан вариант применения в условиях филиала «Шахта «Алардинская» беспроводной системы связи «Granch SM WLAN».
ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
1 Общие сведения о шахте [20]
Малиновский район (бывшая шахта «Малиновская») сдан в эксплуатацию в 1957 году с проектной мощностью 300 т.т. в год. Район представлен продуктивными отложениями промежуточной и ишановской свит включая пласты: 14; 16; 17; 20; 21; 21a; 23; 24; 28; 29в.п.; 29н.п.; 30. Марка углей – Т.
Алардинское месторождение каменного угля расположено в Кондомском геолого – экономическом районе Кузбасса и административно входит в состав г. Осинники Кемеровской области.
2 Стратиграфия и литология [20]
Угленосные отложения Алардинского месторождения представлены Верхне-балахонской подсерией ( P bl) выделяемой от почвы пачки песчаника ниже пласта 35 до почвы пачки песчаника залегающего в 35 - 45м выше пл. 1. Мощность отложений составляет 830 м.
Промежуточная ( P1 pz ) выделяется до почвы пачки песчаника выше пл.28. Сложена в основном песчаником местами переходящим в гравелиты с невыдержанными прослоями алевролитов углистых алевролитов. Мощность свиты 240м. В разрезе выделяют 8 пластов угляиз них три пласта рабочих (28;29;30 )
Ишановская (P1 16;17;19;20;21;21a;23;24;27) из них промышленный интерес имеют следующие пласты: 14а; 16; 17; 21; 23.
3 Тектоника шахтного поля [20]
Поле шахты в тектоническом отношении приурочено к участку крупной Кондомской синклинали являющейся южным крылом основного прогиба Кузбасса. Hа поле шахты выделяются 3 структурных элемента:
Моноклинальная часть Юго-Западного крыла
Северо-восточное крыло Алардинской синклинали
В замковой части складки угленосная толща меняет направление простирания на субмеридиональное с радиусом кривизны переходной зоны до 2 км. В ней выявлена дополнительная складчатость в виде мелких пликативных форм располагающихся диагонально к простиранию. Увеличение пликативной нарушенности наблюдается при переходе из замковой части в восточное крыло. Амплитуды этих складок достигают 2 - 5 м.
Дизъюнктивная тектоника представлена мелкими разрывными нарушениями типа "Взброс" и "Hадвиг" с амплитудами вертикального смещения от 0.2 до 16.0 м. Hарушения развиты как правило в пределах одного пласта и очень редко переходят на другие пласты. Степень нарушенности пластов различна однако ее интенсивность увеличивается к нижним разрезу пластам. Это обусловлено воздействием тектонических сил на угленосную толщу во время образования складчатости. Hарушения интенсивно проявляются в замковой части и распространяются далее к востоку. К нарушениям приурочены зоны в которых наблюдаются: послойные подвижки подгибы пластов на контактах со сместителем зоны катаклазированных и милонитизированных пород. Как правило западные крылья надвинуты на восточные. Углы падения сместителей изменяются от 15 до 45° азимут падения от 220 до 350°.
4 Характеристика пластов
Все угольные пласты сложены гумусовыми матовыми и полуматовыми углями с подчиненным количеством полублестящих и блестящих. Для углей характерно плотное сложение и преимущественно полосчатая или штриховатая текстура. По вещественному составу угли в основном представлены ксилено-фюзеновыми дюренами реже кларено-дюренами чередующимися с полосками или линзами витрена.
Таблица 1.1 - Характеристика пластов Малиновского района филиала "Шахта "Алардинская" [20]
Пласт не опасен по пыли склонен к самовозгоранию. С глубины 300 м угрожаемый по горным ударам и с глубины 300 м угрожаемый по внезапным выбросам угля и газа. Имеются дизъюнктивные нарушения пласта типа «Взброс» с амплитудой смещения до 20м. Угол падения 11 - 160 гипсометрия - слабоволнистая.
Непосредственная кровля пласта (мощностью 25 – 80 м) разнозернистый алевролит (коэффициент крепости f = 4 – 5).
Основная кровля - мелкозернистый песчаник переслаивающийся с алевролитом (f= 6 - 8) мощностью до 20 м.
Непосредственная почва - алевролит темно-серый слоистый (f=4-5;
5 Гидрогеологические условия [20]
Месторождение в орографическом отношении приурочено к водоразделам и долинам рек Кондома Большой и Малый Теш и их притоков. Рельеф сильно расчлененный за счет глубоко врезанных узких долин рек и ручьев. В долинах рек Кондома Большой и Малый Теш прослеживается заболоченная надпойменная терраса заливаемая водой в весенний период.
Гидрографическая сеть на поле шахты представлена реками Кондома Большой и Малый Теш и их притоками-ручьями Аларда Сосновка Правый и Левый Картовные Малиновый Корженевского и др.
Гидрогеологические условия эксплуатации довольно сложные что объясняется наличием мощных пластов подрабатывающих поверхность а также влиянием рек Кондома и Малый Теш которые являются границами шахтного поля по простиранию. Кроме того поверхность нарушена открытыми работами разреза «Осинниковский» что способствует проникновению поверхностных вод в горные выработки. Самой водообильной является верхняя зона повышенной трещиноватости и выветривания глубиной до 100 –150м от поверхности с глубиной и уменьшением трещиноватости водообильность пород падает.
Наиболее сложные гидрогеологические условия имели место при ведении горных работ вблизи предохранительного целика под пойму р. Кондома («Малиновское болото») где намечается отрабатывать пласт 6. При отработке пласта 1 водоприток в горные выработки достигал 320м3час а при отработке первого слоя пласта 3-3а притоки составили 190м3час. В настоящее время максимальный приток воды на западный водоотлив пласта 1 составляет 70м3час а с запада пласта 3-3а максимальный приток составляет 130м3час. Уменьшение водопритока произошло за счет уплотнения и последующей кольматации обрушенных пород.
6 Горно-геологические условия [20]
Углевмещающая толща шахтного поля сложена типичным для района комплексом осадочных пород — алевролитами песчаниками и аргиллитами. Алевролиты залегают преимущественно в кровлях и почвах пластов отличаются слоистой структурой. Коэффициент крепости по М.М. Протодьяконову алевролитов колеблется от 4 до 6 составляя в среднем - 5.
Песчаники слагают преимущественно основные кровли пластов реже непосредственные кровли (пласт 28 30). Представлены разнозернистыми разностями обычно массивной или слоистой структуры. Песчаники наиболее прочные породы толщи - коэффициент крепости песчаников колеблется от 6 до 8. Аргиллиты распространены ограниченно отмечены только в кровле пластов 21 29) где они играют роль ложной кровли являясь наименее прочными породами толщи - коэффициент крепости их не превышает 2-3.
Угли пластов средней прочности. Вне зоны выветривания коэффициент крепости углей составляет 13-15.
Шахта по выделению в выработки метана относится к сверхкатегорным. Относительная газообильность выработок до 15 м3т.Выделение углекислого газа в горные выработки незначительное и не превышает 1-3 м3т. Основное влияние на газоносность угольных пластов оказывает глубина залегания метаморфизм углей и угленосность углевмещающей толщи. Влияние остальных факторов менее значительно.
Верхней границей зоны метановых газов угольных пластов является глубина от дневной поверхности 110 - 150м. Газоносность пластов угля увеличивается с увеличением глубины залегания. Градиент нарастания газоносности составляет 8 м3т на каждые 100м глубины. Увеличение газоносности пластов угля по простиранию происходит с запада на восток что связано с переходом угольных пластов из замка Алардинской синклинали в крыло Чернокалтанской антиклинали
- на севере - проекция линии пересечения пласта 14 с гор.+0 на поверхность с учетом угла сдвижения;
- на юге - выход пласта 30 под наносы;
- на западе - охранный целик под железную дорогу Hовокузнецк-Таштагол;
- на востоке - XIX разведочная линия;
Протяженность шахтного поля: по простиранию – 225 км вкрест простирания – 20км.
Установленная производственная мощность шахты 3000 т.т. в год. Фактическая добыча угля по шахте в течение 2005 - 2007 г. (тыс.т.) представлена в таблице 1.2
Таблица 1.2 - Фактическая добыча угля по шахте
Расчеты производственной мощности шахты показывают наличие «узких» производственных звеньев не позволяющих обеспечить проектную мощность. Основными причинами образования «узких» мест в технологической цепочке шахты являются:
- увеличение объема основных выработок находящихся в неудовлетворительном состоянии дополнительные трудозатраты на их поддежание;
- высокое аэродинамическое сопротивление шахтной вентиляционной сети большие внутренние и внешние утечки воздуха что не позволяет обеспечить эффективное проветривание выработок и не позволяет обеспечить заданную проектную мощность;
- применение при отработке пласта №21 Малиновского района устаревшего оборудования - комлекса КМ-142 конвейера «Анжера -34» не достаточно энерговооруженного для данных условий комбайна KSW-500.
Переход на комбайны KSW-500 и забойные конвейера «Анжера-34» в свое время позволил поднять уровень добычи угля. Однако в настоящее время данное оборудование уже исчерпало свой резерв и для повышения производительности по добыче угля требуется более мощное и надежное оборудование.
ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ МОЩНОСТЬ ШАХТЫ
1 Режим работы шахты
Проектом принимается следующий режим работы шахты:
число рабочих дней в году 300
число рабочих дней в месяце 25
число рабочих смен в сутки 4
в том числе по добыче угля 3
продолжительность рабочей смены:
на подземных работах 6 часов
на поверхности 8 часов
продолжительность рабочей недели:
2 Промышленные запасы шахтного поля
2.1 Промышленные запасы шахтного поля
Промышленные запасы
Zпр = Zбал × С т (2.1)
где Zбал - балансовые запасы шахтного поля т;
С – коэффициент увеличения при углах падения до 45о С = 075 – 085
Балансовые запасы могут быть рассчитаны по следующей формуле:
где S – размер шахтного поля по простиранию м;
Н – размер шахтного поля по падению м;
P – суммарная производительность пластов (тм2).
Р = m1× γ + m2×γ + m3×γ тм (2.3)
где m1 m2 mn – мощность рабочих пластов;
g1 g2 gn - плотность угля соответствующих рабочих пластов.
P=4×137+14×139 +48×13+16×144=1597 тм2
Zбал = 2250×2000×1597 =71865000т.
Zпром= 08×71865000 = 57492000 т.
3 Производственная мощность и срок службы шахты
Главным звеном определяющим возможности шахты по добыче угля являются горные работы. Мощность шахты по горным возможностям зависит от степени интенсификации и концентрации горных работ и определяется из условия рационального размещения действующих линий забоев при симметричном распределении забоев по пластам и выемочным полям по формуле:
где Nкг - количество в одновременной работе крыльев горизонта (1);
Nпл. — количество пластов в горизонте (этаже) Nпл. = 1
Nв.п. - количество выемочных полей (панелей блоков) в пласте (1);
Nо.з. - количество очистных забоев в выемочном поле (панели блоке) Nо.з. =1;
Ао.з.сут.ср - средневзвешенная по пластам нагрузка на очистной забой тсут;
N дн. - количество дней работы предприятия в год Nдн. = 300.
Ао.з.сут.ср = (1000-1200) × mср.о т (2.5)
Ао.з.сут.ср = 1200 × 40=4800т
Для перехода предприятия на работу в один очистной забой и схему “шахта-лава”необходима нагрузки на очистной забой не менее 6 тыс.тсут.
А г.в.= 0001(1· 1· 1· 1· 6000 ·300) = 1800 тыс.тгод
Проектом принимается типовое годовое значение производственной мощности шахты - Аг = 18 106 тгод
Рассчитывается срок службы шахты по формуле:
Полный срок службы шахты составит:
Тп = Тосв. + Тст. + Туг. (2.7)
где Тосв. – период освоения проектной мощности 2 года;
Тст.– период стабильной эксплуатации;
Туг. – период угасания горных работ принимается равным 2 года;
В первые два года и в период угасания горных работ % освоения мощности составит 50%. Период стабильной эксплуатации составит:
Тст.= Тр.-05(1+2)=32-05(2+2)=30 лет
Тп = 2 + 32 + 2 = 36 лет.
Действующая линия очистных забоев определяется по формуле:
где Кд – коэффициент добычи угля из действующих забоев 094;
V год – средневзвешенное годовое подвигание линии очистных забоев;
Рср – средневзвешенная производительность пласта тм2;
Коч – коэф. добычи угля из очистных забоев.
где γср – средняя плотность угля 137;
mв – вынимаемая мощность пласта;
Рср = 4.0137=548 тм2.
Средневзвешенное годовое подвигание линии очистных забоев
где N дн – число рабочих дней в году 300;
Кц – коэффициент извлечения угля по выемочному участку;
L – средняя длина очистного забоя 220м.
Число действующих забоев определится по формуле:
Проектом принято количество забоев по шахте nз=1. Действующая линия очистных забоев по шахте составит:
ВСКРЫТИЕ И ПОДГОТОВКА ПЛАСТА №23
1 Выбор технологической схемы шахты
Под технологической схемой шахты следует понимать совокупность очистных транспортных вентиляционных и вскрывающих горных выработок а также комплекс поверхностных сооружений позволяющих осуществлять основные и вспомогательные производственные процессы.
Первый вариант: вскрытие шахтного поля пласта №6 осуществляется наклонными стволами с панельной схемой подготовки.
Второй вариант: вскрытие шахтного поля пласта №6 осуществляется вертикальными стволами с погоризонтной схемой подготовки.
Таблица 3.1 - Качественная характеристика технологической схемы шахты
Длинными столбами под углом к простиранию с полным обрушением кровли
Способ охраны участковых выработок
Таблица 3.2 - Количественная (бальная) оценка вариантов
Относительный вес уровня %
2 Расчет капитальных затрат
2.1 Продолжительность строительства и стоимость подземных сооружений и выработок
Продолжительность строительства горных выработок по пласту №23 определится из выражения:
где W -длина выработки на момент сдачи шахты в эксплуатацию м;
V - скорость строительства выработки ммес.
Таблица 3.3 – Расчет затрат и продолжительности проведения выработок шахты по пласту №23 по варианту № 1
Наименование выработок
Скорость проведения выработки ммес
Продолжительность строительства мес
Фланг. монтажный ствол
Итого затраты по горным работам
Общая стоимость проведения выработок шахты по пласту №6 составит 883623000 руб. Стоимость поверхности шахты- 25% от стоимости подземной части шахты:
Спов=025883623000=220905750руб.
Полная стоимость строительства составит:
Сг.в.= 883623000+220905750=1104528750руб.
Таблица 3.4 - Расчет затрат и продолжительности проведения выработок шахты по варианту № 2
Срок строительства выработки мес
Конвейерный бремсберг
Общая стоимость строительства выработок шахты по пласту №6 составит 946257000 руб. Стоимость поверхности шахты- 25% от стоимости подземной части шахты:
Спов=025946257000=236564250руб.
Сг.в.= 946257000+236564250=1182821250руб.
Стоимость поверхностного технологического комплекса на центральной промплощадке у главных стволов:
Сп=000024 Аг 2+ 0442 Аг+3274 тыс. руб. (3.2)
где Аг - проектная мощность шахты тыс.т. в год;
Сп1 = Сп2= 000024 · 1500²+ 0442 · 1500 + 3274 = 4477 тыс. руб.
Стоимость по элементу «Конвейерный транспорт»:
Сконв = 265(1827+0336Lк ) тыс. руб (3.3)
где Lк - длина конвейерной линии м.
Сконв1 = 265(1827+03364000 )= 40457тыс. руб
Сконв2 = 265(1827+03363200 )= 33335 тыс. руб
Стоимость по элементу «Вентиляция»:
Св = 282((113.4+0.34АГ+0.00011АГ2+1048NВ)) тыс. руб (3.4)
Св1 = Св2=282(1134+034·15+000011152 +1048) = 32765тыс. руб.
Стоимость по элементу «Водоотлив»:
Сво. = р1(1082+09 Qв +101Нв ) тыс. руб (3.5)
Сво.1 = 282(1082+09· 25 +101· 610 )= 1741087 тыс. руб
Сво2 = 265(1082+09· 25 +101· 610 )= 16361286тыс. руб
Таблица 3.5 - Капитальные затраты
Стоимость технологического комплекса
Стоимость подземных сооружений и выработок
Стоимость водоотлива
Стоимость вентиляции
Стоимость магистрального конвейерного транспорта
Исходя из сравнения вариантов принимается первый вариант: Вскрытие шахтного поля пласта №23 осуществляется наклонными стволами с панельной схемой подготовки предусматривается полная конвейеризация центральная схема проветривания система разработки длинными столбами под небольшим углом к простиранию с полным обрушением кровли. Способ охраны участковых выработок - извлекаемым угольным целиком.
Удельные затраты на строительство составят:
где С - полная стоимость строительства руб;
Аг - производственная мощность шахты по пласту №23 т;
Для ускорения ввода шахты в эксплуатацию на 1 этапе проведение Вентиляционного Путевого Конвейерного стволов производится до горизонта 0м.
График 3.1- Календарный график проведения выработок по пласту №23
Вид выработки и ее длина м
Скорость проходки ммес
конвейерный штрек 23-1
Продолжительность проведения выработок шахты по пласту №23 на первом этапе составит 14 месяцев.
4 Подготовка шахтного поля
4.1 Порядок отработки запасов
Принимается пластовый способ подготовки шахтного поля – способ при котором весь комплекс подготавливающих выработок проводится по пласту №23. Принимается индивидуальная подготовка пласта и панельная схема подготовки шахтного поля.
Достоинства: 1) более высокая концентрация работ; 2) более благоприятные условия для применения столбовой системы разработки;
Угли пласта №23 склонны к самовосгоранию. В соответствии с требованиями "Инструкции по предупреждению и тушению эндогенных пожаров на шахтах Кузбасса" 1989г. [15] схема вскрытия и подготовки таких пластов должна обеспечивать отработку запасов односторонними по простиранию выемочными полями с отработкой в направлении к нетронутому массиву угля.
Порядок отработки выемочных столбов предусмотрен нисходящим в обратном порядке - в направлении от флангов поля к наклонному конвейерному стволу. Подготовка выемочных столбов осуществляется проведением от наклонного конвейерного ствола вентиляционного и конвейерного штреков и монтажной камеры. Подготовительные выработки проводятся без присечки боковых пород. Проведение выработок производится проходческим комбайном КСП-32.
4.2 Выбор формы размеров поперечного сечения капитальных и подготовительных выработок
Кровля пласта среднеустойчивая. С учетом технологических параметров назначения срока службы принимается для капитальных выработок – арочная форма поперечного сечения и для подготовительных выработок - трапециевидная форма поперечного сечения с крепления анкерами.
Площадь поперечного сечения выработки должна быть определена по следующим критериям:
–допустимой скорости воздушной струи
–габаритным размерам подвижного состава и размещению оборудования с учетом минимального допустимого зазора
–величине усадки крепи после воздействия горного давления и безремонтного содержания в течении всего периода эксплуатации.
Определяется количество воздуха которое должно проходить по выработке в период её эксплуатации:
где – коэффициент учитывающий неравномерность газовыделения;
– добыча угля на участках для проветривания которых подаётся воздух по данной выработки тсут;
– относительное газовыделение до 15м3т на горизонте -300м;
– допустимая концентрация метана в исходящей струе %;
Исходя из необходимого количества воздуха которое проходит по выработке и максимальной скорости его движения (допустимой по ПБ) определяется минимальное сечение выработки в свету:
где vдоп– максимально допустимая скорость движения воздуха по выработке 6мс.
Габариты выработки должны обеспечивать размещение технологического оборудования с соблюдением требуемых зазоров в соответствии с ПБ.
Ширина выработок В мм определяется по формуле:
В = m + А +В+ Р + а (3.9)
где m – зазор между крепью и конвейером мм;
А – ширина транспортного средства для контейнера монорельсовой дороги ДП-155У ширина А = 1350 мм;
В - ширина конвейера В=1600мм;
Р – зазор между конвейером и подвижным составом 400 мм;
а – свободный проход для людей минимально допустимый размер по ПБ составляет 07м.
Минимальная ширина выработки:
В = 400 + 1600 + 1350 + 400 + 700 = 4450 мм
С учетом мощности пласта m=40м высота подготовительных выработок по центру выработки в проходке - Нпр.=36м при ширине Впр.= 50м. Площадь сечения в проходке:
Sпр. = Впр.× Нпр. (3.10)
Высота выработки по центру выработки в свету при проходке Нсв.=35м после осадки 34м Ширина в свету до осадки Всв.= 49 м после осадки Всв.= 48 м. Площадь сечения в свету:
Sсв. = Всв×Нсв (3.11)
Sсв.пр = 49×35=172м2
Sсв.по = 48×34=163м2
Таблица 3.6 - Размеры поперечного сечения подготовительных выработок
Для капитальных выработок проектом принимается арочная крепь А19-27. Сечение выработки в свету до осадки 191 м2 после осадки 174 м2.
Таблица 3.7 - Размеры поперечного сечения капитальных выработок
Проверка по скорости движения воздуха:
Для подготовительных выработок:
V= = 42 мс Vдоп.=6 мс
Для капитальных выработок:
V= = 395 мс Vдоп.=6 мс
Условия проверки выполняются
5 Проведение капитальных и подготовительных выработок
5.1Выбор технических средств необходимых для проведения капитальных и подготовительных выработок
Для проведения выработок предлагается использовать проходческий комбайн КСП-32 а транспортирование горной массы на ленточный конвейер осуществлять при помощи ленточного перегружателя ПЛ-600.
Таблица 3.8 - Техническая характеристика проходческого комбайна КСП-32[20]
Наименование параметра
Диапазон сечений проводимых выработок м2
Производительность не менее:
по углю м3мин (тмин)
по породе прочностью сж≤100 МПа м3мин
Размеры размахов стрелы исполнительного органа м не менее:
Скорость передвижения комбайна мс (ммин) не менее
Суммарная мощность электродвигателей установленных на комбайне (с гидроприводом питателя) кВт не менее
Мощность электродвигателя исполнительного органа кВт не менее
Габаритные размеры комбайна м:
высота по корпусу по исполнительному органу
Масса комбайна т не более
Таблица 3.9 - Характеристика ленточного конвейера 2ЛТ-120У[20]
Расчетная производ. тч
Доставка материалов и оборудования осуществляется с помощью монорельсовой дороги ДП-155У с локомотивной тягой участком шахтного транспорта.
6 Расчет крепи капитальных и подготовительных выработок
6.1 Исходные данные
Максимальная глубина проведения выработки Н =500м
Угол падения (максимальный) 160
Способ проведения комбайн
Таблица 3.10 - Физико-механические свойства угля и пород [20]
Коэффициент крепости
Сопротивление пород сжатию МПа
нарушенности массива
6.2 Расчет анкерной крепи капитальных и подготовительных выработок
Расчет параметров сталеполимерной анкерной крепи производится в соответствии с пунктом 3.3 «Инструкции по расчету и применению анкерной крепи на угольных шахтах России» (ВНИМИ 2000г.)
Рисунок 3.1 - Схема к определению расчетного сопротивления пород сжатию
) Расчетное сопротивление пород на сжатие
Расчетное сопротивление пород кровли на одноосное сжатие определяется для слоев кровли залегающих на расстоянии равном ширине выработки.
Rс к = 50 × 09 = 45 МПа.
Непосредственная кровля пласта по устойчивости относится к II классу - cреднеустойчивая кровля 30 Rс 80 МПа (табл.2).
Расчетное сопротивление боковых пород на сжатие определяется по формуле:
Коэффициент структурного ослабления 09.
) Определение интенсивности горного давления
Величина расчетных смещений кровли до влияния опорного давления погашающей лавы определяется по формуле:
где 50мм - типовые смещения кровли;
- коэффициент расположения выработки;
- коэффициент влияния ширины выработки;
- коэффициент влияния смежных выработок;
5- коэффициент степени связывания пород;
- коэффициент наличия зон повышенного горного давления;
- коэффициент обрушаемости кровли;
Uм=50110107510=375мм
Величина расчетных смещений кровли с учетом опорного давления погашающей лавы определяется по формуле:
где 90мм - дополнительные смещения от погашающей лавы.
Uм=375+90110107510=105мм.
) Расчет параметров анкерной крепи для кровли выработки
Отношение диаметра стержня к диаметру шпура и ампул определяется по формуле :
где dс – диаметр стержня;
dск – диаметр скважины;
dа – диаметр ампулы.
Длина закрепления анкера в шпуре 10м;
Несущая способность анкера Nа=100кН;
Расчетная длина анкеров 24м;
Сопротивление анкерной крепи Ра.к.=60 кНм2;
Минимальная плотность установки анкеров .
Шаг установки анкерной крепи для кровли конвейерного ствола определится по формуле:
Определится расчетный шаг установки крепи по требуемой минимальной плотности установки анкеров.
Принимается шаг установки крепи 1м.
) Расчет параметров анкерной крепи для боков выработки
Коэффициент концентрации напряжений в боках -
Коэффициент увеличения напряжений от других выработок -
Коэффициент увеличения напряжений в боках при расположении выработки в зоне влияния очистных работ -
Средний объемный вес пород кровли -
Относительная напряженность боков определится по формуле:
- необходимо производить крепление боков анкерной крепью.
Для крепления боков принимаются анкера ШК-1М длиной 16м 20мм с несущей способностью 60кН. Количество анкеров в боках выработки принимается в зависимости от высоты выработки - nб1=2 nб2= 3. Расстояние между рядами Сб12 (шаг крепи) определится по формуле:
где nб - количество анкеров в боках выработки;
Н - высота выработки;
В паспорте крепления проектом принимается шаг крепи в боках выработки - 10 м с установкой анкеров ШК-1М длиной 16м.
6.3 Расчет арочной крепи капитальных выработок
Расчет параметров арочной крепи производим согласно «Инструкции по выбору рамной податливой крепи горных выработок» (ВНИМИ 1995г.)
R2=60МПа 77м Нрк=9м
Рисунок 3.2 - Расчетная схема
) Определяется расчетное сопротивление пород кровли и боков выработки на сжатие
где R C - сопротивление сжатию различных слоев мПа;
R Ci = К C х R i (3.24)
R C1 = К C R 1 =0980= 72мПа
R C2 = К C R 2 =0950= 45 мПа
R C3 = К C R 3 =0915=135 мПа
R C4 = К C R 4 =0950= 45 мПа
Выработка сухая поэтому прочность от воздействия влаги не снижается.
Расчетная высота для кровли составит:
где b - расчетная ширина выработки в проходке.
Расчетная высота слоев для боков выработки составит:
где Н - расчетная высота выработки в проходке.
Усредненное значение пород на сжатие для кровли составит:
Усредненное значение пород на сжатие для боков выработки составит:
) Смещение пород определится по формуле:
Uс = Uт× Кa × Кq × Кs × Кв (3.27)
где Kα - коэффициент угла залегания пород и направления проходки
для кровли Kα = 085 для боков выработки Kα = 085;
Kq - коэффициент направления смещения пород для кровли и почвы Kq = 1 для боков выработки -045;
KS = 02(В-1) =02(6-1) =1 - для почвы и кровли;
KS = 02(Н-1) =02(45-1) =07 - для боковых смещений;
Kв - коэффициент воздействия других выработок;
К Т – коэффициент влияния времени на смещение пород для выработок со сроком службы более 15 лет КТ = 1.
где Kα – коэффициент учитывающий расчетное сопротивление глубину 18;
b1 и b2 – ширина выработок;
L – расстояние между соседними выработками 20м.
Типовое смещение пород по графику для кровли Uт.кр = 70мм почвы Uт.п = 80мм для боков Uт.б = 420мм.
Смещение пород для кровли почвы и боков составит соответственно:
Uс.кр. = 70× 085 × 1 × 1 × 108=64мм
Uс.п. = 80× 085 × 1 × 1 × 108=73мм
Uс.б. = 420× 085 × 045× 07× 108=121мм.
) Нагрузка на 1 п.м. выработки для кровли и почвы составит:
Р = Кп × Кпр × В × Рн (3.29)
Нагрузка на 1 п.м. выработки для боков выработки составит:
Р = Кп × Кпр × Н × Рн (3.30)
где В =6м - ширина выработки;
Н =4.5м– высота выработки;
Кп = 11 - коэффициент перегрузки для вскрывающих выработок;
Кпр =06 - коэффициент условий проведения выработки по при НRс.п.кр= 520474= 1097;
Рн – нормативная нагрузка определяемая по графику в зависимости от смещения пород.
Для кровли Рн.к = 47кПа почвы Рн.п = 50кПа боков Рн.б. = 70кПа
Нагрузка на 1 п.м. выработки для кровли почвы и боков выработки составит соответственно:
Ркр = 11 × 08 × 6 × 47=2482 кПа
Рп. = 11 × 08 × 6 × 50=264 кПа
Рб. = 11 × 08 × 45 × 70=2772 кПа
) Проектом принимается арочная крепь А19-27 с несущей способностью N=290 кН. Плотность установки крепи (n) составит:
По технологическим условиям принимается N =125 рамым т.е. рамы крепи устанавливаются через 08м
) Вертикальная податливость крепи А19-27400мм
где - конструктивная податливость крепи мм;
в=400≥0.89·73 = 65 мм
Следовательно трехзвенная арочная металлическая крепь А19-27 обеспечит нормальную эксплуатацию рассматриваемой выработки.
7 Техника безопасности при ведении подготовительных работ
В целях безопасного ведения работ необходимо выполнять требования действующих «Правил безопасности в угольных шахтах»[2]:
) Перед началом работ
- Перед началом работ бригадир звеньевой и рабочий обязаны проверить свои рабочие места и привести их в безопасное состояние.
- Сдача и приемка смен производится непосредственно на рабочем месте если между сменами не предусмотрен перерыв старшими рабочими смены (звеньевыми). Сдающий смену обязан сообщить принимающему смену звеньевому о горно-технической обстановке в забое (состояние проветривания горное давление встретившиеся геологические нарушения появление заколов и куполов и пр.) о состоянии крепи конвейера перегружателей насосов и пр.) обратив особое внимание на слабые места и имеющиеся (или возможные и дальнейшем) поломки и отказы.
На рабочем месте проходчик (звеньевой) обязан проверить исправность и нормальное функционирование всех забойных механизмов а также конвейера насосной станции и др.; наличие и исправность ручного инструмента; исправность шлангов и трубопроводов для подачи воды и эмульсии; состояние проветривания и состав рудничной атмосферы; состояние кровли и забоя (наличие трещин заколов куполов и пр.); наличие предупредительных признаков газодинамических явлений (потрескивание "толчки" повышенное газовыделение и пр.); исправность телефонной связи.
При обнаружении неисправностей проходчик (звеньевой) обязан принять меры по их устранению или сообщить об этом горному мастеру или другому лицу участкового надзора.
- в течении всей смены бригадир звеньевой и рабочий должны следить за безопасным состоянием места работы
- при выполнении технологического цикла рабочих операций по проведению горной выработки проходчик обязан строго соблюдать полноту и порядок их выполнения предусмотренные паспортом проведения и крепления выработок.
СИСТЕМА РАЗРАБОТКИ МЕХАНИЗАЦИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ОЧИСТНЫХ РАБОТ
1 Выбор системы разработки
При экономико-математическом моделировании угольных шахт в ИГД им. А. А. Скочинского установлена рациональная область применения различных систем разработки. Исследования показали что выемка пластов длинными столбами по простиранию наиболее целесообразна при углах падения 12-20О на средней мощности пластах. Наиболее высокие результаты можно получить при длине лавы 200-250 м. Опыт применения длинных очистных забоев в РФ свидетельствует о их перспективности особенно на пластах мощностью более 18 м. В будущем большую часть добычи предполагается иметь из комплексно-механизированных лав нагрузка на которые по сравнению с короткими забоями увеличивается в 2-3 раза при росте численности рабочих в 15 раза.
На основании всего вышеизложенного принимается система разработки длинными столбами под небольшим углом к простиранию с предварительным проведением конвейерного и вентиляционного штреков выемкой угля комплексно-механизированным забоем управлением кровлей полным обрушением возвратноточной схемой проветривания и сохранением конвейерного штрека (с извлекаемым целиком при отработке следующей лавы).
Основные параметры системы разработки пласта №23 приведены в таблице 4.1.
Таблица 4.1 – Параметры системы разработки
Длина очистного забоя м
Длина выемочного столба м
Угол падения пласта град
Полная мощность пласта м
Средняя вынимаемая мощность пласта м
Применяемая механизация
механизированный комплекс
2 Механизация очистных работ
Основными средствами выемки угля на пологих и наклонных пластах в настоящее время являются комплексы добычного оборудования позволяющие механизировать и совмещать во времени все основные операции технологического процесса в очистном забое.
2.1 Выбор типа и типоразмера механизированной крепи
При данных горно-геологических условиях залегания пласта для достижения высокой производительности применяется механизированный комплекс «Глиник 22-47».
Комплекс предназначен для механизированной выемки угля в очистных забоях на пластах мощностью 24-48 м с углом падения по забою до 250 от средней устойчивости непосредственной кровли и до тяжелой включительно основной кровли почвы с несущей способностью не менее 25 МПа. Техническая характеристика механизированной крепи Glinik -2247 приведена в таблице 4.2.
Таблица 4.2- Техническая характеристика крепи «Глиник 22-47» [20]
Вынимаемая мощность пласта м
Применяемость по углу падения град
Коэффициент затяжки кровли
Удельное сопротивление кНм2
Сопротивление секции крепи кН
Удельное сопротивление на конце передней кромки консоли перекрытия кНм
Среднее давление на почву кНм2
Шаг передвижки секций крепи м
Система управления крепью
2.2 Проверка крепи по действующим нагрузкам
Расчет фактического давления блока обрушенных пород на 1 м лавы производится по методике В.Л.Косовича по формуле:
где Qб - вес блока пород т;
а - расстояние от забоя до стоек крепи м;
с - расстояние от забоя до середины обломившегося блока м;
lб - длина блока в сторону простирания пласта м.
h - мощность слоев кровли подвергшихся обрушению м.
m - мощность разрабатываемого слоя м
Кр - коэффициент разрыхления пород
D - сближение почвы и основной кровли на участке обрушения
Кпр - предел прочности пород на изгиб
g - объемный вес породтм3
j - угол наклона облома блока
Данная крепь имеет 25- кратный запас прочности по нагрузке.
) Расчет крепи на сопряжении очистного забоя 23-1 с конвейерным и вентиляционным штреками 23-1
Для проектируемого выемочного участка для крепления сопряжений принимается механизированная крепь «Глиник 22-47» с удлиненным козырьком. Крепь на сопряжении воспринимает нагрузку по всей ширине штрека. Наибольшая нагрузка на крепь сопряжения на сопряжении очистного забоя 23-1 с конвейерным штреком 23-1.
где b - длина крепи сопряжения по перекрытию м;
Qc=10 573582.56=5867кН.
Для безопасной работы крепи сопряжения должно выполняться следующее неравенство:
где Рс – сопротивление крепи сопряжения кН.
Данная крепь имеет 197- кратный запас прочности по нагрузке.
Фактически с учетом анкерной крепи штрека и индивидуальной крепи из стоек 17 ГВКУ и деревянных стоек максимальная нагрузка на крепь будет значительно меньше т.е запас прочности фактически будет больше.
На расстоянии не менее 30м от сопряжения очистного забоя 23-1 крепление вентиляционного штрека 23-1 осуществляется при помощи деревянных стоек d не менее 200мм с шагом 13м установленных под деревянную пластину. На сопряжении с очистным забоем 23-1 устанавливается ограждающий комплект из деревянных стоек. Отставание ограждающего комплекта от забоя не должно превышать суточного отхода.
Опережающее крепление сохраняемого конвейерного штрека 23-1 состоит из подхвата СВП-22 длиной 5м установленного на стойках ГВКУ-30 или деревянных стойках на расстояние не менее 30 метров впереди забоя. В завальной части устанавливается органный ряд из деревянных стоек d не менее 200мм в 2 ряда и через 5-8м выкладываются клети из деревянных стоек длиной 16м.
2.3 Проверка крепи по допустимой скорости воздушной струи
На пластах с относительной газообильностью 10 м3т и более необходимо сделать проверку возможности принятого типа крепи обеспечить необходимое по условиям проветривания проходное сечение рабочего пространства данной крепи. Sср нужно сравнить с полученным расчетным путем Sр. При этом должно соблюдаться следующее условие:
где – теоретическая производительность комбайна тмин;
m – мощность пласта m = 40 м;
r – ширина захвата комбайна r = 08 м;
gy – плотность угля gy = 137 тм3;
– коэффициент естественной дегазации пластов =06;
– относительная газообильность пласта до 15 м3т;
– максимально допустимая скорость движения воздуха в лаве
d – допустимая концентрация метана в исходящей струе d = 1%;
- коэффициент учитывающий движение воздуха по выработанному пространству = 11;
– возможная скорость подачи комбайна =6 ммин.
Условие соблюдается значит проходное сечение секции применимо по фактору проветривания то есть выбранная крепь «Глиник 22-47» подходит для крепления.
2.4 Выбор типа комбайна и забойного конвейера
В состав комплекса входит очистной комбайн «KSW-1140 Е» лавный привод «НВ-2801000» перегружатель «НВ-2801200».
Таблица 4.3 - Технические характеристики комбайна «KSW-1140 Е» [20]
Наименование параметров
Наклон лавы: продольный град
Сопротивляемость пласта резанию кНм
Тип исполнительного органа
Диаметр шнека по резцам м
Номинальная ширина захвата м
Бесцепной типа "Айкотрак
Максимальная скорость подачи ммин
Максимальное тяговое усилие кН
Суммарная номинальная мощность привода комбайна кВт
Номинальное напряжение В
Таблица 4.4 - Техническая характеристика забойного конвейера «НВ-2801000» [20]
Производительность тчас
Предельный угол транспортирования град
Масса конвейера (с ЗИП) т
Рабочая скорость движения тягового органа мс
Количество тяговых цепей шт.
Разрушающая нагрузка кН (не менее)
Мощность электродвигателя кВт
Таблица 4.5 - Техническая характеристика штрекового перегружателя «НВ-2801200» [20]
Масса перегружателя т
Разрушающая нагрузка кН (не менее):
соединительного звена
Асинхронный электродвигатель:
Таблица 4.6 - Техническая характеристики дробилки «SК-1115» [20]
Пропускная способность тмин
Максимальная величина дробимой массы мм:
Габаритные размеры мм:
2.5 Проверка нагрузки по фактору производительности лавного конвейера «НВ-2801000»
Производительность лавного конвейера «НВ-2801000» с двумя приводными головками мощностью по 400кВт составляет 3000тч или qлк=300060=50тмин. Необходимая производительность конвейера должна быть не менее теоретической производительности комбайна Qт = 263 тмин.
где - минутная машинная производительность комбайна;
- поправочный коэффициент учитывающий снижение скорости отбора материала от выемочной машины при попутном движении комбайна и цепи конвейера;
- скорость комбайна;
- коэффициент неравномерности загрузки желоба;
- коэффициент снижения производительности вследствие отказов;
- коэффициент учитывающий угол падения пласта и направление доставки по лаве.
Как показал проведенный расчет выбранный конвейер обеспечивает производительность необходимую для транспорта всего отбитого комбайном угля.
Максимальная длина конвейера Lк:
где Р- тяговое усилие привода Н.
- суммарная мощность двигателей конвейера;
- масса 1 м тягового органа;
- масса 1 пог. м транспортируемого материала;
- коэффициент сопротивления движению тягового органа;
- угол наклона конвейера;
- коэффициент сопротивления движению угля.
2.6 Определение длины очистного забоя проверка по фактору проветривания
Ориентировочно длину очистного забоя при односторонней выемке можно определить по формуле:
где - продолжительность смены 360 мин;
- время на подготовительно - заключительные операции 15 мин;
- время на выполнения концевых операций 30 – 35 мин;
- количество циклов в смену;
- коэффициент готовности комбайна 085 – 093;
- возможная скорость подачи комбайна 6;
- маневровая скорость комбайна 9 ;
- время на замену одного зубка 06 – 085 мин;
F – площадь торца вынимаемой полосы ;
Z – расход зубков 005 – 015 ;
- удельные затраты времени на вспомогательные операции мин. на 1 м. длины забоя 003 – 006.
Проектом принята длина очистного забоя 23-1 Lл=220 м.
Длина очистного забоя должна быть проверена по газовому фактору:
где - площадь сечения забоя при минимальной ширина забойного
- допустимая по ПБ скорость движения воздуха по лаве 4 ;
d – допустимая по ПБ концентрация метана в исходящей струе d=1%;
- коэффициент учитывающий движения части воздуха по выработанному пространству =11 – 14;
- число циклов в сутки 7;
- коэффициент естественной дегазации пласта в период отсутствия работ по выемки угля =065 – 075;
- относительное газовыделение пласта 15 м3т;
- коэффициент учитывающий пластовую дегазацию пласта.
Принятая длина лавы очистного забоя 23-1 Lл=220 м удовлетворяет требованиям по проветриванию.
3 Определение нагрузки на очистной забой
Суточная нагрузка на очистной забой с учетом горнотехнических факторов:
где - нормативна суточная нагрузка на очистной забой тсут;
- количества угля с одного цикла т;
Т – время работы в очистном забое за сутки мин;
время затраченное на цикло мин.
где с – коэффициент извлечения угля из забоя с=097 – 098.
где продолжительность добычной смены мин;
- время на подготовительно - заключительные операции 20 мин;
количество смен по добыче угля в сутки.
где принятая машинная длина лавы;
рабочая скорость подачи комбайна ;
скорость холостого хода комбайна 8 ;
суммарное время на вспомогательные операции цикла к одному м. длины лавы 015 минм;
коэффициент учитывающий затраты времени на концевые операции 115 – 12;
коэффициент учитывающий норматив времени на отдых 115.
Рабочая скорость подачи комбайна:
где устойчивая мощность двигателей комбайна кВт.
где мощность двигателя комбайна.
удельные энергозатраты на выемку 1т. угля кВт.чт.
А – сопротивляемость угля резанию 152кНм.
Рабочую скорость комбайна полученную расчетным путем Vп = 61ммин необходимо скорректировать со скоростью передвижки крепи.
Скорость крепления:
где Тс – время передвижки одной секции 16 с;
ас – шаг установки секции крепи ас =175 м.
К расчету принимается рабочая скорость комбайна 6 ммин.
Суточная нагрузка на очистной забой должна быть проверена по фактору проветривания по формуле:
где площадь сечения лавы при минимальной ширине призабойного пространства ;
d – допустимая по ПБ концентрация метана в исходящей струе 1%;
коэффициент учитывающий утечки воздуха через выработанное пространство 11-14;
относительное газовыделение в лаве;
коэффициент неравномерности газовыделения принимается от 143 – 214 в зависимости от абсолютного газовыделения в лаве .
Абсолютная газообильность очистного забоя определится по формуле:
где суточная добыча;
Кд=06 - коэффициент учитывающий дегазацию пласта;
относительное газовыделение пласта.
В качестве суточной нагрузки принимается меньшее значение суточная нагрузка на очистной забой по фактору проветривания:
Необходимое количество циклов для обеспечения принятой суточной нагрузки составит:
Суточная нагрузка на очистной забой 23-1 с учетом корректировки составит:
Ауст= 7 940 6580 тсут.
4 Объем подготовительных работ и выход угля из подготовительных забоев
4.1 Объем подготовительных работ
Суточное подвигание очистного забоя составляет:
Lл.сут.=r·Nц (4.27)
Lл.сут.=0.8·7=56 мсут.
Для проведения подготовительных выработок проектом приняты проходческие комбайны КСП-32 которые обеспечивают темпы проходки 225 ммесяц. Рассчитаем достаточно ли данных темпов в данных условиях.
Объем проведения подготовительных выработок:
где Lкр - длина крыла (выемочного столба с охранными целиками) м;
Lмк - длина монтажной камеры 23-1 м;
Lвп - длина вентиляционной печи 23-1 м;
Lфу - длина флангового уклона м;
V=22100+220+250+2220=5110м.
Расчет запасов выемочного столба 23-1:
где - длина очистного забоя 23-1 м;
- мощность вынимаемого пласта м;
К- коэффициент извлечения;
- плотность угля тм3.
Размер выемочного участка по простиранию составит:
м - длина охранного целика;
- количество охранных целиков.
Vст=200022040137098=2362976т.
Расчет времени необходимого для отработки выемочного столба:
где - добыча за месяц тмес.
Расчет скорости проведения выработок (при одновременном поведении выработок двумя бригадами):
Произведенные расчеты показали что существующее проходческое оборудование для проведения подготовительных выработок может обеспечить необходимые темпы проходки.
4.2 Выход угля из подготовительных забоев
За сутки на выемочном участке погашается штреков:
где =2 - количество одновременно условно погашаемых штреков.
Общий объем условно погашаемых за сутки наклонных выработок определяется величиной подвигания по падению мсут соответствующих этим выработкам участков выемочного поля:
где - коэффициент извлечения угля.
Условный суточный объем погашения наклонных выработок:
где 5 - количество условно погашаемых наклонных выработок.
Lнв.сут.=5 061= 305мсут.
Условный суточный объем погашаемой монтажной камеры 23-1:
Необходимый для воспроизводства отработанных за сутки запасов суточный объем проходки составит:
Lпрох.сут=112+305+061+061=1547м.
Количество угля (добыча) от проведения штреков взамен погашаемых для воссоздания очистного фонда составит:
где 19м2 - площадь погашаемого штрека в проходке (по углю).
Аштр.= 11219137=291 тсут.
Выход угля от проходки за сутки наклонных выработок составит:
где 221м2 - площадь поперечного сечения выработок по углю.
Анв.=4061221137=74 тсут.
Выход угля от проходки монтажной камеры за сутки составит:
где 32м2 - площадь сечения монтажной камеры по углю.
Ам.к=06132137=27 тсут.
Выход угля от проходки вентиляционной печи за сутки составит:
где 96м2 - площадь сечения вентиляционной печи по углю.
Ав.п.=06196137=8 тсут.
Общий выход угля из подготовительных забоев за сутки составит:
Аобщ.пр.=291+74+27+8=400 тсут.
Суточная добыча по выемочному участку с учетом выхода угля из подготовительных забоев составит:
Аобщ.пр.=6580+ 400=6980тсут.
Добыча угля из подготовительных забоев в процентах к общей добыче по участку составит:
Объем подготовительных работ на 1000 т суточной добычи составит:
5 Организация работ очистного участка
Все работы в очистном забое 23-1 выполняются комплексной бригадой. Машинист комбайна осуществляет управление комбайном и конвейером в процессе выемки угля замену зубков на шнеках и устраняет неполадки. Помощник машиниста комбайна следит за работой кабелеукладчика при необходимости принимает участие в процессе передвижки секций крепи и конвейера. Машинисты крепи производят технический осмотр крепи передвижку секций крепи конвейера следят за прямолинейностью конвейера осуществляет текущий ремонт крепи. Двое ГРОЗ на сопряжении забоя с конвейерным штреком 23-1 производят установку крепи усиления и крепи поддержания передвижку головки лавного конвейера передвижку и зачистку нижних секций осуществляют контроль за работой лавного конвейера перегружателя. Двое ГРОЗ на верхнем сопряжении забоя с вентиляционным штреком 23-1 производят доставку материалов передвижку верхних секций усиление крепи на сопряжении. Электрослесарь осуществляет дежурство на смене.
5.1 Технологическая схема работы комплекса
Схема выемки – односторонняя.
В исходном положении комбайн «зарублен» у вентиляционного штрека лавный конвейер задвинут к груди забоя. Включается комбайн и вынимая уголь передвигается от вентиляционного штрека к конвейерному штреку. Вслед за проходом комбайна с отставанием от комбайна на 3-5 секций задвигаются секции крепи. При движении комбайна вверх происходит выемка нижней пачки угля и зачистка забойной дорожки. С отставанием от комбайна на расстояние 8-15м задвигается лавный конвейер. При подходе к вентиляционному производится «зарубка» комбайна.
Комбайн по выемке угля (уголь вынимается на полную мощность пласта) доходит до вентиляционного штрека 23-1. Верхняя приводная головка и став лавного конвейера задвинуты “косым заездом” от вентиляционного штрека 23-1 до комбайна.
Комбайн производит выемку угля до вентиляционного штрека 23-1 («зарубается») лавный конвейер выравнивается после чего цикл выемки угля считается законченным. Следующий цикл выемки производится от вентиляционного штрека 23-1 в той же последовательности.
Работы по зачистке забойной дорожки у приводной станции лавного конвейера ведутся комбайном KSW-1140E. В случае необходимости зачистки дорожки вручную зачистка производится при выключенных и заблокированных конвейере и комбайне под защитой перекрытий задвинутых к груди забоя секций крепи или под защитой штрекового крепления.
После задвижки приводной головки ГРОЗ производят установку деревянных стоек на конвейернм штреке под прогоны инвентарной крепи и рядом с секцией при выключенных и заблокированных лавном конвейере и перегружателе.
5.2 Меры безопасности при эксплуатации комплекса
Все работы должны вестись в соответствии с ТБ и "Инструкцией по эксплуатации комплекса «Глиник 22-47». К управлению механизированной крепью допускаются рабочие имеющие право управления механизированной крепью. К эксплуатации комбайна КSW-1140Е допускаются МГВМ прошедшие специальный инструктаж и ознакомленные под роспись с данными мероприятиями. Все работы должны вестись в соответствии с «Инструкцией по эксплуатации комбайна КSW-1140Е». При проведении работ должны быть соблюдены требования действующих «Правил безопасности в угольных и сланцевых шахтах» «Правил технической эксплуатации электроустановок и правил технической безопасности при эксплуатации угольных и сланцевых шахт» «Руководства по безопасному производству работ в подземных электроустановках» «Руководства по ревизии наладке и испытанию подземных электроустановок шахт».
Перед началом работ рабочие обязаны проверить свои рабочие места и привести их в безопасное состояние.
При этом необходимо удостовериться в соответствии крепления паспорту нормальном проветривании и газовой обстановке пылевзрывобезопасности выработок а также в исправности предохранительных устройств кабельной сети ограждений сигнализации и других средств безопасности.
Кроме того при работе комплекса необходимо соблюдать следующие меры безопасности:
Все работы по обслуживанию комплекса должны производиться под защитой крепи.
Хождение рабочих по рештачному ставу выполнение каких либо работ стоять на рештаках при работающем забойном конвейере запрещается.
Разгрузку передвижку и распор секций производить из-под соседней распёртой секции.
При разгрузке и раздвижке секций нахождение людей не связанных с данной работой вблизи разгружаемой секции запрещено.
Осмотр и ремонт электрооборудования производят только электрослесари. Запрещается производить ремонт электрооборудования членам бригады. Ремонт осуществляется только при отключении их от сети.
Обязательны подачи сигналов - звукового и предупредительного голосом при включении отдельных машин комплекса.
Запрещается доставка лавным конвейером материалов леса и оборудования при работающем комбайне.
Работа допускается только при исправной системе орошения.
При ремонте машин и механизмов комплекса пусковые агрегаты должны быть выключены заблокированы и вывешены таблички "Не включать! Работают люди!".
6 Технологическая схема шахты
В пределах проектируемого участка осуществляется полная конвейеризация основного транспорта. Для транспортирования угля по участковым выработкам применяются ленточные конвейеры. Конвейерный транспорт является наиболее прогрессивным видом подземного транспорта. Основными достоинствами конвейерного транспорта являются:
- высокие производительность и надежность работы;
-способность транспортирования груза как по горизонтальным так и по наклонным выработкам;
-высокая приспособляемость к работе в автоматизированном режиме;
-относительно низкая трудоёмкость обслуживания.
Исходя из всего выше изложенного принимается следующая схема основного транспорта: транспорт угля по очистному забою осуществляется с использованием скребкового конвейера «НВ-2801000» с лавного конвейера уголь поступает на скребковый перегружатель «НВ-2801200» далее с перегружателя он поступает на ленточный телескопический конвейер 2ЛТ-120У. С телескопического конвейера уголь поступает на ленточный конвейер 2Л-120 конвейерного ствола и транспортируется ленточными конвейерами 2Л-120 на поверхность на техкомплекс шахты.
Для обеспечения вспомогательного транспорта путевой и конвейерный стволы пласта №23 конвейерные и вентиляционные штреки оборудованы монорельсовыми дорогами типа ДП-155У. Транспорт материалов и оборудования доставка людей производится дизелевозами типа ДПЛ-80 IММ-80 с тяговым усилием 80 кН по путевому или конвейерному стволам и далее по штрекам до забоев.
Подвесная монорельсовая дорога ДП-155У устанавливается в горизонтальных и наклонных горных выработках с углом наклона от 00 до ±300 с минимальным радиусом поворота в горизонтальной плоскости - 4 метра в вертикальной - 8 метров в шахтах любой категории а также на поверхности промышленных площадок.
Трасса выполнена из двутаврового профиля который крепится к кровле или крепи выработки посредством специальных подвесных устройств. Путь состоит из отдельных секций: прямых горизонтальных и вертикальных секций Домера (переходных). Секции на обоих концах оснащены шарнирным соединением. Подвешивание пути осуществляется с помощью подвеса и цепи 20х80. В конце пути монтируется концевой стопор для предотвращения случайного падения транспортных средств с пути.
Таблица 4.8 - Технические данные монорельсовой дороги ДП-155У
М 155 ТУ 0925-054-57630712-2002
Макс. расстояние между подвесами
Мин. радиус горизонтальных арок
Мин. радиус вертикальных арок
Макс. скорость транспорта
Макс. угол наклона пути
Грузоподъемность на подвес
Макс. тяга тягового средства
К достоинствам дизелевозной доставки относятся:
- возможность применения на любой шахте в выработках с углами наклона до 30 градусов;
- этот вид транспорта автономен;
- не загромождает выработку;
- почва остается свободной;
Дизелевоз ДПЛ-80 IММ-80 перемещается по монорельсу подвешиваемому к кровле выработки. Доставка крупногабаритных грузов (секции крепи двигатели и т.п.) осуществляется также дизелевозами специальными устройсвами УПКГ-18ДУО.
Доставка людей к месту работы и обратно осуществляется дизелевозами типа ДПЛ-80 IММ-80 по монорельсовой дороге. Выезд людей к стволу также возможен по конвейерному штреку и конвейерному стволу пласта по ленточным конвейерам специально оборудованным для перевозки людей.
В качестве способа развития шахтного фонда предприятия принимается новое строительство по пласту №23 шахтного поля Малиновского района филиала «Шахта «Алардинская». Принимается пластовый способ подготовки шахтного поля – способ при котором весь комплекс подготавливающих выработок проводится по пласту №23. Принимается индивидуальная подготовка пласта и панельная схема подготовки шахтного поля.
) более высокая концентрация работ;
) более благоприятные условия для применения столбовой системы разработки.
Вскрытие шахтного поля пласта №23 осуществляется наклонными стволами предусматривается полная конвейеризация центральная схема проветривания система разработки длинными столбами под небольшим углом к простиранию с полным обрушением кровли. Способ охраны участковых выработок - извлекаемым угольным целиком.
Основным направлением совершенствования очистных работ является увеличение нагрузки на очистной забой до 6580тсут. Это позволит перейти предприятию на работу в один очистной забой и схему “шахта-лава” повысить уровень концентрации горных работ эффективность производства.
Для достижения проектной мощности принято оборудование хорошо зарекомендовавшее себя на шахтах компании «Южкузбассуголь» (механизированная крепь «GLINIK 2247» очистной комбайн «KSW-1140Е» лавный привод «НВ-2801000» перегружатель «НВ-2801200» ленточные конвейера 2ЛТ-120 и т.д.) способное в данных горно-геологических условиях обеспечить добычу шахты не менее 1800 тыс. тонн угля в год.

ОР СпецвопросШех.dwg

Проект отработки пласта
СибГИУ 2009 130404 0513 ДП
№6 в пределах шахтного
СХЕМА ОЧИСТНОГО ЗАБОЯ
технологической мощности
по схеме «шахта-пласт»
филиала"Шахта"Алардинская
в пределах шахтного поля
Проект отработки пласта 23
по схеме "шахта-пласт"
струя свежего воздуха
перемычка вентиляционная с дверью
перемычка вентиляционная глухая
вентилятор местного проветривания
монорельсовая дорога
Размещение системы связи «Granch
SM WLAN» на выемочном участке 3-33
крепления и управления кровлей в очистном забое
КРЕПЛЕНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ КРОВЛЕЙ В ОЧИСТНОМ ЗАБОЕ
выемка угля комбайном
передвижка секций крепи
передвижка перегружателя
зачистка дорожки комбайном
передвижка лавного конвейера
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ГРАФИК ВЫХОДОВ РАБОЧИХ
Число рабочих в смену
ТЕХНИКО - ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
Наименование оборудования
Узкозахватный комбайн
ОБОРУДОВАНИЕ КОМПЛЕКСА ГЛИНИК 2247
Плановая нагрузка в сутки
Длина выемочного столба
Подвигание забоя за сутки
Плановая нагрузка в месяц
Способ управления кровлей
Производительность труда на выход
Производительность труда в месяц
Система орошения комбайна
СХЕМА ОЧИСТНОГО ЗАБОЯ (1 : 100)
Маслостанции СНЕ-180
Вентиляционный штрек 23-1
Вентиляционный штрек 23-2
Конвейерный штрек 23-1
Выемочный участок 23-1
Вентиляционный ствол
Вентиляционный штрек 23-3
Фланговый вент.уклон
Конвейерный штрек 23-2
Фланговый монтажный уклон
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПОДГОТОВКИ И ОТРАБОТКИ ПЛАСТА 23
Глухая вентиляционная перемычка
РАЗМЕЩЕНИЕ СИСТЕМЫ СВЯЗИ "GRANCH SM WLAN" НА ВЫЕМОЧНОМ УЧАСТКЕ
СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ СИСТЕМ СВЯЗИ
МС-Ех - микросотовая связь
во взрывозащитном исполнении в
МС - микросотовая связь
на промышленных площадках
в зданиях и сооружениях.
СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМЫ СВЯЗИ БОРОДИНО-И"
- Кабель ТППШВ20х2х0
- Автоматизированная телефонная стация
- Блок питания базовых станций
- Телефон микросотовой связи МРТ3Ех
- Устройство связи "Ethernet TCPIP"
СТРУКТУРНАЯ СХЕМА СЕТИ СИСТЕМЫ СВЯЗИ "GRANCH SM WLAN"
- Считыватель системы
-Искрозащитный барьер
СТРУКТУРНАЯ СХЕМА СИСТЕМЫ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ ГОРНОРАБОЧИХ И ТРАНСПОРТА СПГТ-41
РБ - Радиоблок с RFID меткой
-Повторитель системы
СТРУКТУРНАЯ СХЕМА СИСТЕМЫ РАДИОСВЯЗИ "ТТ 156R"
СТРУКТУРНАЯ СХЕМА СИСТЕМЫ СЛЕЖЕНИЯ С ИЗЛУЧАЮЩИМ ФИДЕРОМ "БЕККЕР"
Монорельсовая дорога ДП-155У
- Телефон микросотовой связи
- Двунаправленный радиопейджер
- Антенно-фидерное устройство
ПДУ - Пульт дистанционного управления
- Приемное устройство
- Передающее устройство
Зона уверенного приема радиосигнала
SM WLAN» на выемочном участке
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ВЫЕМОЧНОГО УЧАСТКА
Фланговый вентиляционный уклон
- металлическая решетка

Диплом ч2_2RR .doc

А1 Расчет количества воздуха необходимого для проветривания шахты.
А1.1 Способ и схема проветривания шахты
Филиал «Шахта «Алардинская» по относительной метанообильности относится к сверхкатегорным [20]. Система проветривания шахты на весь срок службы принята единая. Способ проветривания шахты – нагнетательный.
Проветривание выемочного участка предусматривается за счёт общешахтной компрессии по возвратноточной схеме.
Свежий воздух подаётся по вентиляционному стволу на гор. 0м далее по сбойке на путевой ствол пласта. С путевого ствола пласта свежий воздух подаётся на конвейерный штрек 23-1 и на вентиляционный штрек 23-2. На вентиляционном штреке 23-2 происходит его разделение часть воздуха используется для обособленного проветривания вентиляционного штрека 23-2 флангового газодренажного уклона пласта другая часть воздуха подаётся через ближайшую к очистному забою сбойку на конвейерный штрек 23-1.
На конвейерном штреке 23-1 происходит его разделение одна часть воздуха подается в очистной забой 23-1 другая часть используется для обособленного проветривания сохраняемого конвейерного штрека 23-1.
Исходящая струя воздуха из очистного забоя выдаётся по вентиляционному штреку на конвейрный ствол пласта и далее на поверхность.
Проветривание спаренных подготовительных забоев вентиляционного штрека 23-3 и конвейерного штрека 23-2 осуществляется подачей свежего воздуха вентиляторами местного проветривания типа ВМЭ–8 установленными на вентиляционном штреке 23-3 на свежей струе воздуха. Исходящая струя воздуха из подготовительных забоев выдаётся по конвейерному штреку 23-2 на конвейерный ствол пласта и далее на поверхность.
Электромашинная камера главного водоотлива гор. -0м. проветриваются обособленно свежий воздух подаётся по вентиляционному стволу на гор. 0м далее по сбойке в электромашинную камеру исходящая струя воздуха выдается на конвейерный ствол пласта.
А1.2 Расчет количества воздуха необходимого для проветривания шахты
В работе находятся один очистной и два подготовительных забоя. В период отработки очистного забоя суточная производительность составляет 6580 т в сутки производится проведение по пласту №23 конвейерного штрека 23-2 и вентиляционного штрека 23-3(два спаренных забоя).
А1.2.1 Расчет количества воздуха необходимого для проветривания выемочного участка
) Количество воздуха необходимое для проветривания очистной выработки
Количество воздуха необходимое для проветривания очистных выработок должно рассчитываться по выделению метана углекислого газа газов образующихся при взрывных работах по числу людей и должно проверяться по допустимой скорости движения воздуха. К расчету принимается наибольший результат [4].
Расчет по выделению метана:
где Qоч — количество воздуха необходимое для проветривания очистной выработки;
Iоч- ожидаемое среднее газовыделение в очистной выработке при отработке пласта до глубины 150-200 м от поверхности Iоч=7-12 м3мин;
kн - коэффициент неравномерности газовыделения (табличный коэффициент зависит от среднего метановыделения в очистной выработке) kн=1.44;
с - допустимая концентрация газа в исходящей из очистной выработки вентиляционной струе 1%;
с0 — концентрация газа в поступающей на выемочный участок вентиляционной струе 0%;
kо.з.— коэффициент учитывающий движение воздуха по части выработанного пространства непосредственно прилегающей к призабойному 1.
Расчет по числу людей:
Qоч=6 n=625=150 м3мин. (А.2)
где nч - наибольшее число людей одновременно работающих в очистной выработке.
Необходимое количество воздуха по минимально допустимой по ПБ скорости движения воздуха:
Qоч =60VminSсв.мах. м3мин (А.3)
Sсв.мах. – максимальная площадь секции крепи в свету Sсв.мах.=122м2.
Qоч ≥60025122=183 м3мин.
Проверка по максимально допустимой скорости движения воздуха:
Qоч max =60 Svmax (А.5)
где Sсв.мин- минимальное сечение секции крепи в свету Sсв=112м2;
vmax =4 мс –максимально допустимая скорость движения воздуха по очистному забою.
Qоч.max=601124=2592 м3мин
28 м3мин ≤ 2688 м3мин.
) Расчет количества воздуха для вентиляционной печи 23-1
Норма утечек воздуха через шлюзы Qут.шл м3мин:
Qут.шл.=kпер Qут (А.6)
где kпер - коэффициент зависящий от числа перемычек в шлюзе принимается равным 076 при двух перемычках;
Qут - норма утечек воздуха через одну перемычку при общем перепаде давления на шлюзе м3мин.
Qут.шл.н=076(16+34)=38 м3мин.
Для поддерживаемых выработок норму утечек через перемычки с дверями следует сравнить с количеством воздуха рассчитанным по минимально допустимой по ПБ скорости движения воздуха и принять большую из этих величин [4].
Qвп. ≥6001586= 774 м3мин
расход воздуха принимается равным 80 м3мин.
) Количество воздуха необходимое для проветривания сохраняемой части конвейерного штрека 23-1
Расчет количества воздуха производится аналогично:
Qут.шл.н=076(19+34)=403 м3мин
Qп.≥60015163=147 м3мин
расход воздуха принимается равным 150 м3мин.
) Количество воздуха необходимое для проветривания участка конвейерного штрека 23-1 между путевым и конвейерным стволами пласта №23
Qут.шл.н=076(19+65)=64 м3мин
Qп. ≥60015163=147 м3мин
) Утечка воздуха на участке вентиляционного штрека 23-2 между путевым и конвейерным стволами пласта №23
Норма утечек воздуха через глухие перемычки:
Qут.п.=07619=144 м3мин
расход воздуха принимается равным 15 м3мин.
) Количество воздуха необходимое для проветривания участка путевого ствола пласта №23 между конвейерным 23-1 и вентиляционным штреками 23-1. Расчет количества воздуха через шлюзы:
Qут.шл.н≥076(19+65)=64 м3мин
Qп.=60015174=157 м3мин
расход воздуха принимается равным 160 м3мин.
) Расчет количества воздуха для для поддерживаемых выработок
Расчет для поддерживаемых выработок выполняется по их фактической газообильности с проверкой по скорости движения воздуха:
где – абсолютная газоносность угля или породы =10 м3мин;
Необходимое количество воздуха по максимальному числу людей:
Qл =qчNчел м3мин (А.8)
где qч – норма воздуха приходящаяся на одного человека м3мин;
Qп ≥60VminSсв м3мин (А.9)
Sсв – площадь поперечного сечения выработки в свету м2.
Qп =600.25174=157 м3мин.
) Расход воздуха при применении транспортных машин с дизельным приводом
где - максимальная концентрация оксидов азота приведенных к N02 0029%;
- предельно допустимая концентрация оксидов азота приведенных к N02 в атмосфере выработок 000025% ;
- удельный выход выхлопных газов принимается по данным завода-изготовителя 0065 м3мин на 1 л.с;
- суммарная мощность одновременно работающих в горной выработке дизельных двигателей л.с для локомотива ДПЛ-80 =60 кВт;
- коэффициент одновременности работы и степени загрузки двигателей зависящих от числа машин 1;
- коэффициент обводненности выработки 10;
- коэффициент учитывающий снижение объема выхлопных газов у дизельных двигателей с отключением цилиндров при малой нагрузке 1.
К расчету принимается расход воздуха 450 м3мин.
А1.2.2 Расход воздуха для проветривания подготовительных выработок
) Расчет количества воздуха
Расход воздуха необходимый для проветривания тупиковых подготовительных выработок и стволов рассчитывается по выделению метана или углекислого газа по газам образующимся при взрывных работах числу людей средней минимальной скорости воздуха в выработке и минимальной скорости воздуха в призабойном пространстве выработки с учетом температуры. Окончательно принимается наибольший результат [4].
Количество воздуха необходимое по выделению метана:
где – абсолютная газоносность угля или породы 43 м3мин;
. – коэффициент неравномерности газовыделения;
С – допустимая по ПБ концентрация метана;
С0 – содержание метана в атмосфере шахты.
Qл =qчNчел м3мин (А.12)
Qп ≥60VminSсв м3мин (А.13)
Qп ≥600.25172=155м3мин.
К расчету принимается расход воздуха - 473 м3мин.
) Расчет депрессии и выбор вентилятора
Определяется производительность ВМП:
Qв =Qрρут м3мин. (А.14)
где ρут –коэффициент утечки воздуха в трубопроводе;
Qв =4731.16=549 м3мин.=914м3с.
Определяется напор который должен создавать ВМП:
где Rтр – аэродинамическое сопротивление трубопровода Нс2м4;
Rтр=zтр(Lтр +20×dтр×n1 +10×dтр×n2) (А.16)
где zтр– коэффициент аэродинамического сопротивления трубопровода;
-длина става вентиляционных труб 300м;
– диаметр вентиляционного трубопровода м.
Rтр =00161(300 +20×1 ×2 )= 547 Нс2м4
По полученным данным Qв =914м3с и hв =386 Па принимаются 2 вентилятора местного проветривании типа ВМЭ-8 подключенные параллельно.
Таблица 1 - Техническая характеристика вентилятора ВМЭ-8 [20]
Номинальная производительность м3с.
Номинальное давление Па
Мощность электродвигателя кВт
Для групп из 2 ВМП работающих на разные трубопроводы при расстоянии между ними не менее 10м количество воздуха поступающего к всасу ВМП должно удовлетворять условию:
Qвс ≥143(Qв + Qв) м3мин (А.17)
Qпр. =143(549+549)= 1570м3мин.
) Утечка воздуха для кроссингов на пересечении конвейерного штрека и вентиляционного штрека с путевым стволом пласта
Qут.кр =125Qут.шл.н (А.18)
Qут.шл.н=125076(19+34)=50 м3мин.
А1.2.3 Количество воздуха необходимое для проветривания выемочного участка
Qуч= kд Qоч+Qп.уч + Qут.уч (А.19)
Qп.уч — количество воздуха необходимое для проветривания подготовительных выработок на выемочном участке;
kд - коэффициент доставки воздуха учитывающий утечки воздуха через выработанное пространство и вентиляционные сооружения 12 ;
Qут.уч — сумма утечек воздуха через вентиляционные сооружения на выемочном участке и для обособленного проветривания поддерживаемых и погашаемых выработок;
Qуч=121728+230+3150+3450+160+1570+2155863м3мин.
А1.2.4 Количество воздуха необходимое для проветривания шахты
Qш= 11(Qуч+Qп.ш + Qн+Qпв+Qут.ш) (А.20)
где 11 - коэффициент учитывающий неравномерность распределения воздуха;
Qоч — сумма количество воздуха для проветривания выемочных участков м3мин;
Qп.ш — сумма количество воздуха для обособленного проветривания подготовительных выработок проводимых за пределами выемочных участков м3мин;
Qн - сумма количество воздуха для обособленного проветривания камер м3мин ;
Qпв - сумма количество воздуха для обособленного проветривания поддерживаемых и погашаемых выработок м3мин;
Qут.ш — сумма утечек воздуха через вентиляционные сооружения за пределами выемочных участков.
) Количество воздуха необходимое для проветривания электромашинных камер водоотлива:
где N — мощность электроустановки кВт;
— к. п. д. электроустановки;
kзг— коэффициент загрузки в течение суток;
t0— температура воздуха поступающего в камеру в наиболее теплый месяц года °С.
Qш=11(5863+509) 7009 м3мин=1168м3с.
А1.3 Выбор вентилятора главного проветривания
А1.3.1 Расчет депрессии шахты
Для расчета депрессии выбирается тот маршрут депрессия которого будет наибольшей. Депрессия выбранного направления подсчитывается как сумма депрессий всех выработок последовательно входящих в эту ветвь от устья воздухоподающего ствола до устья вентиляционного ствола [4].
Расчет депрессии участка производится по формуле:
где a - коэффициент аэродинамического сопротивления сгс2м4;
L- длина выработки м;
P - периметр выработки м;
S - сечение выработки м2;
Q - количество воздуха проходящего по выработке м3с.
Таблица 2 – Расчет депрессии шахты
Наименование выработки
Сечение выработки м2
Коэффициент аэродинами-ческого сопротивления сгс2м4
Количество воздуха про-ходящего по
Вентиляционный ствол
А1.3.2 Выбор вентилятора главного проветривания
Вентилятор выбирается по производительности и депрессии при этом он должен обеспечить шахту необходимым количеством воздуха; КПД вентилятора должно быть больше 07; вентилятор должен устойчиво работать на сеть [4]. Производительность вентилятора м3с определяется по формуле:
где Кут – коэффициент утечки воздуха к = 127.
Сопротивление вентиляторной установки составит кm:
где a – коэффициент учитывающий сопротивление вентилятора с вентиляционным каналом ствола a = 004.
Депрессия вентилятора мм вод.ст. определится по формуле:
где Rш – сопротивление шахты к m.
Мощность вентилятора кВт определится по формуле:
По сводному графику промышленного использования вентиляторов выбирается вентилятор ВОД-30М.
Таблица 3 – Техническая характеристика ВОД-30М
Диаметр рабочего колеса мм
Подача номинальная м3с
Мощность электропривода кВт
Частота вращения мин-1
Статистическое давление Па
Режим работы вентилятора на сеть:
= 350. А2 Расчет электроснабжения очистного участка.
А2.1 Характеристика токоприёмников очистных работ
Таблица 4 – Характеристика токоприёмников [20]
Наименование потребителей
Тип электро-двигателя
Номинальное напряжение В
Номинальная мощность кВт
Перегружатель НВ-2801200
Маслостанция СНЕ-180
Расчетная мощность ПУПП определится по формуле [19]:
где Кс. -коэффициент спроса электроприемников получающих питание от данной ПУПП;
- суммарная установленная мощность электроприемников получающих питание от данной ПУПП;
Cosφ – средневзвешенный коэффициент мощности.
Коэффициент спроса вычисляется по формуле:
где- установленная мощность наиболее крупного электроприемника в группе кВт.
Расчётная мощность ПУПП №1:
Т. к. все двигатели комбайна работают одновременно то КС = 1.
ПУПП №1 принимается к установке EH-15006-33.
Расчётная мощность ПУПП №2:
ПУПП №2 принимается к установке EH-14006-1.2.
Расчётная мощность ПУПП №3:
ПУПП №3 принимается к установке КТПВ-6306-12.
Расчет сводится в таблицу 5
Таблица 5 – Выбор ПУПП
Наименование электроприемников
Расчетный максимум нагрузки
Количество и мощность трансформаторов
мощного электроприемника
А2.3 Выбор кабельной сети участка по допустимой нагрузке
Выбор кабельной сети участка по допустимой нагрузке производится по условию [19]:
I д.д.≥ I р. (А.30)
где I д.д.- длительно допустимый по нагреву ток кабеля с соответствующим сечением А;
I р.- расчетный ток кабеля.
Рабочий ток магистральных кабелей определится по формуле [19]:
гдекс.г. -коэффициент спроса для группы потребителей получающих питание по магистральному кабелю;
- суммарная установленная мощность для группы потребителей получающих питание по магистральному кабелю
Uн.- номинальное напряжение сети;
Рабочий ток магистрального кабеля для комбайна КSW-1140Е:
Расчеты сводятся в таблицу 6
Таблица 6 – Выбор типа и сечений кабелей
Обозначение кабеля по схеме
Расчётный ток кабеля А
Длительно допустимый ток А
А2.4 Проверка кабельной сети участка по допустимым потерям напряжения при нормальном режиме
Для нормальной работы асинхронных двигателей горных машин минимальное напряжение на их зажимах должно составлять [19]:
Потери напряжения определяются только для одной наиболее загруженной ветви кабельной сети исходя из предположения что в других (менее загруженных) ветвях они будут меньше [19]. Суммарные потери напряжения для любой ветви определяются как:
гдеΔUТР – потери напряжения в трансформаторе;
ΣΔUК – суммарные потери напряжения в рассматриваемой кабельной ветви участка.
Относительная потеря напряжения в трансформаторе:
где – коэффициент загрузки трансформатора;
UА UР – относительные величины соответственно активной и реактивной составляющей напряжения короткого замыкания трансформатора %.
Относительные величины UА и UР вычисляются соответственно [19]:
гдеPК.З – потери мощности короткого замыкания в трансформаторе;
UК.З – напряжение короткого замыкания трансформатора %.
Потери напряжения в трансформаторе в абсолютных величинах определяются как [19]:
гдеU0 – вторичное напряжение трансформатора при холостом ходе.
Потери напряжения в кабеле определяются по формуле [19]:
rКi xКi – соответственно активное и индуктивное сопротивления рассматриваемого кабеля.
Для ПУПП №1 наиболее нагруженным и удаленным является двигатель резания KSW-1140EZ (группа двигателей общей мощностью 1140 кВт).
Расчёт сопротивлений кабелей сводится в таблицу 7
Таблица 7 – Определение сопротивления кабелей
Удельное сопротивление Омкм
Сопротивление кабеля Ом
Относительные величины UА и UР вычисляются соответственно по формулам[19]:
Коэффициент загрузки трансформатора:
Потери напряжения в трансформаторе в абсолютных величинах:
Потери напряжения в кабеле L1:
Потери напряжения в кабеле L2:
Суммарные потери напряжения:
Сеть удовлетворяет условиям эксплуатации т. к.
Для ПУПП №2 наиболее нагруженным и удаленным является двигатель верхней приводной головки конвейера «НВ-2801000» (II скорость).
Расчёт сопротивлений кабелей сводится в таблицу 8
Таблица 8 – Определение сопротивления кабелей
Коэффициент загрузки трансформатора[19]:
А2.5 Проверка кабельной сети по потерям напряжения при пуске наиболее мощного и удалённого электродвигателя
Параметры схемы электроснабжения должны обеспечить на зажимах запускаемого наиболее мощного и удалённого электродвигателя уровень напряжения достаточный для его трогания с места и разгон [19].
Допустимое минимальное напряжение на зажимах электродвигателя при пуске:
где – коэффициент перегрузки;
K – минимальная кратность пускового момента электродвигателя обеспечивающая трогание с места и разгон исполнительного органа рабочей машины. Значения К принимают для комбайнов при пуске под нагрузкой 10-12; для скребковых конвейеров 12-15.
Потери напряжения в трансформаторе:
гдеIΣ – суммарный ток остальных работающих электродвигателей;
ΣR ΣX – соответственно суммарные активные и индуктивные сопротивления трансформатора и магистрального кабеля по которым проходит ток остальных работающих электродвигателей;
cosφСР – средний коэффициент мощности этих электродвигателей.
Потери напряжения в кабельной сети:
Минимальное напряжение на зажимах электродвигателя комбайна KSW-1140E (для ПУПП №1 при пуске находится по формуле:
Потеря напряжения в трансформаторе:
Потеря напряжения в кабеле L1 составит:
Потеря напряжения в кабеле L2 составит:
Фактическое напряжение на зажимах запускаемых двигателей:
Параметры схемы электроснабжения выбраны правильно т. к.
Допустимое минимальное напряжение на зажимах для электродвигателя приводной головки конвейера «НВ-2801000» (II скорость плавный запуск) для ПУПП №2:
Фактическое напряжение на зажимах запускаемых двигателей В:
А2.6 Расчёт токов короткого замыкания
Расчет токов к.з. для сети от подстанции EH-15006-33 производится согласно инструкции по определению токов короткого замыкания в сетях напряжением 3300В [19]. Ток двухфазного к.з. в любой точке низковольтной сети участка шахты определяется по формуле:
где rтр – активное сопротивление трансформатора;
хк – индуктивное сопротивление трансформатора;
Srк – суммарное активное сопротивление кабелей по которым последовательно проходит ток короткого замыкания до рассматриваемой точки
rоа – суммарное переходное сопротивление контактов и элементов аппаратов а также переходное сопротивление в месте к.з. принимается равным 0005 Ом на один коммутационный аппарат включая точку к.з.;
m – число коммутационных аппаратов;
Sхк – суммарное индуктивное сопротивление кабелей по которым последовательно проходит ток к.з. до рассматриваемой точки.
Индуктивное сопротивление высоковольтной распределительной сети определяется по формуле:
где Sк.з – мощность к.з. на вводе ПУПП Sк.з = 50 МВА.
В точке короткого замыкания К1 ток двухфазного к.з. примет значение:
В точке короткого замыкания К2 ток двухфазного к.з. примет значение:
В точке короткого замыкания К3 ток двухфазного к.з. примет значение:
Расчёт токов к.з. для кабельной сети EH-14006-12 КТПВ-6306-12 производится методом приведённых длин и сводится в таблицу 9.
Приведенная длина кабеля (Lпр):
Lпр= Lф×Кпр+(m+1)× Lэкв. (А.45)
где Lф - фактическая длина кабеля до точки короткого замыкания м;
Кпр- коэффициент приведения;
m - число аппаратов до точки короткого замыкания шт;
Таблица 9 – Расчёт токов короткого замыкания
Приведённая длина кабельной линии м
А2.7 Выбор и проверка низковольтной аппаратуры управления и защиты
Выбор уставки аппаратуры производится по формуле[19]:
где In- пусковой ток наибольшего по мощности двигателя А;
SIн – суммарный ток остальных работающих электродвигателей
Iу проверяется на коэффициент чувствительности по формуле:
Выбор уставки для ПУПП1 комбайна КSW-1140Е
При одновременном запуске двигателей резания комбайна уставка для ПУПП1:
Iу ³ 7597+7597=15194А.
Кч=50601800=281 >15.
Выбор и проверка уставок защитной аппаратуры сводится в таблицу 10
Таблица 10 – Выбор и проверка уставок защитной аппаратуры
А2.8 Выбор высоковольтного оборудования
) Выбор высоковольтной ячейки
Питание ПУПП №2 №3 будет производиться от одной КРУВ. Питание ПУПП №1 производится от отдельной КРУВ.
Номинальный ток ПУПП определится по формуле [19]:
где Sр - расчётная мощность ПУПП;
Номинальный ток А ПУПП №1 равен
Принимается высоковольтная ячейка типа КРУВ-6 с номинальным рабочим током 200 А.
Номинальный ток А ПУПП №2 равен:
Номинальный ток А ПУПП №3 равен:
SIн.ПУПП2и 3=1273+507= 178А.
) Выбор и проверка высоковольтного кабеля
Ток нагрузки кабеля питающего ПУПП определится по формуле [19]:
Iк.в=11× Iн.ПУПП (А.49)
Рассчитывается ток нагрузки кабеля питающего ПУПП №1:
Iк.в=11×1246 =137А.
Принимается кабель марки ЭВТ 3x70 со значением длительно допустимого тока Iд.д=200 А.
При питании по одному кабелю нескольких ПУПП ток нагрузки кабеля питающего ПУПП определится по формуле:
Iк.в=(09-10) Iн.ПУПП (А.50)
Рассчитывается ток нагрузки кабеля питающего ПУПП №2 и №3:
А2.9 Расчет осветительной сети
Освещению подлежит непосредственно лава и сопряжения лавы с конвейерным и вентиляционным штреками.
Расчётная мощность осветительного трансформатора определится по формуле [19]:
гдеPΣЛ – суммарная мощность всех ламп Вт;
С – КПД сети принимается равным 094;
СВ – КПД светильника принимается равным 08;
cosφ – коэффициент мощности светильника принимается равным 06.
Для освещения принимаются светильники СЭВ-1.2 расположенные через 10 м. Общее количество светильников учитывая длину лавы 220 м и пять на штреках составит 28Питание светильников производится от АПШ расположенного на конвейерном штреке.
Суммарная мощность ламп составит:
Расчётная мощность осветительного трансформатора:
Сечение жилы магистрального осветительного кабеля:
гдеМ – момент нагрузки кВт·м;
С – коэффициент значение которого для трёхфазной линии при равномерной нагрузке принимается равным 85;
ΔU – нормируемая потеря напряжения принимается равной 4%.
Момент нагрузки для линий с равномерно распределённой нагрузкой:
гдеL – протяжённость осветительной сети от АПШ L=350 м.
Тогда сечение жилы осветительного кабеля:
Принимается магистральный кабель марки КОГЭШ 3х16.
Ток двухфазного короткого замыкания:
Уставка тока срабатывания максимальной токовой защиты проверяется по расчетному минимальному току двухфазного короткого замыкания:
Условие надежного срабатывания МТЗ соблюдается.
А2.10 Правила безопасности при эксплуатации электро оборудования
При монтаже и ремонте электрооборудования должен осуществляться контроль за содержанием метана в месте производства работ в соответствии с требованиями к производству работ в подземных электроустановках установленными Госгортехнадзором России [2].
Каждый коммутационный аппарат комплектное распределительное устройство (КРУ) силовой вывод станции управления должны быть обозначены четкой надписью указывающей включаемую установку или участок а также расчетную величину уставки срабатывания максимальной токовой защиты. Крышки отделений аппаратуры содержащих электрические защиты устройства блокировки и регулировки должны пломбироваться именными пломбами [2].
Величина зазоров в электрооборудовании не должна превышать 02 мм.
Кабельные вводы электрооборудования должны быть надежно уплотнены. Неиспользованные кабельные вводы должны иметь заглушки соответствующие уровню взрывозащиты электрооборудования. Запрещается:
а) обслуживать и ремонтировать электрооборудование и сети без приборов и инструмента предназначенных для этих целей;
б) проводить оперативное обслуживание электроустановок напряжением выше 1200 В без защитных средств;
в) проводить оперативное обслуживание и управлять электроустановками не защищенными аппаратами защиты от утечек тока без диэлектрических перчаток за исключением электрооборудования напряжением 42 В и ниже а также электрооборудования с искробезопасными цепями и аппаратуры телефонной связи;
г) ремонтировать электрооборудование и кабели находящиеся под напряжением присоединять и отсоединять искроопасные электрооборудование и электроизмерительные приборы под напряжением;
д) эксплуатировать электрооборудование при неисправных средствах взрывозащиты блокировках заземлении аппаратах защиты нарушении схем управления защиты и поврежденных кабелях;
е) иметь под напряжением неиспользуемые электрические сети за исключением резервных;
ж) открывать крышки оболочек взрывобезопасного электрооборудования в газовых шахтах без предварительного снятия напряжения со вскрываемого отделения оболочки и замера содержания метана (не более одного процента);
з) изменять заводскую конструкцию и схему электрооборудования схемы аппаратуры управления защиты и контроля а также градуировку устройств защиты без согласования с заводом-изготовителем;
и) снимать с аппаратов знаки надписи и пломбы лицам не имеющим на это права;
к) включать электрическую сеть с разрывами шланговых оболочек и повреждениями изоляции жил кабелей.
Рядом с электрооборудованием должны находится средства пожаротушения.
Расчет техникоэкономических показателей
А3.1 Расчет технико-экономических показателей проведения конвейерного ствола пласта 23
)Комплексная норма на проведение 1 п.м. выработки
Цикл проходки расчленяется на составляющие его рабочие процессы и операции по каждому из которых определяется объёмы работ Vi и по сборнику «Единые отраслевые нормы выработки на горно-подготовительные работы для угольных шахт России» [32] устанавливаются сменные нормы выработки на одного рабочего или агрегатные на одну машину Нв [18].
Агрегатная норма выработки комбайн КСП-32 63мсм при норме обслуживания 21 чел.см. ( т.4 п.1е) [32] Норма выработки на 1 человека:
Таблица 11 - Расчет комплексной нормы выработки и расценки
Проведение выработки
Пропитка угля в массиве
Наращивание конвейера
Наращивание монорельса
Наращивание водоотливного става
Неучтенные работы 2%
Тц=17347чел.см. принимаем 9 циклов в сутки.
Суточная трудоемкость работ (Tц):
где nц. – число циклов в сутки;
Тсут.= 17347× 9=156 чел.см.
Принимается явочный состав бригады Nяв=15 чел (ремонтное звено – 3 чел. и 3 звена по 4 человека). Тогда коэффициент выполнения нормы Кпн=15615=104 т.е. принятые нормы выполняются на 104 процента.
Комплексная норма на проведение 1 п.м. выработки составит:
где Тц - полная трудоемкость цикла чел.см.;
Lц - подвигание забоя м.
) Величина суточного и месячного ухода
Месячный уход из расчета 9 циклов в сутки:
Lмес.=nц× Lц× nр.д.
nр.д. –число рабочих дней в месяц 25(5 дней на монтажные работы).
Lмес.=9× 08× 25=180 ммес.
) Расчет производительности труда
Списочная численность проходчиков и МГВМ бригады Nсп.бр. определяется из явочного состава:
где nяв – явочная численность проходческого звена;
Ксп.с. – коэффициент списочного состава.
В зависимости от принятого режима работы и других факторов коэффициент списочного состава определяется:
где nв.ш – число выходных дней шахты в год (2 дня);
nп.nвnотп – соответственно число праздничных(12) дней отпуска (60) и выходных с учетом отпуска (86-43 рабочих недели) рабочих в году;
Кув. – коэффициент учитывающий неявку на работу по уважительным причинам (096).
Для технического обслуживания комбайна в ремонтную смену принимается 1МГВМ явочный состав бригады составит:
Расчет фактической производительности труда проходчика на выход
Принимается явочный штат повременных рабочих по бригаде 10 человек списочный штат повременных рабочих по бригаде составит:
Nсп.пов.=10×184=18 чел.
Месячная производительность труда рабочего составит:
где Nсп.пов.- численность повременных рабочих.
) Расчет продолжительности выполнения каждого процесса цикла
где tсм – продолжительность смены мин;
nчел – количество человек выполняющих процесс;
kпер - коэффициент перевыполнения нормы.
Таблица 12 - Продолжительность процессов проходческого цикла
Трудоемкость процесса чел.см.
Продолжительность процесса мин
tц= tвыем+tкр =25+90=115 минут (А.66)
Число циклов в смену:
nц.см= (360-10)115 =304 принимается 3 цикла
Число циклов в сутки:
Таблица 13 - Продолжительность выполнения ремонтных работ
Трудоемкость работ за сутки чел.см.
Наращивание вент. труб.
В ремонтную смену в начале смены производится прием – сдача смены далее МГВМ занимается обслуживанием комбайна. Три проходчика производят перенос датчика ДСВ и наращивание вент. става затем один проходчик производит пропитку угля в массиве два проходчики производят наращивание пожарно-оросительного трубопровода и водоотливного става затем проходчики электрослесарь и ГРП производят наращивание конвейера и монорельса выполняют неучтенные работы.
А3.2 Расчет технико-экономических показателей и стоимости проведения конвейерного штрека 23-2
А3.2.1 Расчет технико-экономических показателей
) Расчет комплексной нормы выработки
По сборнику «Единые отраслевые нормы выработки на горно-подготовительные работы для угольных шахт России» [32] агрегатная норма выработки комбайн КСП-32 Нв =68мсм при норме обслуживания 212 чел.см( т.4 п.1ж) [32]. Норма выработки на 1 человека:
Таблица 14 - Расчет комплексной нормы выработки и расценки
Крепление выработки:
б) установка анкеров
Наращивание вент. труб
Наращивание воздушного става
Наращивание ленточного конвейера
Тц=161чел.см. при тарифной ставке в 345888руб. Итого затраты на цикл 55688руб. Проектом принимается 9 циклов в сутки. Исходя из суточной трудоемкости работ (Tц) явочный состав бригады составит:
где nц. – число циклов в сутки.
Тсут.= 161 9=1449чел.см.
Принимается явочный состав бригады Nяв=14 чел (ремонтное звено – 5 чел. и 3 звена по 3 человека). Тогда коэффициент выполнения нормы Кпн=144914=104 т.е. принятые нормы выполняются на 104% .
Комплексная расценка составит:
Lц - подвигание забоя м.
) Величина месячного ухода
Месячный уход из расчета 9 циклов в сутки составит:
Lмес.=nц Lц nр.д. (А.70)
nр.д. – число рабочих дней в месяц 25(5 дней на монтажные работы).
Lмес.=9 1.25=225 ммес.
Списочная численность проходчиков и МГВМ бригады Nсп.бр. определится из явочного состава по формуле:
Для ППР и технического обслуживания комбайна в ремонтную смену принимается 1МГВМ явочный состав бригады составит:
Расчет фактической производительности труда проходчика МГВМ:
Явочный штат повременных рабочих по бригаде 10человек списочный штат повременных рабочих по бригаде составит:
Nсп.пов.=10184=18 чел.
) Расчет продолжительности выполнения процессов цикла
Таблица 15 - Продолжительность выполнения процессов проходческого цикла
трудоемкость процесса чел.см.
продолжительность процесса мин
tц= tвыем+tкр кр +tкр.б. =36+61+22=119 минут.
nц.см= (360-10)119 =294 принимается 3 цикла в смену.
Таблица 16 - Продолжительность выполнения ремонтных работ
трудоемкость работ цикл чел.см.
трудоемкость работ за сутки чел.см.
Продол-ность процесса мин
Наращивание воздушного става
В начале смены производится прием – сдача смены. Далее звено приступает к выполнению проходческого цикла. МГВМ и проходчики производит выемку и погрузку комбайном горной массы. Затем проходчики и МГВМ приступают к креплению забоя.
В ремонтную смену в начале смены производится прием - сдача смены далее МГВМ занимается обслуживанием комбайна. Три проходчика производят перенос датчика ДСВ и наращивание вент. става затем два проходчика наращивают пожарно-оросительный трубопровод трубопровод сжатого воздуха третий в это время производит пропитку угольного массива после чего вместе с электрослесарем наращивают ленточный конвейер. Два проходчика производят наращивание монорельсового пути после чего выполняют неучтенные работы.
А3.2.2 Расчет стоимости проведения конвейерного штрека 23-2
Расчет себестоимости 1 погонного метра выработки по участку производится по следующим элементам:
- затраты на оплату труда тыс. руб.;
- отчисления на социальные нужды тыс. руб.;
- материальные затраты тыс. руб.;
- амортизация основных фондов тыс. руб.
) Затраты на оплату труда
Численность подготовительного участка
На участке принимается 2 бригады одна бригада производит проведение конвейерного штрека 23-2 вторая бригада – вентиляционного штрека 23-3.
Месячный уход по участку составит:
Lмес.=2 225=450 ммес.
Общая численность проходчиков и МГВМ участка составит:
Nсп.пр.уч.=272=54 чел.
В том числе фактически на работе (без учета отпускников и больных):
Nпр.уч.фр=1523021=43 чел.
где 15 - явочная численность проходчиков и МГВМ бригады;
– количество бригад на участке;
- число рабочих дней участка в месяц;
- количество выходов рабочего за месяц.
Численность повременных рабочих участка составит:
Nпов.уч.=182=36 чел.
Nпов.уч.фр=1023021=28чел.
Из них 16 ГРП 3 разряда и 12 электрослесарей в том числе электрослесарей 5 разряда - 40% (5 человек) электрослесарей 4 разряда - 40%– (5 человек) и электрослесарей 3 разряда -20% (2 человека).
Расчет себестоимости по элементу «Затраты на оплату труда» сводим в таблицу 17
Таблица 17 – ФЗП проходческого участка
Заработная плата руб.мес.
Фонд заработной платы руб.мес.
Заместитель начальника участка
Пом.начальника участка
Всего по ИТР участка
МГВМ проходчик 5 разряда
Электрослесарь 5 разряда
Электрослесарь 4 разряда
Электрослесарь 3 разряда
Всего по рабочим участка
Затраты на социальные нужды по проходческому участку (365%):
) Расчет себестоимости по элементу « Материальные затраты»
Расчет себестоимости по элементу «Материальные затраты» по проходческому участку осуществляется по материалам и электроэнергии.
Расчет себестоимости по элементу «Материальные затраты» сводится в таблицы 18 и 19
Таблица 18 - Стоимость проведения 1 погонного метра выработки по затратам на материалы по забою
Таблица 19 - Затраты на электроэнергию за сутки
Установ-ленная мощ-ность кВт
Ленточный конвейер 2ЛТ-120У
Вентилятор ВМЭ -8 (резервный)
Пылеуловитель ДПУ800
Неучтенные потребители
Сумма затрат на электроэнергию за месяц:
Зэ = а Σ W0(1 ) (А.77)
где а - тариф за 1 кВтч руб;
α - коэффициент учитывающий скидки и надбавки к тарифу отличный от нейтрального при tg и нейтральном α=0.
Зэ = 236119351= 281666руб.
Себестоимость 1 п.м. по электроэнергии:
) Затраты по элементу «Амортизация основных фондов»
Таблица 20 - Затраты на амортизацию оборудования
Ленточный конвейер 2ЛТ120У
Окончание таблицы 20
Неучтенное оборудование10% от
Таблица 21 - Себестоимость 1 м подготовительной выработки
Процентное соотношение
Затраты на оплату труда
Отчисления на социальные нужды
Затраты на материалы
Затраты на электроэнергию
Амортизация основных фондов
Полная участковая себестоимость проходки 1 погонного метра выработки с учетом услуг вспомогательных цехов шахты:
где Кусл - коэффициент учитывающий услуги вспомогательных цехов шахты (механический цех и др.) Кусл = 11 -12.
Сп= 22242 12=26690 рубм.
Определение фондоотдачи (Фо):
Ф0= =001159мтыс.руб.
где Lмес- месячная проходка по участку(бригаде) м;
О.Ф. – стоимость основных фондов тыс.руб.
Расчет фондоемкости (Фе):
Расчет фондовооруженности труда (Фв):
Фв = =388146тыс.рубчел
где N=10 - численность рабочих в наиболее загруженную смену.
Таблица 22 – Сравнение технико-экономических показателей
Наименование показателей
Проведение выработки бригадой за месяц ммес.
Численность рабочих подготовительного забоя
в том числе проходчиков и МГВМ
Производительность труда проходчика на выход мвых.
Производительность труда рабочего по проходке ммес.
Себестоимость проведения 1 погонного метра выработки руб.м
А3.3 Расчет технико-экономических показателей очистного участка
А3.3.1 Комплексная норма выработки и расценка
Для расчета данных показателей производственный цикл добычи в очистном забое расчленяется на составляющие его рабочие процессы и операции по каждому из которых определяются объемы работ и по действующим нормативным документам устанавливаются нормы выработки.
Норма выработки на одного рабочего составляет:
где - агрегатная норма;
- норма обслуживания;
Агрегатная норма для комплекса Глиник 2247 для длины лавы 120м и ширины захвата шнека 063м необходимо произвести перерасчет для длины лавы 220м и ширины захвата шнека 08м:
Н в.уст.к.= 1377109508063=1915 тсм.
где 1095 – поправочный коэффициент на длину лавы 220м.
Трудоемкость работ по выемке угля комплексом составляет:
где - сменная добыча угля из очистного забоя;
Трудоемкость работ по выемке угля нужно привести к одному циклу для чего определяется коэффициент цикличности:
Трудоемкость выемки приведенная к одному циклу составляет:
где - добыча угля из очистного забоя с цикла;
в том числе машиниста комбайна:
горнорабочих очистного забоя:
Трудоемкость по другим видам работ входящих в очистной цикл определяется делением объема работ по процессу на установленную по нормировочнику норму выработки на этот вид работы .
Трудоемкость работ в ремонтную смену приведенная к одному циклу для машиниста комбайна составит:
где - количество машинистов комбайна входящих в ремонтную смену;
- условная добыча планируемая на ремонтные смены.
Трудоемкость работ в ремонтную смену приведенная к одному циклу для для горнорабочего очистного забоя составит:
где - принятое по длине забоя и суточной добыче количество ГРОЗ ремонтной смены.
Расчет комплексной нормы выработки и расценки приведен в таблице 23.
Таблица 23 - Расчет комплексной нормы выработки и расценки
Объем работ на цикл Vi
Трудоемкость на цикл Vi
Тарифная ставка руб.
Затраты по зар. плате на смену руб.
Передвижка секции на сопряжении с лавой на конв. штреке
Передвижка секции на сопряжении с лавой на вент. штреке
Передвижка головки лавного конвейера
Поддержание штреков на сопряжениях с лавой
Сохранение конвейерного штрека
Возведение органной крепи (2 ряда)
Сокращение ленточного конвейера
Доставка материалов:
Техобслуживание в ремонтную смену:
Неучтенные работы (2%)
Комплексная норма выработки составит:
где - суммарная трудоемкость всех работ на цикл;
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 составит:
А3.3.2 Численность рабочих добычного участка
Явочное число рабочих принимаем ниже полученного по нормам выработки общего числа человекосмен с таким расчетом чтобы нормы выработки выполнялись на 105 %.
Явочный состав очистной бригады на сутки составит :
где - коэффициент выполнения норм выработки;
Списочный состав рабочих очистного забоя:
где К сп.с. - коэффициент списочного состава 184;
Суточный явочный состав звена электрослесарей составит :
где - число дежурных электрослесарей (по 2 в каждую смену);
- число электрослесарей ремонтной смены;
Для обслуживания погрузочного пункта в каждую добычную смену принимается по 1 машинисту подземных установок . Кроме того в ремонтную смену принимается 2 крепильщика .
Явочный состав рабочих по выемочному участку на сутки составит:
Списочный состав рабочих выемочного участка составит:
Производительность труда ГРОЗ на смену (на выход) составит:
Производительность труда ГРОЗ за месяц составит:
Месячная добыча по участку 197400т.
Производительность труда рабочего добычного участка на выход:
Производительность труда рабочего добычного участка за месяц:
А3.3.3 Планограмма работы очистного забоя и график выходов рабочих
Для составления планограммы работы очистного забоя устанавливается продолжительность каждого из процессов цикла. При односторонней выемке и передвижке конвейера вслед за комбайном продолжительность одного цикла:
где Т – время работы по выемке угля за сутки;
nц – количество циклов за сутки;
При односторонней выемке и передвижке конвейера вслед за комбайном продолжительность выемки одной стружки:
где - продолжительность концевых операций;
Тх – продолжительность холостого хода комбайна (по зачистке лавы) мин.
где Lл – длина лавы м;
vх – скорость холостого хода комбайна 6 ммин.
Ко- коэффициент учитывающий время на задержки и отдых(105).
Продолжительность каждого из процессов не вошедших непосредственно в процесс выемки угля можно определить из выражения:
где - трудоемкость вспомогательного процесса по расчету ;
- количество рабочих занятых на выполнении данного процесса;
- принятый коэффициент выполнения норм выработки.
Расчет времени по процессам приведен в таблице 24.
Таблица 24 - Расчет времени по процессам
Продолжительность процесса мин.
На планограмме работ по горизонтальной оси в масштабе откладывается время (в часах) с распределениям по сменам по вертикальной оси – длина забоя.
На планограмме в условных обозначениях наносятся все основные прцессы цикла. При этом главными процессами являются: выемка угля комбайном передвижка секций крепи и конвейера. Два последних процесса производят параллельно выемке угля.
Остальные рабочие процессы в виде условных обозначений также наносятся на планограмму. Так как ручные рабочие процессы можно полностью совместить с машинными (Время на передвижку крепи на сопряжении и перегружателя совместить с временем на подготовку комбайна к выемке следующей полосы.
Время на пробивку передового крепления совместить с временем на непредвиденные остановки комбайна и т.д. то t ц.техн будет равно tмаш tмаш должно быть равно
tц.техн= tцп т.е. tцп.=146 мин
Необходимо составить график выходов рабочих на сутки где рабочие бригады распределяются по сменам.
Для составления графика выходов рабочих на сутки рабочие бригады распределяются по сменам. В ремонтно-подготовительную смену выходит ремонтное звено 2 МГВМ и 13 ГРОЗ так что в каждую добычную смену будет выходить звено ГРОЗ и МГВМ в составе:
Принимаем следующий график работ:
В добычные смены выходят 12 ГРОЗ 2 МГВМ 2 дежурных электрослесаря 1 машинист шахтных машин и механизмов;
В ремонтную смену выходят 13 ГРОЗ 2 МГВМ 1 машинист шахтных машин и механизмов звено электрослесарей в составе 4 человек 2 крепильщика.
Таблица 25 - График выходов рабочих
Наименование профессии
Машинисты шахтных машин и механизмов
А3.4 Расчет себестоимости добычи 1т угля по участку
Расчет себестоимости добычи производится по следующим элементам:
- затраты на оплату труда;
- отчисления на социальные нужды;
- материальные затраты;
- затраты на электроэнергию;
- амортизация основных фондов.
А3.4.1 Себестоимость по элементу «Затраты на оплату труда»
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 забоя за месяц; оклады инженерно-техническим работникам участка и действующие в настоящее время системы оплаты труда рабочих.
Месячный фонд заработной платы по очистному забою включает сдельную заработную плату ГРОЗ повременную зарплату вспомогательных рабочих доплаты к заработной плате и оплату труда инженерно-технических работников (ИТР) участка по месячным окладам.
Явочный состав очистной бригады на сутки Nяв=54 чел. в том числе фактически на работе за месяц (без учета отпускников и больных):
NГРОЗ.уч.ф.м.=573021=81 чел. (А.105)
где 57 - явочная численность ГРОЗ и МГВМ очистной бригады;
Явочная численность ГРП (машинистов подземных установок и крепильщиков) на сутки Nяв.ГРП.= 5 чел. В том числе фактически на работе за месяц (без учета отпускников и больных):
NГРП.ф.м.=53021=7чел.
Явочная численность электрослесарей на сутки Nяв.элсл.= 10 чел. В том числе фактически на работе за месяц (без учета отпускников и больных):
Nэлсл.ф.м.=103021=14чел.
В том числе электрослесарей 5 разряда - 40% (5 человек) электрослесарей 4 разряда - 40%– (6 человек) и электрослесарей 3 разряда -20% (3 человека).
Расчет фонда заработной платы сводится в таблицу 26
Таблица 26 – ФЗП очистного участка
Затраты на социальные нужды по участку (365%):
А3.4.2 Расчет себестоимости по элементу «Материальные затраты»
Расчет себестоимости по элементу «Материальные затраты» по участку осуществляется по материалам электроэнергии работам и услугам производственного характера выполняемые сторонними предприятиями или производствами и хозяйствами предприятия не относящиеся к основному виду деятельности.
Все материалы делятся на две группы: к первой относятся материалы разового пользования стоимость которых полностью включается в месячную себестоимость одной тонны угля. (лесные смазочные материалы и др.);
ко второй группе относятся материалы длительного пользования стоимость которых входит в себестоимость частями (гибкие и бронированные кабели кабели для освещения цепи и рештаки конвейеров и др.).
Расход зубков (шт.) для комбайна определяется по удельным нормам:
где Zз - удельная норма расхода зубков на 1000 т добычи принимается от 50 до 80в зависимости от крепости угля и наличия твердых прослойков породы и других включений;
- коэффициент учитывающий 30 % повторного использования зубков.
Расход присадки для эмульсии:
где Zпр - удельная норма присадки (25-30 кг на 1000 т добычи).
Расход лесных материалов за месяц Рлес.мес при сохранении конвейерного штрека путем возведения органного ряда стоек м3:
где dст - диаметр стойки (02 м);
ncт - количество стоек в органном ряду устанавливаемых в сутки;
n р.д.н - количество рабочих дней лавы за месяц.
где L л.сут - подвигание очистного забоя за сутки м.
- 2 ряда стоек в органном ряду;
Расход шлангов орошения м принимается равным длине очистного забоя (220 м).
Расход смазочных материалов (солидол) Рсмаз.м определяется из условия расхода 75 кг солидола на 1000 т добычи:
Рсмаз.м =75·1974=1192кг
Таблица 27 – Затраты по материалам первой группы
Наименование материалов
Норма расхода материалов на 1000т добычи
Месячный расход материалов
Цена за единицу материала руб
Месячная сумма расхода на материалы руб
Неучтенные материалы
Расход кабелей (м) для механизмов расположенных в лаве определяется исходя из длины лавы максимального расстояния до распределительного пункта порядка 50 м с учетом его провисания
где Lл - длина очистного забоя м;
- коэффициент учитывающий провисание кабеля.
Расход рештаков конвейера:
где Lкон - длина конвейера; принимается равной длине лавы;
lрешт - длина рештака.
Рцеп = 2Lконв=2220=440м.
Расход металлических стоек используемых для усиления крепи штреков на сопряжениях их с очистным забоем
n р.ст - количество рядов стоек в штреке (2).
Сумма затрат (руб.) по каждому виду материалов длительного пользования:
где Р2 - расход того или другого вида материала второй группы;
Ц2 - цена единицы материала второй группы руб.;
Тслуж - срок службы материала мес. рекомендуется принимать следующие сроки службы: для кабелей и рештаков - 12 месяцев для цепей конвейеров - 6 мес.; для металлических стоек и верхняков - 24 мес.
Таблица 28 – Затраты по материалам второй группы
сумма затрат на месяц руб
Металлические стойки шт.
Общая сумма затрат (руб) по материалам определяется как сумма затрат на материалы первой и второй групп:
SЗобщ = SЗм1 + SЗм2 (А.116)
SЗобщ =31868232+2857248=3472548руб.
Себестоимость (руб.т) по элементу " Затраты на материалы
А3.4.3 Затраты на электроэнергию
Оплата за электроэнергию на шахте производится по одноставочному тарифу - за потребляемую электроэнергию токоприемниками забоев и пр. Сумма затрат (руб.) за потребляемую электроэнергию отдельными токоприемниками участка
Зэi = Nдв × tчас × Кз × в (А.118)
где tчас - число часов работы двигателя в месяц ч;
Кз - коэффициент загрузки двигателей по мощности и времени 08;
в - тариф за 1кВт потребляемой энергии 236 рубкВт.
Таблица 29 - Затраты на электроэнергию
Конвейер «НВ-2801000»
Маслостанция СНЕ-180
Неучтенные потребители 10% от
Сумма затрат на электроэнергию по участку за месяц:
Себестоимость (руб.т) по элементу " Затраты на электроэнергию
А3.4.4 Себестоимость по элементу «Амортизация основных фондов»
Амортизационные отчисления за месяц (руб.мес) определяются по каждому j-виду оборудования применяемому на участке затем суммируются
где Нам - годовая норма амортизации %
Пп - полная первоначальная стоимость данного оборудования или машины руб.;
где Цопт - оптовая цена оборудования или машины руб.;
Зтр - затраты на доставку оборудования руб. (принимается в размере 3 - 7 % оптовой цены);
Змонт - затраты на монтаж оборудования; для подвижного нестационарного оборудования (пускатели фидерные автоматы и др.) не учитывается а для монтажа механизированного комплекса - 6 % от оптовой цены.
Таблица 30 - Расчет амортизационных отчислений.
Транспортные расходы (5%) тыс.руб
Затраты на монтаж тыс.руб
Полная стоимость тыс.руб
Конвейер «НВ- 2801000»
Перегружатель «НВ- 2801200»
Комплект электрооборудования
Себестоимость по элементу амортизация (руб.т) определяется делением суммы амортизационных отчислений по всем n видам оборудования за месяц на месячную добычу участка:
На основании проведенных расчетов по определению фонда заработной платы отчислений на социальное страхование стоимости материалов электроэнергии амортизационных отчислений определяется себестоимость 1 т угля по выемочному участку.
Таблица 31 - Себестоимость 1 т угля
Затраты на всю добычу руб
Затраты на 1т добычи руб
Процентное соотношение %
Материальные затраты
Сумма затрат за месяц с учетом услуг вспомогательных цехов шахты:
где Кусл - коэффициент учитывающий услуги вспомогательных цехов шахты (механический цех и др.) Кусл = 12 -13.
З=22760366812=27312440руб.
Полная участковая себестоимость 1 т угля рубт:
Определение фондоотдачи (Ф0):
где Амес- месячная добыча т;
О.Ф. – стоимость основных фондов руб.
Фе ==024533 тыс.рубт.
Фе ==2766845тыс.рубт.
где N=21 – численность рабочих в наиболее загруженную смену чел.
А3.4.5 Сравнение плановых показателей с фактическими данными
Таблица 32 – Сравнение технико-экономических показателей
Добыча угля за месяц тмес.
Среднесуточная нагрузка на очистной
Численность трудящихся очистного забоя
в том числе ГРОЗ и МГВМ
Комплексная норма выработки тчел.см.
Производительность труда ГРОЗ(МГВМ) по добыче тмес.
Производительность труда рабочего по добыче тмес.
Себестоимость 1т добычи угля руб.т
А3.5 Расчет себестоимости 1т угля по шахте
) Амортизационные отчисления по шахте
Амортизационные отчисления по шахте в целом (в тыс. руб) определяются по формуле:
а = а1 + а2 + а3 + а4 (А.129)
где а1 - амортизационные отчисления от горных выработок18468 тыс. руб.;
а2 - амортизационные отчисления от зданий и сооружений;
а3 - амортизационные отчисления от оборудования;
а4 - амортизационные отчисления от прочих глав сметно-финансового расчета на расширение шахты.
Амортизационные отчисления от зданий и сооружений принимаются в размере 26% от их стоимости (S= 64000 тыс.руб)
а2 =002664000=1664 тыс.руб
Амортизационные отчисления от оборудования принимаются в размере 15 % от его общей стоимости (S= 674230 тыс. руб)
а3 = 015674230=1011345тыс. руб.
Амортизационные отчисления прочих основных фондов принимаются в размере 4 % от общей суммы амортизационных отчислений по горным выработкам (S= 883623 тыс.руб.)
а4 =004 883623=3534492 тыс. руб.
Амортизационные отчисления по шахте в целом за год составляют:
а =1664+ 1011345+3534492 =13814342тыс. руб.
Себестоимость 1 т угля по элементу «амортизация основных фондов» составит:
где Аг - годовая производственная мощность шахты 18 млн.тонн.
) Затраты на топливо
Себестоимость по элементу «топливо» за отчетный период по шахте составляет Стопл = 1194 рубт.
) Прочие денежные затраты
Прочие денежные затраты принимаются за отчетный период по шахте составляют Спр. = 17982 рубт.
) Производственная себестоимость добычи 1 т угля
Производственная себестоимость добычи 1 т угля равна затратам по семи элементам. Производственная себестоимость с учетом внепроизводственных затрат составляет полную себестоимость добычи 1 т угля.
Денежные затраты на электроэнергию со стороны и другие недостающие данные принимаются по данным по шахте. Расчет полной себестоимости добычи 1 т угля приведен в таблице 30.
Таблица 33 - Себестоимость добычи 1 т угля по элементам затрат
Материальные расходы
В т.ч. вспомогательные материалы
Электроэнергия со стороны
Расходы на оплату труда
Отчисления. на соц. нужды
Прочие денежные затраты
Участковая себестоимость
Полная себестоимость
Общая прибыль по шахте определяется по формуле:
Побщ = (Ц - С) × Ареал рубгод (А.131)
где Ц - отпускная цена 1 т угля Ц= 1000 рубт;
С - полная себестоимость 1 т угля С = 72312рубт;
Ареал - количество реализованного угля за год Ареал. = 1800000 тгод.
Побщ = 0001(1000 – 72312) 1800000 =498384 тыс.рубгод.
Рентабельность производства составит:
где Фосн - среднегодовая стоимость основных производственных фондов тыс. руб; Фосн = 220289045 тыс. руб
Фоб - среднегодовой остаток оборотных средств Фоб = 1461 тыс. руб.
Таблица 34 – Сравнение технико-экономических показателей
Добыча угля за год тгод.
Среднедействующее количество очистных забоев шт.
Количество забоев с нагрузкой более 1млн.тгод ед
Списочный состав работников
в том числе рабочих
Производительность труда рабочего по шахте тмес.
Полная себестоимость 1т угля по шахте рубт
Прибыль по шахте тыс.рубгод
Рентабельность производства %

Диплом ч2_1 .doc

5 ПРОВЕТРИВАНИЕ ШАХТЫ
Филиал «Шахта «Алардинская» по относительной метанообильности относится к сверхкатегорным. Пласт 23 с глубины 300 м - угрожаемый по горным ударам с глубины 300 м от поверхности угрожаемый по внезапным выбросам угля и газа. Пласты шахтного поля Малиновского района склонны самовозгоранию [20].
В работе находятся один очистной и два подготовительных забоя. В период отработки очистного забоя 23-1 суточная производительность составляет 6580 т в сутки производится проведение по пласту №23 конвейерного штрека 23-2 и вентиляционного штрека 23-3 (два спаренных забоя). Дегазация пласта при отработке очистного забоя 23-1 не производится. Дегазация пласта производится в дальнейшем при отработке выемочных участков на глубинах более 200 м от поверхности с относительной газообильностью свыше10 м3т.
Система проветривания шахты на весь срок службы принята единая.
Способ проветривания шахты – нагнетательный.
По сводному графику промышленного использования вентиляторов проектом принят вентилятор ВОД-30М.
Таблица 5.1 – Техническая характеристика ВОД-30М
Диаметр рабочего колеса мм
Подача номинальная м3с
Мощность электропривода кВт
Частота вращения мин-1
Статистическое давление Па
Режим работы вентилятора на сеть:
Расчет количества воздуха необходимого для проветривания шахты и выбор вентилятора главного проветривания приведен в приложении А1.
ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ ШАХТЫ
1 Подземное электроснабжение
Для питания подземных потребителей приняты следующие уровни напряжения:
- 6 кВ – для подземных распределительных сетей;
- 33 кВ – для питания комбайна KSW-1140E;
- 1140В и 660В – для силовых сетей питающих передвижные электроприёмники участка;
- 127 В – для питания освещения ручного электроинструмента аппаратуры газовой защиты автоматизации сигнализации и связи;
- 36 В – для питания аппаратуры автоматизации.
Кабельная сеть напряжением 6 кВ выполнена кабелем марок ЭВТ СБн ЦСБГ СБГу и КГЭН для сети напряжением 33 кВ используется кабель КГТЭШ 3x70+1x10 для сетей напряжением 1140В и 660В используются шахтные гибкие экранированные кабели марки КГЭШ. Для осветительной сети напряжением 127 В подключения аппаратуры АГЗ и автоматизации и для питания ручного электроинструмента используется кабель марки КОГЭШ 3х16. Цепи управления горных машин подключение датчиков пультов и кнопок выполнены кабелем марки КГВШ ТППШВ и ТППШТ.
Защита сетей напряжением 127В от токов утечки и коротких замыканий обеспечивается агрегатами АПШ.М.02 со встроенными реле утечки.
Заземление выполняется в соответствии с ПБ и «Инструкции по устройству осмотру и измерению шахтных заземлений».
Электроснабжение подготовительных выработок осуществляется с учетом обеспечения резервного питания вентиляторов местного проветривания. Для этой цели совместно с подстанцией питающей рабочие ВМП устанавливается дополнительная подстанция для питания резервных ВМП. Для питания потребителей подготовительных работ применяются трансформаторные подстанции (ТП) на напряжение 660В типа КТПВ-400-069.
Электроприемники очистного забоя получают питание от подстанций типа EH-15006-33 EH-14006-12 КТПВ-6306-12.
Расчет электроснабжения очистного участка приведен в приложении A2.
ПРОМЫШЛЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
Промышленная безопасность опасных производственных объектов - состояние защищенности жизненно важных интересов личности и общества от аварий на опасных производственных объектах и последствий указанных аварий (из ст.1 ФЗ “О промышленной безопасности”[1]).
Требования промышленной безопасности направлены:
на предупреждение аварий;
на предупреждение случаев производственного травматизма на опасных производственных объектах;
на обеспечение готовности организаций эксплуатирующих опасные производственные объекты к локализации и ликвидации последствий аварий.
1 Противоаварийная защита угольной шахты
1.1 Общие требования
Организация эксплуатирующая угольные шахты должна [2]:
- принимать участие в техническом расследовании причин аварии на опасном производственном объекте принимать меры по устранению указанных причин и профилактике подобных аварий;
- анализировать причины возникновения инцидента на опасном производственном объекте принимать меры по устранению указанных причин и профилактике подобных инцидентов;
- вести учет аварий и инцидентов на опасном производственном объекте.
Противоаварийная защита шахты должна обеспечивать предупреждение аварийных ситуаций путем реализации комплекса мер определенных проектными решениями а в случае их возникновения - спасение людей локализацию и ликвидацию аварии.
Шахта должна быть оборудована системами наблюдения оповещения об авариях людей независимо от того в каком месте шахты они находятся средствами поиска застигнутых аварией людей а также прямой телефонной и дублирующей ее альтернативной связью с аварийно-спасательной службой обслуживающей шахту.
Шахта в периоды строительства расширения реконструкции эксплуатации и ликвидации обязана заключать с профессиональными аварийно-спасательными службами договоры на обслуживание а также создавать собственные нештатные аварийно-спасательные формирования из числа работников шахты в установленном Госгортехнадзором России порядке.
Шахта в периоды строительства расширения реконструкции эксплуатации и ликвидации обязана иметь план ликвидации аварий (ПЛА) разработанный на основе анализа риска аварий и информационного мониторинга состояния ее противоаварийной защиты согласованный и утвержденный в установленном Госгортехнадзором России порядке.
До ввода в действие ПЛА технический руководитель шахты обязан организовать в установленном Госгортехнадзором России порядке его изучение работниками шахты в части их касающейся и ознакомление с запасными выходами на случай возникновения аварийных ситуаций.
Изучение позиций ПЛА и ознакомление всех работников шахты на случай аварийной ситуации с запасными выходами от места работы до ближайшей выработки со свежей струей воздуха и далее на поверхность путем непосредственного прохода по выработкам должно производиться:
- при устройстве на работу и при переводе на другое рабочее место;
- до ввода в действие нового ПЛА;
- при корректировке ПЛА в части касающейся конкретного рабочего места.
Запрещается спуск в шахту людей не ознакомленных и не знающих ПЛА в части их касающейся.
В период разработки позиций ПЛА в установленном Госгортехнадзором России порядке необходимо производить расчет времени выхода из непригодной для дыхания атмосферы в безопасное место людей включенных в самоспасатели.
При возникновении аварии на шахте вводится в действие ПЛА. Руководитель работ по ликвидации аварии обязан организовать выполнение мероприятий по спасению людей ликвидации и локализации аварии предусмотренных позициями ПЛА.
Руководителем работ по ликвидации аварии должен быть технический руководитель шахты а на период его отсутствия - горный диспетчер (начальник смены) шахты или другое должностное лицо назначенное приказом по шахте.
Решения руководителя работ по ликвидации аварии являются обязательными для всех лиц и организаций участвующих в ликвидации аварии кроме случаев определенных в установленном Госгортехнадзором России порядке.
На шахте обязан вестись табельный учет всех спустившихся в шахту и выехавших (вышедших) из нее. Первый руководитель шахты устанавливает порядок выявления своевременно не выехавших (не вышедших) из шахты людей и принимает меры по их розыску.
В местах определенных техническим руководителем шахты должны быть установлены сигнальные устройства и знаки безопасности согласованные в установленном Госгортехнадзором России порядке.
Расстояние до наиболее удаленных горных выработок строящихся реконструируемых действующих и закрываемых шахт должно быть таким чтобы время выхода людей из этих выработок в случае аварии не превышало времени действия изолирующего самоспасателя.
Проектирование строительство и эксплуатация шахт должны вестись с учетом обеспечения эффективного ведения аварийно-спасательных работ.
Работник шахты с подземными условиями труда обязан быть обеспечен исправным изолирующим самоспасателем и аккумуляторным головным светильником. Запрещается спуск в шахту передвижение людей по выработкам а также ведение работ без самоспасателя и светильника.
Для обеспечения готовности к действиям по локализации и ликвидации аварийных ситуаций на шахте обязан быть резерв финансовых средств и материальных ресурсов в соответствии с законодательством РФ.
При разработке планов ликвидации аварий должны быть установлены зоны поражения при пожарах взрывах внезапных выбросах горных ударах обрушениях прорывах воды проникновении ядовитых и химических веществ; произведены оценка пожарной опасности выработок и расчеты режимов вентиляции. Вентиляционные режимы предусматриваемые ПЛА должны быть управляемыми устойчивыми и опробованы практически при разработке позиций.
На шахтах разрабатывающих пласты угля склонных к внезапным выбросам угля (породы) и газа обязаны быть средства коллективной защиты размещение которых определяется в установленном Госгортехнадзором России порядке.
1.2 План ликвидации аварий
Рабочие занятые на горных работах должны знать сигналы аварийного оповещения правила поведения при авариях места расположения средств спасения и уметь пользоваться ими [2].
Таблица 7.1 - Правила поведения людей в аварийных ситуациях
Вид аварийной ситуации
Правила поведения людей
Пожар (взрыв угольной пыли и газа)
При обнаружении идущего навстречу дыма необходимо немедленно включиться в самоспасатель и двигаться по ходу вентиляционной струи к ближайшим выработкам со свежей струей воздуха к запасным выходам из шахты.
При обнаружении очага пожара со стороны свежей струи воздуха необходимо включиться в самоспасатель и начать тушение первичными средствами пожаротушения.
При горении электропусковой аппаратуры силовых кабелей необходимо обесточить аварийные агрегаты.
При реверсии воздушной струи необходимо продолжать движение навстречу реверсивной струи воздуха не выключаясь из самоспасателя.
Люди застигнутые обрушением должны принять меры к освобождению пострадавших находящихся под завалом. При невозможности выхода через купольную часть выработки установить дополнительную крепь и приступить к разборке завала. Когда это невозможно ждать горноспасателей подавая сигналы кодом о металлические предметы.
Общешахтное отключение электроэнергии
Прекратить работы на участке отключить механизмы выйти на свежую струю выяснить причину и ориентировочное время отключения электроэнергии. При длительной остановке выйти на поверхность.
Поражение электрическим током
Отключить электроэнергию на участке вызвать ВГСЧ дежурного врача из медпункта. Членам ВГС и надзору участка направить к пострадавшим для оказания доврачебной помощи. Выставить из членов ВГС посты возле электроаппаратуры. Подготовить средства для вывоза пострадавших на поверхность.
Несчастный случай травмирование
Направить к месту несчастного случая для оказания первой доврачебной помощи членов ВГС и надзор с ближайших рабочих точек. Сообщить о несчастном случае главному инженеру (зам.по ОТ и ПК) и начальнику участка. Подготовить средства для перевозки пострадавших на поверхность. До прихода комиссии по расследованию несчастного случая принять меры к сохранению места происшествия в нетронутом состоянии.
1.3 Системы наблюдения оповещения связи и поддержки действий в случае аварии
Согласно ст. 10 ФЗ о промышленной безопасности организация эксплуатирующая опасные производственные объекты должна создавать системы наблюдения оповещения связи и поддержки действий в случае аварии и поддерживать указанные системы в пригодном к использованию состоянии[1].
Система общешахтного аварийного оповещения в горных выработках должна обеспечивать [2]:
а) оповещение об аварии людей находящихся под землей;
б) прием на поверхности сообщения об аварии передаваемого из шахты;
в) ведение переговоров и передачу с автоматической записью на магнитофон указаний связанных с ликвидацией аварии.
Во всех телефонных аппаратах общешахтной телефонной сети должна быть предусмотрена возможность передачи сообщения об аварии путем набора специального легко запоминающегося номера.
Кроме специальной аппаратуры аварийного оповещения и связи для передачи сообщения об аварии должны использоваться средства местной технологической связи.
Применение беспроводной системы связи «Granch».
Система подземной беспроводной связи «Granch SM WLAN» г.Новосибирска предназначена для обеспечения персонала занятого на подземных работах а также подвижных машин и механизмов современными средствами коммуникации. Система предоставляет возможность передавать речь видеоизображение управляющую и телеметрическую информацию из одной произвольной точки угледобывающего предприятия в другую [24].
Система позволяет определять местонахождение любого абонента сети с точностью ±5 метров в произвольном месте предприятия. Система может быть использована для полноценного решения всех требований параграфа 41 ПБ 05-618-03 а именно:
- наблюдения за местоположением людей в шахте
- оповещения и поиска в случае аварии;
- основной и аварийной системы связи;
- системы контроля и ограничения доступа на объект.
2 Противопожарная защита шахты
2.1 Противопожарная защита шахты [2]
Противопожарная защита шахты должна быть спроектирована и выполнена таким образом чтобы предотвратить возможность пожара а в случае его возникновения обеспечивались эффективная локализация и тушение пожара в его начальной стадии.
В проекте противопожарной защиты новых реконструируемых и действующих шахт а также при разработке и совершенствовании горношахтного оборудования необходимо предусматривать мероприятия по предотвращению пожаров по нейтрализации воздействия на людей опасных факторов пожара и обеспечению сохранности материальных ценностей в случае возникновения пожара.
Проекты противопожарной защиты шахт должны проходить экспертизу промышленной безопасности работ не реже одного раза в 3 года.
Количество и вид технических средств противопожарной защиты применяемые огнетушащие средства источники и средства подачи воды для пожаротушения запас специальных огнетушащих веществ определяются в порядке установленном Госгортехнадзором России.
Запрещается применять в шахтах новые материалы в том числе для крепления горных выработок а также оборудование без заключения экспертизы о степени их пожарной опасности и электростатической и фрикционной искробезопасности.
При разработке планов ликвидации аварий должен быть произведен расчет и принят режим вентиляции способствующий в случае возникновения пожара предотвращению самопроизвольного опрокидывания вентиляционной струи распространения газообразных продуктов горения по выработкам в которых находятся люди снижению активности пожара созданию наиболее благоприятных условий для его тушения и предупреждения взрывов горючих газов.
В надшахтных зданиях огневые работы должны производиться в порядке установленном Госгортехнадзором России.
В подземных выработках и надшахтных зданиях запрещается применять и хранить легковоспламеняющиеся материалы. Смазочные и обтирочные материалы должны храниться в закрытых емкостях в количествах не превышающих суточную потребность.
Конвейерные ленты вентиляционные трубы оболочки электрических кабелей и другие изделия применяемые в горных выработках и надшахтных зданиях должны быть изготовлены из негорючих материалов и трудногорючих (трудносгораемых) материалов. Запрещается применять дерево и другие горючие материалы для футеровки барабанов и роликов конвейеров закрепления приводных и натяжных секций ленточных конвейеров устройства приспособлений предотвращающих сход ленты в сторону подкладок под конвейерные ленты переходных мостиков через конвейеры.
При эксплуатации ленточных конвейеров не допускается:
а) работа конвейера при снижении давления воды ниже нормативной величины в пожарном трубопроводе проложенном в конвейерной выработке;
б) работа конвейера при отсутствии или неисправности средств противопожарной защиты;
в) работа конвейера при неисправной защите от пробуксовки заштыбовки от схода ленты в сторону и снижения скорости при трении ленты о конструкции конвейера и элементы крепи выработки;
г) одновременное управление автоматизированной конвейерной линией из двух и более мест (пультов) а также стопорение подвижных элементов аппаратуры способами и средствами не предусмотренными инструкцией завода-изготовителя;
д) пробуксовка ленты на приводных барабанах из-за ослабления ее натяжения;
е) работа конвейера при неисправных роликах или их отсутствии;
ж) использование резинотросовых лент при износе обкладок рабочих поверхностей на 50%.
Выработки оборудованные ленточными конвейерами должны быть оснащены системами автоматического обнаружения пожаров в начальной стадии.
Система управления ленточными конвейерами должна быть оборудована датчиками давления воды не допускающими включение и обеспечивающими отключение привода конвейера при падении давления в пожарном трубопроводе ниже нормативной величины. Сигнал об отключении конвейера должен передаваться на пульт горного диспетчера.
Ленточные конвейеры должны быть оборудованы стационарными автоматическими установками пожаротушения защищающими их на всем протяжении включая пункты перегруза и натяжные станции.
В действующих горных выработках должен быть проложен пожарно-оросительный трубопровод с автоматическим контролем давления воды в точках определенных главным механиком шахты по согласованию с аварийно-спасательными частями. Пожарные трубопроводы должны быть проложены так чтобы обеспечивалась подача воды для тушения пожара в любой точке горных выработок шахты. Запрещается использование пожарного трубопровода не по назначению (откачка воды и др.) но допускается использование его для борьбы с пылью.
При обнаружении признаков пожара должен вводиться в действие План ликвидации аварий. В соответствии с Планом ликвидации аварий должен быть установлен режим вентиляции шахты.
С момента возникновения пожара и до окончания его тушения должна осуществляться проверка состава шахтной атмосферы и контроль за температурой в районе действующих очагов пожара и в местах ведения горноспасательных работ. В случаях когда при тушении пожара создается опасность скопления метана который может попасть к очагу пожара должны быть приняты меры по предотвращению взрывоопасных скоплений метана. Если содержание метана продолжает нарастать и достигает 2% все люди в том числе и горноспасатели должны быть выведены из опасной зоны а для тушения пожара должен быть применен способ обеспечивающий безопасность работ.
Каждый случай подземного пожара должен расследоваться в установленном Госгортехнадзором России порядке специальной комиссией.
Пожары не потушенные активным способом должны быть изолированы перемычками из негорючих материалов на газовых шахтах - взрывоустойчивыми перемычками.
На каждый изолированный пожар техническим руководителем шахты должен быть составлен проект тушения. Проект тушения согласовывается с аварийно-спасательной частью и утверждается техническим руководителем организации.
Первичные средства пожаротушения должны быть расстановлены в следующих местах:
- камеры водоотлива склада ВМ участковые элподстанции лебедочные камеры камера дизелевозов;
- верхняя и нижняя площадки наклонных стволов а так же их сопряжений;
- в выработках оборудованных ленточными конвейерами у приводных и натяжных головок у распределительных пунктов и через 100м по длине конвейера со стороны поступления свежей струи воздуха;
- сопряжения вентиляционных штреков с лавами;
- погрузочные пункты лав;
- забои подготовительных выработок;
- тупиковые выработки длиной более 500м – через 50м;
- передвижные электроподстанции;
- проходческие комбайны погрузочные машины.
В случае невозможности ликвидации подземного пожара активным способом с помощью первичных средств пожаротушения его необходимо ликвидировать путем изоляции очага перемычками или металлическими пожарными дверями.
Перемычки и пожарные двери (ляды) устанавливаемые для локализации пожара в горных выработках изготовлены из негорючих материалов: металла шлакоблоков бетонных блоков. По обе стороны от пожарных дверей крепь должна быть несгораемой на протяжении 5м. Пожарные двери (ляды) должны закрываться усилиями одного человека плотно перекрывать сечение выработки и иметь запоры открывающиеся с обеих сторон.
Все подземные камеры должны иметь пожарные двери с запорным устройством на каждом выходе и металлические ляды в вентиляционных окнах. Пожарные двери устанавливают на расстоянии 3 м от сопряжения ходка камеры с прилегающей выработкой. Двери должны открываться наружу и в открытом положении не должны мешать движению по выработке.
В верхних и нижних частях бремсбергов уклонов должны сооружаться пожарные арки толщиной не менее 04 м с врубом по периметру выработки со строенными в них пожарными дверями или лядами закрывающимися по направлению движения вентиляционной струи. В наклонных выработках оборудованных конвейерами противопожарные двери выполняются с фигурными вырезами для их закрытия без местного демонтажа конвейера.
В начале и конце выработок оборудованных ленточными конвейерами независимо от угла их наклона должны устанавливаться пожарные арки. В конвейерных и вентиляционных штреках до начала очистных работ должны быть установлены пожарные арки.
Для автоматического тушения пожара водой возникшего на приводных и натяжных станциях ленточных конвейеров применяются установки УАП-В. Установки УАП-В устанавливаются перед входами в склад ВМ в камере дизелевозов на вентиляционных штреках лав и в подготовительных забоях на расстоянии 50-100 м от забоя.
Подземные выработки для борьбы с пожарами и пылью оборудуются пожаро-оросительным трубопроводом с однотипными пожарными кранами которые располагаются:
- на вентиляционном штреке через 200м на конвейерном штреке - через 50 м по всей длине ленточных конвейеров при этом дополнительно по обе стороны от приводных головок ленточных конвейеров на расстоянии 10 м от них. Рядом с пожарными кранами устанавливаются специальные ящики в которых хранятся ствол с насадкой диаметром 19 мм и рукав длиной 20 м снабженный с обоих концов соединительными головками
- у всех пересечений и ответвлений горных выработок
- у перегрузочных пунктов лав со стороны свежей струи воздуха и на вентиляционном штреке не далее 20 м от очистной выработки
- в горизонтальных выработках не имеющих пересечений и ответвлений - через 200 м
- в наклонных выработках не имеющих пресечений и ответвлений - через 100 м.
Для подачи увеличенного количества воды на тушение пожара или отключения отдельных участков пожаро-оросительного трубопровода в случаях его ремонта на нем располагаются задвижки в следующих местах:
- на всех ответвлениях трубопроводных линий
- на линиях не имеющих ответвлений - через каждые 400 м.
2.2 Обработка массива угля и выработанного пространства
В соответствии с рекомендациями «Руководства по применению способов торможения развития самонагревания угля в выработанных пространствах выемочных полей шахт» Кемерово 1986 для условий шахты принимается антипироген в виде водного раствора хлористого кальция который позволяет стабилизировать аэрозольное облако [20]. Антипироген является сравнительно дешевым веществом обладающим высокой гигроскопичностью. Необходимая концентрация раствора антипирогена 6%.
Для обработки выработанного пространства выбирается технология применения антипирогенов в виде аэрозолей. Сущность ее заключается в том что из очистного забоя направленно с путями утечки воздуха в выработанное пространство с помощью обособленной вентиляционной струи создаваемой генератором вводится антипироген в виде аэрозолей.
Для обработки целиков угля выбирается шпуровой метод применения антипирогенов. Шпуры бурятся электросверлами ЭР 18Д и перед нагнетанием в них раствора антипирогена герметизируются на глубину 2 м механическими гидрозатворами (АГ- 4 ГАС- 45).
Установки для приготовления и подачи раствора антипирогена представляют собой сосуд высокого давления объёмом 200л который имеет одно отверстие в нижней части для подключения рукава РВД-25 и одно отверстие в верхней части для подключения РВД-25 а также в верхней части сосуда имеется горловина для засыпки антипирогена.
Подключается сосуд от ПОТ гибким высоконапорным рукавом к входному отверстию в нижней части сосуда. В горловину сосуда засыпается антипироген в объёме 452 кг. К выходному отверстию сосуда подключается гибкий высоконапорный рукав который соединяется с механическим гидрозатвором либо с генератором аэрозолей.
При подаче воды из ПОТ вода проходя через сосуд снизу вверх перемешивается с хлористым кальцием и готовый раствор под давлением подаётся к рабочим шпурам либо к генератору аэрозолей.
3 Пылевзрывозащита шахты
3.1 Пылевзрывозащита шахты [2]
Пылевзрывозащита угольной шахты представляет комплекс мероприятий по предупреждению и локализации взрывов пыли включающий:
-определение взрывчатых свойств угольной и сланцевой пыли;
-определение интенсивности пылеотложения в горных выработках;
-выбор и выполнение взрывозащитных мероприятий по снижению интенсивности пылеотложения предупреждению и локализации взрывов пыли;
- контроль пылевзрывоопасности горных выработок.
Горные машины для отбойки и транспортирования горной массы должны обеспечивать минимальное пылеобразование. Горные машины при работе которых образуется пыль должны быть оснащены средствами пылеподавления поставляемыми заводами-изготовителями комплектно с машинами.
Запрещается эксплуатация горных машин без средств пылеподавления. Запрещается эксплуатация выемочных и проходческих горных машин без систем взрывозащитного орошения на пластах имеющих искроопасные и взрывоопасные горные породы.
Орошение мест пылевыделения должно производиться форсунками (оросителями) при давлении не менее 05 МПа а на выемочных и проходческих комбайнах в порядке утвержденном Госгортехнадзором России.
При ведении очистных работ а также при проведении выработок комбайнами избирательного действия по пластам средней мощности и мощным должно применяться предварительное увлажнение угля в массиве.
Если средства борьбы с пылью в действующих забоях не обеспечивают снижения запыленности воздуха до предельно допустимых концентраций должны быть разработаны меры обеспечивающие безопасность нахождения людей в запыленной зоне и обеспыливание воздуха.
Приемные бункера опрокидыватели устройства для загрузки и разгрузки скипов должны быть оборудованы средствами аспирации и очистки воздуха а также устройствами для предотвращения просыпания горной массы и выдувания из нее пыли.
Запрещается подача свежей струи воздуха по оборудованным ленточными конвейерами наклонным стволам и выработкам за пределами выемочного участка.
При всех производственных процессах сопровождающихся образованием или выделением пыли должен проводиться производственный пылевой контроль в порядке утвержденном Госгортехнадзором России.
Запрещается ведение горных работ при отсутствии или неработающих заводских средствах пылеподавления.
Параметры способов и средств пылевзрывозащиты горных выработок должны устанавливаться в соответствии с нижними пределами взрываемости отложившейся угольной пыли и нормой осланцевания.
На шахте должны осуществляться мероприятия по предупреждению и локализации взрывов угольной пыли основанные на применении инертной пыли (сланцевая пылевзрывозащита) воды или смачивающих составов (гидропылевзрывозащита) или воды и инертной пыли (комбинированная пылевзрывозащита).
Глухие перемычки и арки в сбойках между стволами капитальными наклонными выработками главными и групповыми штреками при разнонаправленном движении вентиляционных струй должны быть взрывоустойчивыми.
Для предотвращения распространения взрывов угольной пыли сеть горных выработок шахты должна быть оснащена взрыволокализующими заслонами. К основным средствам локализации взрыва относятся концентрированные сланцевые или водяные заслоны.
Основными заслонами должны быть изолированы (защищены):
а) очистные выработки;
б) забои подготовительных выработок проводимых по углю или по углю и породе;
в) крылья шахтного поля в каждом пласте;
г) конвейерные выработки;
д) пожарные участки.
Заслоны размещаются в выработках на входящей и на исходящей струях изолируемых выработок или по всей длине защищаемой выработки.
Для защиты конвейерных выработок тупиковых подготовительных выработок проводимых по углю заслоны должны устанавливаться на всем протяжении выработок на расстоянии друг от друга не более 300 м для сланцевых и 250 м для водяных заслонов. Для изоляции пожарных участков заслоны помещаются во всех примыкающих к ним выработках.
Сланцевые заслоны должны устанавливаться на расстоянии не менее 60 и не более 300 м водяные - не менее 75 и не более 250 м от забоев очистных и подготовительных выработок сопряжений откаточных и вентиляционных штреков с бремсбергами уклонами квершлагами а также от изолирующих пожар перемычек. Длина сланцевых заслонов должна быть не менее 20 м водяных - не менее 30 м.
Порядок расстановки заслонов по сети горных выработок должен соответствовать порядку утвержденному Госгортехнадзором России. При этом количество инертной пыли или воды в заслоне должно определяться из расчета 400 кг (литр) на 1 м поперечного сечения выработки в свету.
Мероприятия по предупреждению взрывов угольной пыли должны осуществляться по специально разработанным графикам ежеквартально корректируемым начальником участка ВТБ и утверждаемым техническим руководителем организации.
Контроль пылевзрывобезопасности горных выработок должен проводиться инженерно-техническими работниками участка в ведении которых они находятся ежесменно и инженерно-техническими работниками участка ВТБ - не реже одного раза в сутки. Результаты контроля состояния пылевого режима участком ВТБ должны фиксироваться в порядке установленном Госгортехнадзором России.
Не реже одного раза в квартал контроль пылевзрывобезопасности должен производиться подразделениями аварийно-спасательной службы.
В выработках состояние которых не соответствует требованиям пылевого режима должны быть прекращены работы и приняты немедленные меры по устранению нарушений.
3.2 Пылевзрывозащита выемочного участка 23-1
Предварительное увлажнение угля при ведении очистных работ
Нагнетание воды в пласт производится высокими темпами с помощью высоконапорных насосных установок типа УНГЛ 9032 (АНУ). В целях повышения (на 20%) эффективности увлажнения применяется добавление к воде смачивателя ДБ (01 - 03%). Дозировка смачивателя осуществляется с помощью дозатора ДСУ-4М.
Орошение при работе выемочных машин
Для обеспыливания воздуха производится орошение при работе комбайна и на погрузочных пунктах. Обеспыливание при работе выемочных машин производится через устройства которыми они комплектуются на заводе-изготовителе. Системы орошения выемочных машин должны обеспечивать кроме пылеподавления защиту от воспламенения метановоздушной смеси от искр трения. Давление воды у оросителей должно быть не менее 15 МПа.
Обеспыливание вентиляционной струи воздуха исходящей из очистного забоя
Для обеспыливания вентиляционной струи и снижения отложений пыли на вентиляционном штреке 23-1 на расстоянии не более 20м от очистного забоя устанавливается противопылевая водяная завеса (лабиринтно-тканевые завесы) устанавливаемые таким образом чтобы сечение выработки было полностью перекрыто факелами распыленной жидкости. Ороситель подвешивается к верхняку крепи при этом его факел должен направляться по ходу движения воздуха в выработке.
Обеспыливание на перегрузочных пунктах
Подавление пыли в местах перегрузов осуществляется путем окожушивания пересыпов мешковиной (кроме лавного конвейера) и орошения с помощью конусных оросителей которые устанавливаются над местом перегрузки горной массы таким образом чтобы факел распыляемой воды перекрывал очаг пылеобразования. Давление воды у оросителей должно быть не менее 0.5 МПа а удельный расход воды на орошение должен быть не менее 5 лт.
Удаление осевшей угольной пыли
Кроме увлажнения угля в массиве орошения при работе комбайна пылеподавления на перегрузах и при бурении скважин во всех выработках лавы и в прилегающих выработках с исходящей из лавы струей производится:
- удаление осевшей угольной пыли путем смыва водой её со стен выработок и конструкций конвейера периодичность уборки угольной пыли в местах интенсивного скопления - ежесуточно а в других местах согласно графика составленного начальником ВТБ и утвержденного главным инженером шахты;
- побелка выработок известковым раствором;
- осланцевание горных выработок;
- связывание осевшей пыли смачивающе-связывающими составами;
- установка сланцевых или водяных заслонов в местах предусмотренных ПБ.
Индивидуальная защита органов дыхания
В случаях когда технические меры не могут обеспечить снижения запыленности шахтного воздуха до предельно допустимых концентраций на рабочих местах с интенсивным пылеобразованием предусматривается обязательное применение индивидуальных средств защиты - противопылевых респираторов согласно п. 287 ПБ. Защита органов дыхания осуществляется с помощью противопылевых респираторов которыми обеспечиваются машинисты комбайна и ГРОЗ работающие в забое. Рабочие находящиеся в выработках при выполнении работ по осланцеванию или загрузке сланцевых заслонов должны быть снабжены противопылевыми респираторами и очками.
Индивидуальная защита органов дыхания от пыли осуществляется с помощью противопылевых респираторов ШБ-1 «лепесток» У-2К «Астра» И-62.
3.3 Пылевзрывозащита при проведении выработки
Предварительное увлажнение угля при проведении выработки
Нагнетание воды в пласт производится высокими темпами с помощью высоконапорных насосных установок типа УНГЛ 9032 (АНУ). В целях повышения (на 20%) эффективности увлажнения применяется добавление к воде смачивателя ДБ (01 - 03%).
Орошение при работе комбайна
Обеспыливание при работе комбайна производится через устройства которыми они комплектуются на заводе-изготовителе. Системы орошения выемочных машин должны обеспечивать кроме пылеподавления защиту от воспламенения метановоздушной смеси от искр трения. Давление воды у оросителей должно быть не менее 15 МПа.
Подавление пыли в местах перегрузов осуществляется путем окожушивания пересыпов мешковиной и орошения с помощью конусных оросителей которые устанавливаются над местом перегрузки горной массы таким образом чтобы факел распыляемой воды перекрывал очаг пылеобразования.
Применение пылеуловителя при работе комбайна.
Пылеуловитель ДПУ1000(800) предназначен для снижения запыленности при проходке горных выработок при помощи воды и фильтрующих сит.
Сепарационный блок предназначен для увлажнения и сепарации пыли из несущего воздуха и для вывода воды с увлажненной пылью в отстойный бак (пылеуловитель с закрытой циркуляцией воды) или в приемник (пылеуловитель с открытой циркуляцией воды).
Отстойный бак предназначен для аккумулирования (схема с закрытой циркуляцией) подачи воды на форсунки и сепарации частиц пыли из смеси воды с пылью путем осаждения и фильтрации. Пыль находящаяся в воздухе попадает в сепарационный блок увлажняется проходом через водную завесу создаваемую напорными распылителями (форсунками) а затем улавливается на ситах.
Увлажненная пыль фильтруется ситами первой ступени затем улавливается на фильтрующих ситах второй ступени по которым вода с пылью стекает на дно сепарационного блока.
Дно оснащено отверстиями по которым вода с увлажненной пылью стекает в отстойный бак (схема с закрытой циркуляцией) или на почву.
Таблица 7.2 - Техническая характеристика ДПУ1000(800) [20]
Наименование показателя
Фильтрующая площадь сит м2 не менее
Диаметр всасывающего патрубка мм
Производительность м3мин
Мощность электродвигателя вентилятора кВт
Частота вращения обмин не более
Номинальный диаметр входа сепаратора мм
Номинальная подача м3с
Номинальное давление на форсунки МПа
Длина в сборе мм не более
В случаях когда технические меры не могут обеспечить снижения запыленности шахтного воздуха до предельно допустимых концентраций на рабочих местах с интенсивным пылеобразованием предусматривается обязательное применение индивидуальных средств защиты - противопылевых респираторов согласно п. 287 ПБ. Индивидуальная защита органов дыхания от пыли осуществляется с помощью противопылевых респираторов ШБ-1 «лепесток» У-2К «Астра» И-62.
4 Аэрогазовый контроль
Основным методом борьбы с метаном является эффективное проветривание горных выработок и аэрогазовый контроль [2].
Начальник участка ВТБ должен составлять вентиляционный план шахты в порядке утвержденном Госгортехнадзором России.
Вентиляционный план шахты должен систематически пополняться и не реже одного раза в полугодие составляться заново. Все изменения происшедшие в расположении вентиляционных устройств ВМП в направлении вентиляционных струй и расходах воздуха а также вновь заложенные выработки должны отмечаться на схемах вентиляции начальником участка ВТБ не позднее чем через сутки. Результаты замеров расхода воздуха в выработках и в каналах вентиляторных установок наносятся на схемы вентиляции находящиеся на участке ВТБ у технического руководителя эксплуатирующей организации и у горного диспетчера также не позднее чем через сутки.
На каждой шахте должен осуществляться расчет расхода воздуха и депрессии проверка устойчивости проветривания составляться расчет вентиляции и мероприятия по обеспечению проветривания а также не реже одного раза в три года должны проводиться депрессионная и газовая съемки результаты которых используются при расчетах вентиляции и разработке мероприятий по обеспечению проветривания выработок шахты.
Для оценки качества воздуха правильности его распределения по выработкам и определения газообильности шахты должны производиться проверка состава воздуха и замеры его расхода: во входящих и исходящих струях очистных и тупиковых выработок; в исходящих струях выемочных участков крыльев пластов и шахты в целом; на поступающих струях при последовательном проветривании забоев; у ВМП и в зарядных камерах при выделении метана на пути движения свежей струи; у забоев тупиковых восстающих выработок.
Кроме указанных выше мест замеры расхода воздуха должны производиться на главных входящих струях шахты у всех разветвлений свежих воздушных струй у забоев тупиковых выработок у ВМП и в других местах установленных техническим руководителем эксплуатирующей организации.
Проверка состава воздуха и замер его расхода должны производиться на шахте - три раза в месяц. Производительность ВМП измеряется один раз в месяц. Проверка состава воздуха после взрывных работ должна производиться не реже одного раза в месяц в стволах независимо от их глубины и в других тупиковых выработках при их длине 300 м и более.
Проверка состава воздуха при проходке стволов переведенных на газовый режим должна производиться не реже двух раз а в остальных стволах - один раз в месяц. Проверка производится в двух местах на расстоянии 20 м от устья и у забоя.
Проверка состава воздуха правильность его распределения по выработкам и определение газообильности шахт должны производиться работниками аварийно-спасательной части и участков ВТБ в порядке установленном Госгортехнадзором России.
В местах установки датчиков стационарной аппаратуры контроля содержания метана и датчиков расхода воздуха с выводом телеизмерения на поверхность проверка состава и замеры расхода воздуха производятся не реже одного раза в месяц.
В горных выработках параметры которых подвержены значительным изменениям во времени (длина сечение вид крепи расход воздуха депрессия аэродинамическое сопротивление) контрольные замеры их значений должны выполнятся по мере необходимости но не реже одного раза в месяц. Потери депрессии в калориферных установках надшахтных зданий и расход воздуха в стволах определяются не реже 2-х раз в год (в зимний и летний период) а также при каждом регулировании температуры подаваемого в шахту воздуха путем изменения аэродинамических сопротивлений воздушных трактов воздухонагревателей и канала наружного воздуха.
В местах замера расхода воздуха на главных входящих и исходящих струях шахты должны быть устроены замерные станции. В других выработках замер расхода воздуха должен производиться на прямолинейных незагроможденных участках с крепью плотно прилегающей к стенкам выработки.
Во всех местах замера расхода воздуха должны быть доски на которых записываются дата замера площадь поперечного сечения выработки расчетный и фактический расходы воздуха скорость воздушной струи.
Действующие тупиковые выработки должны быть обеспечены приборами и аппаратурой контроля содержания метана и углекислого газа. Контроль содержания метана у проходческих и выемочных комбайнов должен производиться при помощи автоматических приборов.
При дистанционном управлении комбайнами допускается контроль содержания метана при помощи стационарной аппаратуры или переносных автоматических приборов.
Автоматическая стационарная аппаратура контроля содержания метана должна при недопустимой концентрации метана обеспечивать автоматическое отключение электроэнергии с потребителей расположенных в соответствующих забоях а также в выработках по которым проходит контролируемая воздушная струя с повышенным содержанием метана.
Контроль концентрации метана в газовых шахтах должен осуществляться во всех выработках где может выделяться или накапливаться метан. Места и периодичность замеров устанавливаются начальником участка ВТБ и утверждаются техническим руководителем эксплуатирующей организации.
Аварийные случаи загазирования выработок независимо от продолжительности загазирования (кроме местных скоплений у комбайнов врубовых машин и буровых станков) должны расследоваться.
Один раз в квартал должен составляться перечень участков горных выработок опасных по слоевым скоплениям метана. Контроль за слоевыми и местными скоплениями метана должен проводиться в порядке установленном Госгортехнадзором России.
В тупиковых выработках проводимых с применением электроэнергии и проветриваемых ВМП кроме вертикальных стволов и шурфов должна применяться аппаратура автоматического контроля расхода воздуха.
В шахте должна применяться аппаратура автоматического контроля работы и телеуправления ВМП с электроприводом а также централизованный телеконтроль расхода воздуха на выемочном участке.
4.2 Аппаратура АГК автоматизированной системы диспетчерского контроля и управления горным предприятием АСКУ фирмы «Davis Derby»
Аппаратура АГК системы обеспечивает непрерывный контроль содержания метана кислорода оксида углерода в рудничном воздухе а также индикации скорости воздушного потока в шахте в местах установки датчиков; защитное отключение электроэнергии с контролируемого объекта при достижении предельно допустимых норм по ПБ; передачу непрерывной информации о содержании метана оксида углерода и кислорода на диспетчерский пункт и ее регистрацию [20].
Места установки датчиков АГК определены "Правилами безопасности" и "Инструкцией по системе аэрогазового контроля в угольных шахтах" РД 05-429-02 издание 2002г.:
- На исходящих струях шахты там где имеется электроэнергия датчики настраиваются на 075%.
- Датчики стационарной аппаратуры контроля содержания метана в призабойных пространствах тупиковых выработок устанавливаются под кровлей на расстоянии 3-5м от забоя с уставкой срабатывания 2%.
- Слоевые датчики контроля содержания метана устанавливаются под кровлей выработки на расстоянии 10-20 м от груди забоя с уставкой срабатывания 2%.
- В исходящих струях тупиковых выработок устанавливаются на расстоянии 10-20м от устья выработки под кровлей с уставкой на отключение электроэнергии на 1%.
- У передвижных подстанций – на расстоянии 10-15 м от подстанции в сторону забоя под кровлей на стороне противоположной вентиляционному трубопроводу с уставкой на отключение электроэнергии на 1%.
- В исходящих струях очистных выработок устанавливаются на расстоянии 10-20м от очистного забоя датчик с уставкой на отключение на 1%.
- В исходящих струях выемочных участков - в начале вентиляционного штрека в 10-20 м от ходка уклона бремсберга или промежуточного квершлага с уставкой на отключение электроэнергии на 1%.
- В камерах для машин и электрооборудования проветриваемых исходящими струями воздуха - у кровли на входе в камеру со стороны поступающей в камеру вентиляционной струи с уставкой на отключение на 1%.
Телеконтроль расхода воздуха осуществляется косвенным методом при помощи датчиков скорости потока. На диспетчерский пункт выводится информация от датчиков скорости воздуха световая и звуковая сигнализация при количестве поступающего воздуха ниже расчетного.
Датчики контроля скорости воздушного потока устанавливаются:
- в исходящих струях выемочных участков - в начале вентиляционного штрека в 10-20 м от сопряжения с ходком уклоном бремсбергом или промежуточным квершлагом;
- в поступающих струях выемочных участков - в 10-20 м от места входа поступающей струи на участок.
С пульта дистанционного контроля системой осуществляется централизованный контроль за положением вентиляционных дверей в шлюзах предназначенных для предупреждения закорачивания вентиляционных струй поступающих на крыло панель. Система контроля за положением вентиляционных дверей на выемочных участках должна иметь блокировку со схемой энергоснабжения препятствующую подаче электроэнергии на соответствующие объекты при закорачивании вентиляционных струй воздуха.
4.3 Оперативный контроль концентрации метана
Все рабочие ведущие работы в тупиковых и очистных выработках и в выработках с исходящими вентиляционными струями шахты должны обеспечиваться индивидуальными сигнализаторами метана.
У забоев действующих тупиковых выработок стволов в исходящих вентиляционных струях тупиковых и очистных выработок и выемочных участков при отсутствии автоматического контроля замеры концентрации метана должны производиться не реже трех раз в смену. Один из замеров должен выполняться в начале смены. При этом не реже одного раза в смену замеры должны проводиться работниками участка ВТБ.
В поступающих в тупиковые и очистные выработки вентиляционных струях в тупиковых и очистных выработках где не ведутся работы в исходящих струях крыльев и шахт а также и в прочих выработках замеры концентрации метана должны осуществляться работниками участка ВТБ не реже одного раза в сутки.
В машинных камерах замеры концентрации метана должны выполняться сменными инженерно-техническими работниками участка или персоналом обслуживающим камеры - не реже одного раза в смену и работниками участка ВТБ - не реже одного раза в сутки.
В тупиковых выработках и на выемочных участках и в стволах оснащенных стационарной аппаратурой контроля содержания метана работниками участка ВТБ должны производиться замеры не реже одного раза в сутки.
Результаты замеров концентрации метана заносятся на доски установленные в порядке установленном Госгортехнадзором России. Сменные инженерно-технические работники участка ВТБ кроме того заносят результаты выполненных ими замеров в наряд-путевки.
Инженерно-технические работники участка ВТБ должны передавать по телефону результаты замеров начальнику (заместителю или помощнику начальника) участка ВТБ который обязан ознакомить с ними и с показаниями стационарной автоматической аппаратуры контроля содержания метана под расписку начальников (заместителей или помощников начальников) участков а также лицо выдающее наряд по шахте.
Все инженерно-технические работники при посещении шахты а также бригадиры (звеньевые) на рабочих местах обязаны производить замеры содержания метана и углекислого газа. В случае обнаружения недопустимого содержания метана или углекислого газа они должны принимать соответствующие меры.
Для безопасного производства работ связанных со вскрытием оболочки электрооборудования и прикосновением к токоведущим частям необходимо проверить отсутствие опасной концентрации метана в месте предполагаемой работы. Средняя концентрация метана определяется в соответствии с инструкцией и при этом по сечению выработки не должна превышать 1° а местные скопления — 2%.
Замеры концентрации метана должны выполняться в порядке установленном Госгортехнадзором России приборами типа «ШИ-10» «ШИ-11» «Сигнал» и другими аналогичными приборами.
Охрана труда - это система организационных мероприятий и технических средств предотвращающих воздействие на работающего опасных и вредных производственных факторов [1]. Основные положения по охране труда изложены в Конституции РФ Кодексе законов о труде «Правилах безопасности » «Правилах технической эксплуатации » «Единых правилах безопасности при взрывных работаю» стандартах безопасности труда. Указанные документы регламентируют порядок безопасного ведения горных работ в них говорится об обязанностях рабочих и предприятий. Правила безопасности имеют силу закона за нарушение их виновные несут ответственность в дисциплинарном административном или судебном порядке в зависимости от характера и степени нарушений и его последствий.
Производственные факторы по своему воздействию на работающего подразделяются на опасные и вредные. Опасные производственные факторы - это такие факторы воздействие которых на работающего в определенных условиях приводит к травме или другому внезапному резкому ухудшению здоровья. К вредным производственным факторам относятся факторы воздействие которых на работающего приводит к заболеванию или снижению работоспособности.
По природе действия опасные и вредные производственные факторы подразделяются на физические химические биологические и психофизические.
Непосредственно охраной труда управляют в процессе работ руководители и инженерно-технические работники хозяйственных организаций: участков цехов служб и предприятий. В управлении и осуществлении надзора участвуют работники всех производственно-технологических подразделений а также специальных служб по охране труда (отделов участков и т. д.). Каждый руководящий и инженерно-технический работник должен знать и выполнять свои обязанности по охране труда а также нести ответственность за их выполнение.
Руководство всей работой по охране труда на предприятии возлагается на генерального директора. Технический директор (главный инженер) заместитель директора по производству главный механик и другие руководящие работники шахты возглавляют работу по тем вопросам которые связаны с кругом их обязанностей.
Управление охраной труда на шахте включает следующие функции:
- прогнозирование опасностей и вредностей которые могут возникнуть при выполнении технологических процессов применении оборудования и организации труда и производства разработка мер по их устранению и контроль за их выполнением;
- разработка специальных технических организационных и экономических мероприятий по улучшению охраны труда и организация их выполнения;
- планирование работ по охране труда;
- контроль за выполнением положений «Единой системы организации работ по охране труда» разработка разделов или пунктов должностных инструкций и положений о структурных подразделениях предприятия касающихся охраны труда и контроль за их выполнением;
- совершенствование структуры специальных служб и организаций по охране труда их укомплектование и оснащение материальными средствами принятие мер по повышению эффективности их работы;
- осуществление оперативных и плановых проверок состояния охраны труда на участках в цехах и на отдельных рабочих местах и путях передвижения людей оценка работы проверяемых подразделений и их руководителей учет этой оценки при проведении итогов производственной работы и определении поощрений;
- сбор статистических данных по вопросам охраны труда их обработка анализ и хранение а также использование в работе по улучшению охраны труда;
- организация контроля за подготовкой трудящихся к безопасному и эффективному труду: обучение инструктаж и т. д. проверка подготовленности работающих к исполняемой работе;
- организация разработки и внедрения организационно-технической документации по охране труда контроль соответствия документации требованиям инструкций по охране труда разработка и внедрение безопасных приемов труда.
ПРИМЕНЕНИЕ БЕСПРОВОДНОЙ СИСТЕМЫ СВЯЗИ «GRANCH SM WLAN» В УСЛОВИЯХ ФИЛИАЛА «ШАХТА «АЛАРДИНСКАЯ»
1 Актуальность проблемы
Одной из основных проблем существующих на предприятиях с подземной добычей угля остается обеспечение контроля и управления безопасностью ведения горных работ[1]. Существующая система общешахтной автоматической телефонной связи филиала выполняет следующие основные функции [20]:
- функции сети автоматической телефонной связи для абонентов поверхности и подземных комплексов шахты;
- функции связующего и коммутационного центра для всех проектируемых систем связи;
- обеспечивает выход во внешние сети связи.
В качестве коммутационного узла связи служит АТС которая предоставляет услуги автоматической телефонной связи абонентам участвующим в производственных процессах шахты в том числе в подземных горных выработках.
Данная система не обеспечивает наблюдение за местоположением людей в шахте что осложняет оповещение и поиск людей в случае аварии. При возникновении опасных ситуации (обвал и др.) увеличивается время на предупреждение об опасности и принятие мер безопасности. Также данная система вызывает остановки в работе и потери времени связанные с перемещеним к аппарату горно-шахтной связи.
Последние крупные аварии под землей на шахтах «Тайжина»-2004г [25] и «Ульяновская»-2007г (ОАО УК «Южкузбассуголь») показали необходимость внедрения на шахтах систем наблюдения за местоположением людей в шахте оповещения и поиска в случае аварии.
2 Анализ беспроводных систем связи
2.1 Анализ беспроводных систем связи зарубежного производства
) Система радиосвязи ТТ 156R
Системы радиосвязи ТТ 156R имеют широкую сферу применения позволяют осуществлять идентификацию персонала и транспортных средств голосовую передачу передачу данных и видеопередачу вдоль «излучающего кабеля» [28]. Гибкость систем с «излучающим кабелем» дает возможность выбора таких компонентов и такой конфигурации Системы которая будет отвечать любым требованиям потребителя. Система позволяет осуществить до 32 каналов ГолосДанные и до 16 каналов Видео или каналов FM. Система состоит из «излучающего кабеля» усилителей с двумя направлениями устанавливаемых через каждые 350 или 500 м а так же разветвлений и терминала. ТТ 156R может работать как со световодовными линиями так и традиционными телекоммуникационными линиями.
Система использует «излучающий кабель» как магистральную коммуникационную линию которая выполняет роль антенны распределяя радиосигнал в шахтной системе штреков. Системы ТТ 156R исключают необходимость монтажа и консервации десятков традиционных телекому никационных кабелей. Ремонт «излучающего кабеля» может быть произведен обслуживающим персоналом в течении нескольких минут по сравнению с ремонтом магистрального телекоммуникационного кабеля который может занять гораздо больше времени.
Остановка в работе и потеря времени на перемещение к расположенному вблизи аппарата горно-шахтной связи - это прошлое там где действует система. Для переговоров с любого места вдоль трассы протянутого кабеля у рабочих имеются переносные радиотелефоны. Благодаря чему при возникновении опасных ситуации (обвал и др.) сокращено время на предупреждение об опасности и принятие мер безопасности.
Системы радиосвязи ТТ 156R имеют следующие достоинства:
- легкий монтаж и перемонтаж;
- высокая пропускная способность передачи информации;
- совершенствование управлением технологического процесса;
- увеличение производительности работы;
- быстрая передача данных;
- улучшает безопасность и условия работы.
Благодаря модульному строению системы ТТ 156R имеется возможность начать работу с минимальной конфигурацией состоящей из одного иди двух каналов с дальнейшей возможностью увеличения их количества в соответствии с потребностями шахты Это свойство системы ТТ 156R делает их экономически выгодными и наиболее популярными системами этого типа на свете. Телеметрическая система Smart Amp обеспечивает беспроводное соединение и передачу данных между технологическим объектом и поверхностью или другими удаленными пунктами в шахте вдоль трассы заинсталированного излучающего кабеля.
Контроль за перемещением персонала и транспортных средств производится при помощи пассивных или активных маяков-ответчиков (запитывающихся от аккумулятора светильника). Система позволяет вести мониторинг перемещения персонала и транспортных средств как под землей так и на поверхности. Система управления движением - применение технологии TelTag и TelData дает эффективный метод контроля и управления рельсовым и колесным транспортом как под землей так и на поверхности.
Данные технологии дают возможность так же операторам транспорта определять приближение объектов и их характеристику (легкие тяжелые или люди). Все системы контроля за перемещением транспортных средств или персонала могут быть собраны в общей базе данных дающей возможность графического воспроизведения процессов индентификации и управления персоналом и оборудованием.
Предлагаемая система гарантирует до 24 каналов видео обеспечивая возможность мониторинга любого пункта на территории шахты. Камера SmartAmp монтируется в течении нескольких минут в любом месте «излучающего кабеля» очень простым способом не требующим никакого специального инструмента. Цветная передача позволяет производить мониторинг работы добывающего оборудования: погрузочные машины конвейеры дробилки перегружатели и т.п. особенно в местах опасных по горным ударам обеспечивая безопасность работы. Камеры могут быть объединены в систему предупреждения об изменениях в работе оборудования.
Системы работающие с «излучающим кабелем» обеспечивают громкую выразительную голосовую связь без помех на территории всей шахты. Громкоговорящая связь на поверхности и под землей дает возможность быстрой передачи информации и сокращает время передачи сообщений в случае каких-либо аварий или опасных ситуаций.
) Система слежения фирмы «Вескеr»
Система слежения фирмы «Веcкеr» позволяет определять местонахождение любого абонента сети с точностью ±5 метров в произвольном месте предприятия [26]. Обладая мощными ресурсами для поддержания надежной связи в любой точки предприятия подсистема может быть использована для наблюдения за местоположением людей в шахте оповещения и поиска в случае аварии. Система использует «излучающий кабель» как магистральную коммуникационную линию которая выполняет роль антенны распределяя радиосигнал в шахтной системе штреков.
Рисунок 8.1 – Структурная схема системы слежения фирмы «Веcкеr» [26]
В качестве важного достоинства системы следует отметить простоту и высокую скорость по перестроению конфигурации и изменению зоны радиопокрытия что позволяет использовать систему для обеспечения подвижной связью не только в условиях капитальных горных выработок но и на производственных участках в условиях постоянного изменения топологии выработок.
Транспондер и соответствующие светильники предназначены для приема и обработки передаваемого радиосигнала преобразования его в мигание лампы шахтного головного светильника. В состав светильников входят радиоблоки располагаемые в крышке батареи питания светильника и обеспечивающие прием радиосигналов комплекса. Радиоблоки содержат радиометки системы позиционирования горнорабочих и транспорта которые обеспечивает контроль нахождения персонала в рабочих зонах определение направления и скорости его движения.
2.2 Анализ отечественных беспроводных систем связи
) Система связи «Гудвин Бородино»
Возможность использования в системе взрывозащищенных базовых станций БСТП-i и базовых станций общего назначения позволяет производить оптимальное построение единой сети радиосвязи DECT обслуживающей абонентов взрывоопасных и безопасных зон связи.
Наличие в системе возможности по подключению к внешней локальной вычислительной сети и организации передачи данных от терминальных абонентских устройств ТАРБ с канальной скоростью 32 кбитсек предоставляет дополнительные возможности по использованию каналов передачи данных в системах АСУ особенно при построении дублированныхрезервированных транспортных систем для передачи данных.
В качестве важного достоинства системы следует отметить простоту и высокую скорость по перестроению конфигурации и изменениюмодификации зоны радиопокрытия что позволяет использовать систему для обеспечения подвижной связью не только в условиях капитальных горных выработок но и на производственных участках в условиях постоянного изменения топологии выработок.
Возможности системы по передаче данных могут быть использованы для построения вычислительной сети в опасных условиях горных выработок для организации наложенных подсистем технологического обеспечения например для регистрации и учета персонала сигнализации и оповещения о появлении абонента в опасной зоне и т.п.
Таблица 8.1- Характеристика системы связи «Гудвин Бородино» [27]
Зона радиопокрытия БС при круговой антенне м
Зона радиопокрытия БС при направленной антенне м
Дальность выноса БС по меди км
Питание от ЭПУ постоянным напряжением В
Средняя мощность излучения на канал мВт
Общее количество базовых станций в системе шт.
Максимальное количество одновременных разговоров в системе
Максимальное количество абонентов в системе
) Система беспроводного подземного оповещения «Радиус-2»
Система беспроводного подземного оповещения персонального вызова наблюдения и поиска людей застигнутых аварией «Радиус-2» предназначена для обеспечения выполнения требований правил промышленной безопасности на подземных рудниках и шахтах в том числе опасных по газу и пыли в соответствии с п. 41 49 ПБ 05-618-03 и п. 31 ПБ 03-553-03 [29].
Система «Радиус-2» является комплексом интегрирующим без значительных затрат в единой системе беспроводного подземного аварийного оповещения и персонального вызова новые дополнительные функции поиска людей застигнутых аварией — подсистема «Радиус Поиск» и наблюдения местоположения людей в шахте и автоматический табельный учет— подсистема «РадиуСкан».
Система «Радиус-2» обеспечивает повышение оперативности спасательных работ в аварийной ситуации и в управлении подземным горным производством. Горный диспетчер имеет возможность мгновенно передать с пульта установленного нa поверхности шахты сквозь толщу горных пород в любое место шахты сигнал общего аварийного оповещения для эвакуации людей из шахты или персонального вызова шахтеру для связи с диспетчером с ближайшего телефона. Зона действия системы: в любом месте шахты на любую глубину сквозь горный массив независимо от проводимости пород.
Емкость кодов системы «Радиус-2»: персонального вызова — 1024 общего оповещения по типу аварии — 4. Передача цифровых или текстовых сообщений — 16 запрограммированных сообщений [29].
Принцип действия аппаратуры беспроводного подземного аварийного оповещения и персонального вызова построен нa использовании технологии передачи сигналов сквозь горный массив. В случае предаварийной или аварийной ситуации (уровень содержания метана пожар обвал ) диспетчер шахты пульта управления передающего устройства установленного на поверхности шахты передает кодовые радиосигналы аварийного оповещения или персонального вызова в подземные выработки сквозь толщу горных пород.
Шахтерское абонентское устройство приемное встроенное в крышку светильника принимает сигналы преобразовывает их в мигание лампы светильника различной частоты и длительности и в звуковые сигналы. По типу этих сигналов шахтеры получают информацию о происходящих событиях в шахте — Авария или Вызов.
Устройство передающее (ПРД-2) конструктивно состоит из усилителя мощности (УМ) блока контроля согласования (БКС) пульта дистанционного управления (ПДУ) антенно-фидерного устройства (АФУ).
В зависимости от геометрических размеров шахтного поля геоэлектрических свойств горных пород устройство передающее комплектуется усилителями мощности 125; 25; 50; 10; 15 кВт.
Управление устройством передающим осуществляется от пультов местного и дистанционного управления (ПДУ) или от персонального компьютера с помощью интерфейса RS-485 и программного обеспечения Radius для Windows.
Максимальное удаление пульта дистанционного управления от передатчика — 1 км. Для обеспечения управления на расстоянии более 1 км могут быть использованы локальные сети Ethernet (витая пара оптоволокно радиоканал) сетевые протоколы ModBusRTU ModBusTCP или аналоговые модемы работающие по выделенной телефонной паре.
Передача сообщений осуществляется посредством низкочастотных электромагнитных волн с использованием сетки частот от 25 Герц до 2500 Герц с шагом 50 Герц.
Сетка частот дает возможность выбрать оптимальную частоту просвечивания горных пород в зависимости от ее удельной проводимости. Передающее устройство может программно переходить с одной частоты на другую. Разделение по частоте позволит решить проблему совместимости шахтных полей избирательным образом.
Передающая антенна (АФУ) должна располагаться в невзрывоопасных зонах на поверхности земли в скважинах или подземных выработках не опасных по газу и пыли.
В зависимости от специфики горно-геологических условий рудников и шахт АФУ выполняется в виде протяженной до нескольких километров однопроводной электрической линии заземленной на концах сориентированной по оси простирания самого протяженного участка зоны оповещения.
АФУ может быть выполнено также в виде петли (рамки) проложенной по периметру зоны оповещения или многовитковой рамки с меньшей площадью витка.
Антенный провод изолированный от среды может быть подвешен по опорам ЛЭП проложен на поверхности земли в грунте или в шахтных подземных выработках. В любых вариантах расположения АФУ должна быть гарантирована напряженность поля достаточная для нормальной работы устройств приемных т. е. должно быть обеспечено доведение сообщений до персонала шахты независимо оттого в каком месте они находятся.
Интегрирующим сигнально-информационным устройством системы «Радиус-2» является шахтерское многофункциональное приемное устройство «Радиус 1-ПРМ 8» встраиваемое внутрь корпуса взрывобезопасного шахтного головного светильника.
В зависимости от назначения встраиваемое устройство приемное «Радиус 1-ПРМ 8» с основной функцией:
оповещение об аварии персональный вызов людей независимо оттого в каком месте шахты они находятся дополняется функциями:
поиск застигнутых аварией людей в шахте
наблюдение местоположения автоматический табельный учет персонала шахты.
Система "РадиуСкан" входящая в единую систему "Радиус-2" предназначена для наблюдения и определения местоположения персонала в подземных выработках в реальном времени с точностью до участка горных выработок а также для контроля доступа и учета рабочего времени.
Система наблюдения местоположения подземного персонала состоит из стационарных считывателей и активных RFID-меток. Считыватели отслеживают людей входящих и выходящих из рабочих участков.
RFID-метка через специальный разъем устанавливается на печатную плату устройства приемного "Радиус 1 - ПРМ 8" и без значительных затрат обеспечивает дополнительную функцию наблюдения к существующим функциям: аварийное оповещение персональный вызов и поиск. Весь персонал шахты и техника снабжаются RFID-метками с индивидуальным номером. При прохождении шахтера снабженного RFID меткой возле считывателя происходит считывание индивидуального номера и через сеть RS-485 в режиме реального времени происходит передача информации на компьютер диспетчера шахты. Время и место идентификации вносится в базу данных и диспетчер может определить местоположение этого шахтера. Объективная информация о местоположении персонала полученная на момент аварии позволяет повысить оперативность горно-спасательных работ при эвакуации персонала во время аварии и обеспечить выполнение требования правил безопасности в угольной шахте.
Система "Радиус Поиск" входящая в состав единой системы "Радиус-2" предназначена для поиска людей застигнутых аварией. Системы "Радиус Поиск" состоит из портативного носимого поискового устройства шахтного радиопеленгатора "Радиус ШРП" и миниатюрных радиомаяков.
Для обнаружения и поиска людей в аварийных ситуациях применяются радиомаяки встроенные в «Радиус 1-ПРМ 8» излучающие специальные сигналы позволяющие определить их местонахождение шахтными радиопеленгаторами «Радиус ШРП» сквозь толщу горных пород на расстоянии 20 метров.
Радиомаяк включается с пульта системы «Радиус-2» диспетчером шахты через толщу горных пород в любом месте независимо оттого где находится пострадавший шахтер. По мере приближения радиопеленгатора к радиомаяку амплитуда сигнала увеличивается. Это дает возможность определить направление и расстояние до маяка.
Информация о дистанции отображается на цифровом табло радиопеленгатора и сопровождается звуковым сигналом.
Рисунок 8.2 – Система «Радиус-Поиск»
Основные характеристики «Радиус Поиск» приведены в таблице 8.2.
Таблица 8.2- Основные характеристики «Радиус Поиск» [29]
Максимальная дальность обнаружения в открытых выработках м
Дальность обнаружения сквозь завал горных пород м
Точность обнаружения м
Основные достоинства единой системы «Радиус-2» [29]:
- Наличие в системе «Радиус-2» подсистемы «Радиус Поиск» в составе носимого поискового шахтного радиопеленгатора и радиомаяка шахтерского включаемого с поверхности шахты диспетчером для поиска и определения местоположения шахтера сквозь завал в аварийной ситуации.
- Интегрирование в одном миниатюрном шахтерском абонентском устройстве встроенном в крышку шахтного головного светильника всех требуемых пунктом 41 Правил безопасности функций: оповещение вызов наблюдение и поиск людей застигнутых аварией в шахте.
- Расположение АФУ системы «Радиус-2» в скважинах и на поверхности шахты в безопасной неразрушаемой при аварии зоне обеспечивающее передачу сигналов на любую глубину и в любое место шахты как до аварии во время аварии так и после аварии при проведении горноспасательных работ.
) Система позиционирования горнорабочих и транспорта СПГТ-41
Система позиционирования горнорабочих и транспорта СПГТ-41 (СПГТ) предназначена для обеспечения наблюдения за положением персонала находящегося в шахте и предоставление информации о его местонахождении шахтным и аварийно-спасательным службам [30].
СПГТ-41 предназначена для применения в подземных выработках шахт и рудников в том числе опасных по газу пыли и внезапным выбросам. СПГТ может использоваться как резервный канал аварийного оповещения. СПГТ может использоваться для создания защищаемых зон появление персонала в которых должно сопровождаться противоаварийными или другими действиями. СПГТ могут интегрироваться с системами типа «Микон» другими автоматизированными системами оперативно-диспетчерского управления (АСОДУ) и табельного учета.
СПГТ использует технологию активных RFID-меток и обеспечивает работу в аварийной ситуации в течение 16-24 часов при отсутствии сетевого питания.
СПГТ имеет 4-уровневую структуру: 1-й уровень - радиоблоки горнорабочих и транспортных средств; 2-й уровень - стационарные считыватели УРПТ-485 устанавливаемые в подземных выработках в ламповой и на входе в шахту (рудник) повторители и барьеры искробезопасности ПБИ-485 и источники питания; 3-й уровень - сервер и конвертеры интерфейсов; 4-й уровень - автоматизированные рабочие места диспетчеров. Технические средства СПГТ размещаются на поверхности и в подземных выработках.
На поверхности расположены:
- сервер - компьютер с соответствующим программным обеспечением подключенный к локальной сети предприятия управляет связью со считывателями (Сч) осуществляет обработку получаемой от них информации определяет текущее местоположение персонала;
- рабочее место диспетчера - компьютер с соответствующим программным обеспечением подключенный к локальной сети предприятия обеспечивает получение от сервера данных о местоположении персонала (подвижного оборудования) их визуализацию и поиск на планах горных выработок;
- рабочее место КИП - компьютер с соответствующим программным обеспечением который оборудован устройством проверки и программирования персональных радиоблоков (РБ);
- считыватели (Сч) - стационарные приемопередатчики УРПТ-485 (ТУ 3148-014-78576787-2007) устанавливаемые на входе в шахту (клеть);
- конвертеры интерфейсов (КИ) - устройства обеспечивающие подключение локальных иили удаленных считывателей к серверу через различные системы связи;
- рабочее место ламповщицы - компьютер с соответствующим программным обеспечением подключенный к локальной сети предприятия и оборудованный специальным считывателем является первичным местом регистрации персонала перед входом обеспечивает отображение по месту установки табельного номера Ф.И.О. горнорабочего время получения и сдачи головного светильника и т.д.;
- барьеры искробезопасности (БИ) - повторители-барьеры искробезопасности которые обеспечивают гальваническое разделение и искробезопасность линий передачи данных между конверторами интерфейсов (КИ) и устройствами находящимися в подземных выработках;
- искробезопасные источники питания с аккумуляторной поддержкой для питания БИ.
В подземных выработках расположены:
- повторители (ПВ) - повторители-барьеры искробезопасности ПБИ-485.01 которые используются для удлинения линии передачи данных иили увеличения количества считывателей подключаемых к линии;
- считыватели (Сч) - стационарные или размещаемые на транспортных средствах приемопередатчики типа УРПТ-485 контролирующие наличие и направление движение тэгов и передающие данные об этом серверу устанавливаются на входах в горные выработки участки забои и пр.;
- искробезопасные источники питания с аккумуляторной поддержкой (на рисунке 3 не показаны) для питания Сч и ПВ;
- ящики монтажные ЯСУ (ТУ 3148-012-44645436-2007) используемые для коммутации искробезопасных линий питания и связи.
Персонал перед входом в подземные выработки снабжается тэгами которые встраиваются в шахтерские головные светильники. Тэг может быть выполнен как часть шахтерского пейджера (ШП) или в виде отдельного носимого устройства со встроенной аккумуляторной батареей. Тэги при нахождении в зоне действия Сч устанавливают с ними радиосвязь и передают номер тэга.
Считыватели могут комплектоваться кнопками для передачи различных аварийных сигналов (задымление пожар затопление несчастный случай и пр.) с места установки диспетчеру что позволяет сократить общее время реагирования на аварийные ситуации.
Таблица 8.3- Характеристика системы связи СПГТ-41[30]
Максимальное время опроса всех считывателей мин
Количество магистралей связи шт.
Количество считывателей общее шт.
На одной магистрали связи шт.
Количество тэговне более
Параметры двухсторонней радиосвязи «тэг - считыватель»: - режим - максимальное расстояние м
Максимально допустимая скорость перемещения тэга мс
Дальность передачи данных считывателю (в прямой видимости) м не более
Уровень и вид взрывозащиты считывателя УРПТ-485
Система связи RS-485
Количество устройств на одной магистрали без с повторителямине более
Максимальное расстояние передачи данных без повторителя м
Напряжение сетевого питания (50 Гц) В
Искробезопасное напряжение питания постоянного тока В
Аккумуляторная поддержка питания технических средств
Персонал и транспортные средства на которых установлены тэги могут находиться на поверхности и в подземных выработках. Количество тэгов определяется списочным составом шахты (рудника) и количеством транспортных единиц используемых в подземных выработках. Конвертеры интерфейсов (КИ) обеспечивают возможность передачи потока данных которым обмениваются сервер и Сч через собственный канал связи или через универсальные (высокоскоростные) системы передачи данных других производителей предоставляющие интерфейс RS-485.
Программные и технические средства системы СПГТ обеспечивают:
- контроль наличия персонала (подвижного оборудования);
- формирование защищаемых зон при наличии персонала в которых формируются предупреждающие сигналы противоаварийные действия и пр.;
- передачу на сервер данных о зарегистрированных тэгах и направлении их движения обработку данных от Сч для определения участков горных выработок в которых находятся тэги; архивирование в базе данных информации о перемещении тэгов с предоставлением стандартного высокоуровневого доступа;
- формирование резервного канала аварийного оповещения;
- управление системой связи со считывателями в том числе через системы передачи данных других производителей;
- передачу на сервер сообщения о различных опасных и аварийных ситуациях которые формируются на месте установки Сч с помощью кнопочного пульта;
- регистрацию аварийных событий и нарушений в работе СПГТ.
Считыватели обеспечивают определение направления движения тэга в зоне их действия что позволяет контролировать вход и выход персонала в зону на границе которой установлен считыватель. После подачи питания считыватели устанавливают связь с тегами (РБ) в зонах своего действия. Определение направления движения осуществляет микропроцессор который управляет двумя приемопередатчиками с направленными антеннами. Во время движения персонала тэг последовательно фиксируется сначала в одной потом в другой зонах что позволяет определять направление движения. При появлении в зоне считывания тегов считыватели устанавливают с ними связь и получают их уникальные номера. По командам сервера считыватели передают ему информацию о зарегистрированных тэгах направлении их движения другие данные проводят передачу дублирующего сигнала аварийного оповещения тэгам находящимся в зонах действия и пр.
Считыватель имеет возможность автономной работы в случае временного отказа линии связи с сервером или остановки сервера при этом список зарегистрированных на считывателе тэгов сохраняется в энергонезависимой памяти и передается на сервер при первом запросе после восстановления работоспособности системы.
Взаимодействие между считывателем и тэгом является двунаправленным и беспроводным. Система связи делится на гальванически изолированные сегменты длиной до 35 км к каждому из которых можно подключить до 15 считывателей. Линии связи RS-485 образуют магистрали каждая из которых подключается к физическому или виртуальному последовательному порту сервера при этом на каждой магистрали может находиться до 254 считывателей.
На рабочем месте диспетчера используется ПО отображающее на планах горных выработок местоположение носителей тэгов (персонала и подвижного оборудования) и направление их движения. При этом обеспечивается: просмотр списка рабочих (носителей тэгов) находящихся в указанной зоне в том числе защищаемой; поиск зоны в которой находится заданный тэг; печать соответствующих отчетов и т.п.
Выпуск технических средств системы СПГТ-41 осуществляется на Уральском заводе информационно-управляющих систем (000 «УралЗИУС»).
) Беспроводная системы связи «Granch SM WLAN»
Система связи «Granch SM WLAN» НПФ «Гранч» аварийного оповещения и селективного вызова предназначена для обеспечения оповещения горнорабочих и ИТР находящихся в подземных выработках об авариях и их индивидуального (селективного) вызова а также микросотовой связи [24].
Система предоставляет возможность передавать речь видеоизображение управляющую и телеметрическую информацию из одной произвольной точки угледобывающего предприятия в другую. Система может быть использована для наблюдения за местоположением людей в шахте оповещения и поиска в случае аварии основной и аварийной системы связи системы контроля и ограничения доступа на объект. Микросотовый телефон обеспечивает двухстороннюю голосовую связь с любым абонентом телефонной сети предприятия.
3 Применение беспроводной системы связи «Granch SM WLAN» в условиях филиала «Шахта «Алардинская»
3.1Обоснование применения беспроводной системы связи «Granch SM WLAN»
Проектом принимается для обеспечения наблюдения за местоположением людей в шахте оповещения и поиска в случае аварии в филиале «Шахта «Алардинская» системы связи «Granch SM WLAN» НПФ «Гранч» г. Новосибирска. Система является наиболее приемлемой соотношению «цена-качество» позволяет определять местонахождение любого абонента сети с точностью ±5 метров в произвольном месте предприятия. Система может быть использована для наблюдения за местоположением людей в шахте оповещения и поиска в случае аварии основной и аварийной системы связи системы видеонаблюдения системы контроля и ограничения доступа на объект.
Система обеспечивает повышение оперативности спасательных работ в аварийной ситуации.
Преимущества системы перед другими аналогичными автоматизированными системами [24]:
- универсальность единая концепция построения системы;
- возможность обеспечения технологической и аварийной связи в шахте;
- возможность использования ресурсов уже существующей сети в том числе и Интернет;
- высокая надежность системы;
- наличие шифрованного канала передачи данных который обеспечивает безопасный режим работы даже по открытым сетям;
- резервные каналы передачи данных на всех уровнях системы.
Близость завода изготовителя позволит снизить транспортные и эксплуатационные расходы уменьшить затраты на техническое обслуживание системы.
3.2 Назначение и принцип действия беспроводной системы связи «Granch SM WLAN»
Система связи «Granch SM WLAN» НПФ «Гранч» аварийного оповещения и селективного вызова предназначена для выполнения требований § 41 ПБ 05-618-03 в части обеспечения оповещения горнорабочих и ИТР находящихся в подземных выработках об авариях и их индивидуального (селективного) вызова а также микросотовой связи. Система предоставляет возможность передавать речь видеоизображение управляющую и телеметрическую информацию из одной произвольной точки угледобывающего предприятия в другую [24].
Система связи «Granch SM WLAN» совместно с передающей антенной может быть использован в подземных выработках шахт и рудников и в их наземных строениях опасных по рудничному газу иили пыли с простиранием шахтного поля до 10 км и глубиной шахт до 1000 м.
Система связи «Granch SM WLAN» имеет разрешение Федеральной службы по экологическому технологическому и атомному надзору на применение в рудниках и угольных шахтах в том числе опасных по газу и пыли № РРС 00-23291 от 02.02.2007.
Система связи «Granch SM WLAN» НПФ «Гранч» г. Новосибирск относится к системам связи четвертого поколения. Системы связи четвертого поколения характеризуются "интеллектом" равномерно распределенным между всеми элементами системы которые являются равноправными а их ресурсы - общими. Доведенной до логического завершения реализацией концептуальных идей систем четвертого поколения является структура основой которой служат датчики и исполнительные устройство являющиеся WWW-узлами в сети Еthernet предприятия.
В таких системах каждое исполнительное устройство имеет собственный IР-адрес и программное обеспечение для работы с протоколом ТСР IP. Многократное резервирование каналов связи использование протокола ТСР IP и реализующих его технических средств позволяет создавать исключительно живучие сети передачи информации от цифрового аудиа до видео-представления создавая информационную основу построения современных АСОДУ.
До настоящего времени в качестве физической среды передачи сигнала в этой системе использовались только проводные линии связи медные либо оптические. Причем скорость передачи информации по стандартному подземному телефонному кабелю в системе связи ГРАНЧ почти в тысячу раз выше чем в любой другой существующей сегодня подземной системе даже использующей специализированные медные кабели.
Это стало возможным благодаря использованию оригинальной технологии Granch SBNI - передачи данных по проводам. Скорость передачи информации обеспечиваемая этой технологией более чем достаточна для решения любой подземной технологической задачи что сделало нецелесообразным применение сложных в обслуживании оптических линий. Проблемой оставались только сами провода привязывающие устройство или абонента к определенному месту.
Система Granch предлагает беспроводное расширение подземной локальной сети - Wireless-LAN ("WLAN"). Система основана на технологии WiFi (IEEE 802.11) как наиболее популярной и стремительно развивающейся технологии беспроводной связи.
Подключение системы к автоматической телефонной станции (АТС) и к шахтной производственно-технологической системе связи и аварийного оповещения (ШТСИ) предоставляет абонентам радиотелефонной сети «Granch SM WLAN» при наличии сотового телефона через цифровой канал связи широкие возможности взаимодействия:
- связь между абонентами системы «Granch SM WLAN»;
- связь между абонентами системы «Granch SM WLAN» и абонентами АТС;
- выход абонента системы «Granch SM WLAN» в интегральную телефонную сеть общего пользования в которую включена АТС;
- предоставление абонентам системы «Granch SM WLAN» определенных услуг абонентов АТС;
- прямую связь с пультом горного диспетчера шахты с обеспечением:
- вызова абонента при нажатии на пульте диспетчера кнопки вызова данного абонента;
- технологического вызова диспетчера при наборе на телефоне номера «555»
- аварийного вызова диспетчера с одновременным вызовом диспетчера ВГСЧ при наборе на радиотелефоне номера «ЗЗЗ» или нажатии специальной «аварийной» кнопки.
- возможность использования в системе взрывозащищенных базовых станций и базовых станций общего назначения позволяет производить оптимальное построение единой сети радиосвязи обслуживающей абонентов взрывоопасных и безопасных зон связи.
Возможности системы по передаче данных могут быть использованы для построения вычислительной сети в опасных условиях горных выработок для организации наложенных подсистем технологического обеспечения например:
- регистрация и учет персонала;
- охранное телевидение ( приблизительно 1 кадр в секунду);
- сигнализация и оповещение о появлении абонента в опасной зоне;
- визуализация абонентов по службам и подразделениям;
В качестве важного достоинства системы следует отметить простоту и высокую скорость по перестроению конфигурации и изменению зоны радиопокрытия что позволяет использовать систему для обеспечения подвижной связью не только в условиях капитальных горных выработок но и на производственных участках в условиях постоянного изменения топологии выработок.
Система позволяет определять местонахождение любого абонента сети с точностью ±5 метров в произвольном месте предприятия. Обладая мощными ресурсами для поддержания надежной связи в любой точки предприятия подсистема может быть использована для полноценного решения всех требований параграфа 41 ПБ 05-618-03 а именно:
3.3 Устройство и характеристика беспроводной системы связи «Granch SM WLAN»
Комплекс оборудования содержит электрооборудование общего назначения и связанное искробезопасное электрооборудование предназначенные для установки вне опасной зоны а также взрывозащищенное искробезопасное электрооборудование (базовые станции БС) которое предназначено для установки в опасных зонах [24].
Область применения искробезопасного электрооборудования – взрывоопасные подземные выработки шахт и рудников взрывоопасные зоны помещений и наружных установок согласно маркировке взрывозащиты гл. 7.3. «Правил устройства электроустановок» (ПУЭ) и другим нормативным документам регламентирующим применение электрооборудования во взрывоопасной зоне. Взрывозащищенное оборудование базовых станций предназначено для расположения во взрывоопасных зонах с возможностью образования взрывоопасных смесей категории I и группы Т1 (рудничный газ).
Уровень взрывозащиты оборудования базовых станций – особовзрывобезопасное электрооборудование.
Предназначенные для использования в системе носимые радиотелефоны должны иметь взрывозащищенное исполнение в соответствии с требованиями ГОСТ 51330.0-99 ПУЭ и отраслевых правил безопасности.
Состав комплекса оборудования системы связи «Granch SM WLAN» месторасположение составных частей маркировка взрывозащиты степень защиты обеспечиваемая корпусами изделия класс электрооборудования по способу защиты человека от поражения током по ГОСТ 12.2.007.0-75 приведены в таблице 8.5.
Таблица 8.5 - Состав комплекса оборудования системы связи «Granch SM WLAN» [24]
Класс электро- оборудования
Базовая станция шахтная
Во взрывоопасной зоне
Мобильный искробезопасный радиотелефон
В качестве абонентского оборудования для эксплуатации в опасной зоне могут применяться радиотелефоны стандарта различных производителей имеющие соответствующее взрывозащищенное исполнение допущенные к применению Федеральной службой по технологическому надзору РФ.
Параметры всех интерфейсов информационного взаимодействия и назначение общих блоков в системе аналогичны параметрам и назначению блоков системы общего назначения «Granch». Дополнительные системные и технические решения для системы предназначены для обеспечения взрывозащиты электрооборудования комплекса и содержат в своей основе следующее:
- взрывозащищенное базовое оборудование для установок в опасных условиях горных выработок;
- искробезопасное информационное сигнальное присоединение оборудования взрывозащищенных базовых станций к блокам КБС-Upn-
- система дистанционного искробезопасного питания взрывозащищенного базового оборудования;
- безопасное подключение к оборудованию с питанием от сети 220В50Гц.
Краткие технические характеристики системы:
- протокол передачи информации
- скорость передачи информации до 56 Мбитс.
- отслеживание местоположения любого объекта оснащенного устройством радиосвязи с точностью ±5 м с отображением на пульте диспетчера и записью информации в базу данных;
- выдача спасательным подразделениям координат последнего местоположения объекта перед разрушением системы.
Основой системы является сеть базовых станций расставляемых вдоль всех горных выработок с шагом в 300-500м. Базовые станции обеспечивают непрерывное радиополе на всей шахте. Базовые станции обмениваются информацией между собой и с вышестоящими узлами как по проводным медным или оптоволоконным линиям связи так и по радиоканалу.
Искробезопасная шахтная базовая станция БС предназначена для эксплуатации в условиях горных выработок опасных по газу и пыли. Корпус базовой станции выполнен из прочного радиопрозрачного и антистатичного полиэфирного прессматериала.
В качестве источников питания и вышестоящего узла (маршрутизатора) используется контроллер базовых станций Granch SBTC-2 РОРВ. Сами контроллеры базовых станций связанны между собой и с локальной сетью предприятия на поверхности с помощью медных или оптоволоконных линий связи.
Питание контроллеров базовых станций осуществляется от шахтной силовой сети напряжением от 30 до 260В. Для обеспечения надежной бесперебойной работы системы контроллер базовых станций содержит два независимых ввода электроэнергии и встроенный аккумулятор большой емкости. Это позволяет обеспечивать бесперебойную работу подсистемы даже в случаях проблем с подачей электроэнергии.
Базовые станции по проводным соединениям подключаются к контроллерам базовых станций образуя кластер. Максимальное удаление базовых станций от контроллера кластера составляет до 25 км при питании от контроллера и до 10 км при подключении базовых станций к дополнительным источникам питания. Система может иметь произвольное количество кластеров а также использовать гибридный способ соединения (чередование проводного и беспроводного соединений) то есть покрывать любое количество горных выработок.
Электропитание базовых станций осуществляется искробезопасным напряжением 30-42В. Искробезопасное напряжение питания можно получать от контроллера базовых станций либо от отдельного источника питания. Контроллер базовых станций запитывается от двух независимых фидеров с напряжением от 30 до 260В. Выбор питающего фидера и напряжения происходит автоматически. Контроллер базовых станций оснащен встроенным бесперебойным источником питания обеспечивающим автономную работу в течение не менее 16 часов.
Возможно применение беспроводных базовых станций-ретрансляторов с автономным электропитанием. Это позволяет развернуть или восстановить связь после аварии в кратчайшие сроки например при выполнении спасательных операций.
3.4 Оборудование личного состава
Оборудование личного состава:
- Двунаправленный радиопейджер. Устройство встроено в шахтный индивидуальный головной светильник. Служит для двухсторонней кодовой связи с диспетчером оповещения при аварии путем передачи сигналов персонального радиовызова и общего оповещения получения подтверждений о получении сигнала от каждого вызываемого вызова со стороны шахтера «Мне нужна помощь» определения и отслеживания местонахождения каждого человека на основе анализа информации об уровне сигнала относительно базовых станций. Производится контроль метана в месте нахождения человека (при наличии встроенного датчика) автоматически включается акустический сигнал при пропадании связи с базовой станцией применяется при поиске человека под завалами.
- Микросотовый телефон. Обеспечивает двухстороннюю голосовую связь с любым абонентом телефонной сети предприятия включая диспетчера определение и отслеживание местонахождения человека на основе анализа информации об уровне сигнала относительно базовых станций.
- Карманный микрокомпьютер (PDA). Обеспечивает двухстороннюю голосовую связь с любым абонентом телефонной сети получение графической информации управление любыми устройствами включенными в систему Granch.
- Мобильная видеокамера обеспечивает передачу видеоизображения для проведения инспекций и поисковых операций для контроля опасных механизмов и участков. Предлагаемая система гарантирует до 24 каналов видео обеспечивая возможность мониторинга любого пункта на территории шахты.
Цветная передача позволяет производить мониторинг работы добывающего оборудования: погрузочные машины конвейеры дробилки перегружатели и т.п. особенно в местах опасных по горным ударам обеспечивая безопасность работы. Камеры ведущие мониторинг могут быть объединены в систему предупреждения об изменениях в работе оборудования.
3.5 Применение беспроводной системы связи «Granch SM WLAN» для поиска людей застигнутых при аварии
Оповещение людей об авариях происходит в любом месте предприятия покрываемом сетью «Granch SM WLAN» [24]. Система требует подтверждения получения оповещения от каждого абонента. Подтверждение на уровне аппаратуры - подтверждает исправность аппаратуры и ее нахождение в зоне приема а также то что сигнал оповещения получен. Второй уровень субъективный - при этом человек получивший сигнал оповещения должен нажать на кнопку ответа на своем автономном аппарате подтверждая получение сигнала оповещения что отслеживается оператором на мониторе.
Система позволяет определить нахождение любого человека между базовыми станциями измеряя уровень приема сигнала вдоль всех выработок. Точность определения кoopдинaт местоположения человека не хуже ±5 м в любом месте предприятия покрываемом сетью Granch SM WLAN.
Поиск людей застигнутых аварией осуществляется в два этапа. Первый этап прогнозирование координат местонахождения человека и его состояния на время начала спасательных работ второй непосредственно поиск человека с учетом этих прогнозов. Оба этапа спасения обеспечиваются заложенными в систему возможностями.
Система позволяет прогнозировать местоположение людей после аварии и оптимизировать план их спасения. Даже если шахтёр работает на неохваченном сетью участке система коммуникации всегда знает станцию с которой шахтёр связывался в последний раз и время когда это было. Это позволяет предположить место где он находится в настоящее время.
Система «Granch SM WLAN» оборудована двумя поисковыми системами микроволновой и акустической. Штатное приемопередающее устройство имеющееся во всех абонентских устройствах можно использовать для пеленгации местоположения человека под завалами.
Завал под которым обнаруживается человек с помощью данной системы поиска по размерам сопоставим с завалами диагностирование которых на присутствие людей осуществляется посредством других радиочастотных поисковых устройств. Для обнаружения пострадавшего достаточно иметь специальный приемник в качестве которого может служить мобильная базовая станция спасателя.
Приемопередающее устройство расположенное в индивидуальном светильнике шахтера оборудовано акустическим излучателем большой мощности предназначенным для привлечения внимания владельца к вызову диспетчера или сигналу оповещения об аварии. При аварийной ситуации это устройство без дополнительных действий владельца светильника переходит в режим маяка и посылает в окружающее пространство периодические мощные акустические сигналы указывающие на местонахождение человека.
В соответствии со своим основным назначением система «Granch SM WLAN» является микросотовой высокоскоростной системой связи обеспечивающей голосовую и высокоскоростную цифровую форму общения абонентов.
В случае обрыва проводов связи между базовыми станциями они автоматически переходят на беспроводную связь с ближайшими доступными станциями. В случае разрушения всей аппаратуры вдоль выработки имеется возможность восстановить полноценное функционирование канала связи замещением вышедших из строя участков мобильными ретрансляторами с автономным питанием применением беспроводных базовых станций-ретрансляторов с автономным электропитанием. Это позволяет развернуть или восстановить связь при выполнении спасательных операций после аварии в кратчайшие сроки. Скорость восстановления равна скорости продвижения спасателей. При этом спасательное подразделение может быть оснащено специализированным телеметрическим оборудованием в соответствии с требованиями ВГСЧ.
Система «Granch SM WLAN» является микросотовой высокоскоростной системой связи обеспечивающей голосовую и высокоскоростную цифровую форму общения абонентов.
Система «Granch SM WLAN» обеспечивает связь с персоналом в зависимости от типа абонентского устройства у шахтера:
- при наличии светильника с радиопейджером- двухсторонняя кодовая связь с диспетчером оповещение при аварии;
- при наличии микросотового телефона двухсторонняя голосовая связь с любым абонентом телефонной сети включая диспетчера;
- при наличии карманного микрокомпьютера (PDA) - двухсторонняя голосовая связь с любым абонентом телефонной сети включая диспетчера получение графической информации управление любыми устройствами включенными в систему «Granch SM WLAN».
Мобильная видеокамера обеспечивает передачу видеоизображения для проведения инспекций и поисковых операций для контроля опасных механизмов и участков.
Остановка в работе и потеря времени на перемещение к расположенному вблизи аппарату горно-шахтной связи - это прошлое там где действует система. Для переговоров с любого места в зоне действия системы служат переносные сотовые телефоны. Благодаря чему при возникновении опасных ситуации (обвал и др.) сокращено время на предупреждение об опасности и принятие мер безопасности.
Кроме того стандарт 802.11 который лежит в основе работы беспроводной части системы является наиболее быстро развивающимся и самым популярным в мире. Это означает что в ближайшее время большинство устройств будут содержать интерфейс этого стандарта что позволит включать их в систему автоматически.
1 Производственная структура предприятия
1.1 Организационно-правовая форма предприятия
1.2 Производственная структура предприятия
Каждое угледобывающее предприятие состоит из участков хозяйств и организаций обслуживающих производственно-технические процессы. Совокупность этих подразделений представляют собой общую структуру угольного предприятия. Совокупность производственных подразделений и их взаимосвязь составляют производственное предприятие.
Число структурных подразделений зависит от производственной мощности шахты района ее расположения и горно-геологических условий залегания пластов. Структура управления шахтой предусматривает наличие ряда функциональных организаций состоящей из работников соответствующих специальностей.
1.3 Режим работы шахты участка рабочих
Режим работы шахты - непрерывная рабочая неделя. Количество рабочих дней в году 365. Число рабочих смен в сутки 4 продолжительность смены 6 часов. Режим работы рабочих прерывная рабочая неделя с двумя выходными днями по скользящему графику. Кратко работу предприятия и рабочих можно охарактеризовать как 7+0 5+2.
Расчет техникоэкономических показателей выполнен в приложении А3.
В соответствии с заданием разработан проект угледобывающего предприятия c годовой производительностью 18 млн.т. по пласту №23 с экономически оправданной себестоимостью добычи 1 т энергетического угля марки «Т» в границах поля филиала «Шахта "Алардинская".
В качестве способа развития шахтного фонда предприятия принимается новое строительство по пласту №23 шахтного поля Малиновского района филиала «Шахта «Алардинская». Принимается пластовый способ подготовки шахтного поля – способ при котором весь комплекс подготавливающих выработок проводится по пласту №23. Принимается индивидуальная подготовка пласта и панельная схема подготовки шахтного поля.
) более высокая концентрация работ;
) более благоприятные условия для применения столбовой системы разработки.
Вскрытие шахтного поля пласта №23 осуществляется наклонными стволами предусматривается полная конвейеризация центральная схема проветривания система разработки длинными столбами под небольшим углом к простиранию с полным обрушением кровли. Способ охраны участковых выработок - извлекаемым угольным целиком.
Основным направлением совершенствования очистных работ является увеличение нагрузки на очистной забой до 6580тсут. Это позволит перейти предприятию на работу в один очистной забой и схему “шахта-лава” повысить уровень концентрации горных работ эффективность производства.
Для достижения проектной мощности принято оборудование хорошо зарекомендовавшее себя на шахтах компании «Южкузбассуголь» (механизированная крепь «GLINIK 2247» очистной комбайн «KSW-1140Е» лавный привод «НВ-2801000» перегружатель «НВ-2801200» ленточные конвейера 2ЛТ-120 и т.д.) способное в данных горно-геологических условиях обеспечить добычу шахты не менее 1800 тыс. тонн угля в год. Производительность выемочного участка составляет 6580 тонн угля в сутки.
Вскрытие пласта произведено наклонными стволами с основной площадки - вентиляционным конвейерным и путевым стволами и на фланге – фланговыми вентиляционным и монтажным стволами. Вентиляционный ствол предназначен для подачи в шахту свежего воздуха. Конвейерный ствол предназначен для спуска и подъема людей материалов и оборудования выдачи угля на поверхность. Путевой ствол предназначен для спуска и подъема людей материалов и оборудования. Фланговый вентиляционный ствол предназначен для выдачи исходящей струи из отработанной части очистного забоя и для проветривания сохраняемой части конвейерного штрека 23-1. Фланговый монтажный ствол предназначен для проветривания вентиляционного штрека 23-2 обеспечения запасного выхода из шахты и доставки материалов и оборудования при монтаже очистного комплекса. Стволы проводится по пласту №6 крепление стволов производится арочной крепью А19-27.
Для пласта 23 проектом принимается система разработки длинными столбами под небольшим углом к простиранию с полным обрушением кровли. Отработка выемочных столбов предусматривается в нисходящем порядке. Отработка выемочных столбов осуществляется в обратном порядке.
Способ подготовки выемочных столбов - проведение спаренных выемочных штреков. Конвейерный штрек 23-1 предназначен для транспортирования горной массы конвейером 2ЛТ-120У прохода людей и доставки материалов и оборудования при помощи монорельсовой дороги ДП-155У. Вентиляционный штрек 23-1 предназначен для прохода людей пропуска исходящей струи воздуха из очистного забоя 23-1 и доставки материалов и оборудования при помощи монорельсовой дороги ДП-155У. Вентиляционный штрек 23-2 при отработке выемочного участка 23-1 предназначен для подачи свежей струи воздуха в очистной забой 23-1.
Крепление конвейерного и вентиляционных штреков - анкерное. Крепление кровли осуществляется анкерной крепью состоящей из анкеров АСП24 бортов анкерами ШК-1М. Для проходки вскрывающих выработок и подготовительных выработок проектом приняты проходческие комбайны КСП-32. Для транспортировки горной массы из забоя приняты ленточные конвейеры 2ЛТ-120У. Из забоя горная масса при помощи комбайна грузится на ленточный перегружатель ПЛ-600 далее на ленточный конвейер 2ЛТ-120У. По ленточным конвейерам горная масса поступает на поверхность.
С учетом горно-геологических условий а также опыта работы предприятий в аналогичных геологических условиях в пределах проектируемого участка осуществляется полная конвейеризация основного транспорта.
Для транспортировки горной массы на конвейерных штреках проектом приняты ленточные конвейеры 2ЛТ-120 на конвейерном стволе пласта– 1ЛУ-120 при проходке подготовительных выработок – ленточные конвейеры 2ЛТ -120 и скребковые конвейеры СР-7005.
Для обеспечения вспомогательного транспорта путевой и конвейерный стволы пласта конвейерные и вентиляционные штреки оборудованы монорельсовыми дорогами типа ДП-155У. Транспорт материалов и оборудования доставка людей производится дизелевозами типа ДПЛ-80 IММ-80.
Система проветривания шахты на весь срок службы принята единая. Схема проветривания – центральная. Способ проветривания – нагнетательный. Проветривание выемочного участка предусматривается за счёт общешахтной компрессии по возвратноточной схеме. Свежий воздух подаётся по вентиляционному стволу на гор. 0м далее по сбойке на путевой ствол пласта. С путевого ствола пласта свежий воздух подаётся на конвейерный штрек 23-1 и на вентиляционный штрек 23-2. На вентиляционном штреке 23-2 происходит его разделение часть воздуха используется для обособленного проветривания вентиляционного штрека 23-2 флангового монтажного уклона другая часть воздуха подаётся через ближайшую к очистному забою 23-1 сбойку на конвейерный штрек 23-1.
Исходящая струя воздуха из очистного забоя 23-1 выдаётся по вентиляционному штреку 23-1 на конвейерный и путевой стволы пласта и далее на поверхность.
Проветривание спаренных подготовительных забоев вентиляционного штрека 23-3 и конвейерного штрека 23-2 в начальный период осуществляется подачей свежего воздуха вентиляторами местного проветривания установленными на свежей струе воздуха на путевом стволе пласта. Исходящая струя воздуха из подготовительных забоев выдаётся на конвейерный ствол пласта и далее на поверхность. После проведения подготовительных забоев на величину 200-250м с вентиляционного штрека 23-3 на конвейерный штрек 23-2 проводится сбойка. Вентиляторы переносятся на вентиляционный штрек 23-3. Исходящая струя воздуха из подготовительных забоев выдаётся по конвейерному штреку 23-2 на конвейерный ствол пласта и далее на поверхность.
В проекте расмотрены вопросы противоаварийной противопожарной и пылевзрывозащиты шахты аэрогазового контроля.
Для автоматизации производственных процессов принята автоматизированная система диспетчерского контроля и управления горным предприятием фирмы «Dav защитное отключение электроэнергии с контролируемого объекта при достижении предельно допустимых норм по ПБ; передачу непрерывной информации о содержании метана оксида углерода и кислорода на диспетчерский пункт и ее регистрацию.
Проектом предусматривается применение в шахте системы беспроводной связи«Granch». Система предназначена для обеспечения персонала занятого на подземных работах а также подвижных машин и механизмов современными средствами коммуникации.
Система предоставляет возможность передавать речь видеоизображение управляющую и телеметрическую информацию из одной произвольной точки угледобывающего предприятия в другую. Система может быть использована для наблюдения за местоположением людей в шахте оповещения и поиска в случае аварии основной и аварийной системы связи системы контроля и ограничения доступа на объект.
Микросотовый телефон обеспечивает двухстороннюю голосовую связь с любым абонентом телефонной сети предприятия. Основой системы является сеть базовых станций расставляемых вдоль всех горных выработок с шагом в 300-500м.
Для пылевзрывозащиты выемочного участка проектом приняты предварительное увлажнение угля в массиве; орошение при работе выемочных машин; обеспыливание вентиляционной струи воздуха исходящей из очистного забоя; обеспыливание на перегрузочных пунктах; удаление осевшей угольной пыли; индивидуальная защита органов дыхания.
Проектом также предусмотрено для снижения запыленности при проходке горных выработок применение пылеуловителя ДПУ1000(800).
Программные и технические средства системы «Granch SM WLAN» обеспечивают:
- контроль наличия и местоположения персонала;
- передачу на сервер данных о наличии и местоположении персонала и направлении их движения;
- архивирование в базе данных информации о перемещении персонала;
- формирование отчетов заданного содержания и формы о нахождении на рабочем месте маршрутах движения и т.д.;
- резервный канал аварийного оповещения и связи;
- передачу на сервер сообщения о различных опасных и аварийных ситуациях.
Система обеспечивает высокоскоростную цифровую форму общения абонентов уменьшает потери времени связанные на перемещение к расположенному вблизи аппарату горно-шахтной связи. Система обеспечивает повышение оперативности спасательных работ в аварийной ситуации. Горный диспетчер имеет возможность мгновенно передать с пульта установленного нa поверхности шахты в любое место шахты сигнал общего аварийного оповещения для эвакуации людей из шахты или персонального вызова шахтеру для связи с диспетчером.
В случае обрыва проводов связи между базовыми станциями они автоматически переходят на беспроводную связь с ближайшими доступными станциями. В случае разрушения всей аппаратуры вдоль выработки имеется возможность восстановить полноценное функционирование канала связи замещением вышедших из строя участков мобильными ретрансляторами с автономным питанием. Скорость восстановления равна скорости продвижения спасателей.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Федеральный Закон о промышленной безопасности опасных производственных объектов [Официальное издание]. - М.: 2001. - 145с.
Правила безопасности в угольных шахтах ПБ 05-618103. - М.: 2003. - 293с.
Инструкция по безопасному ведению горных работ на пластах опасных по внезапным выбросам угля (породы) и газа (РД 05-350-00) утвержденная постановлением Госгортехнадзора России от 04.04.2000 № 14.
Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт. - Макеевка: Мак НИИ 1989. - 319с.
Руководство по ревизии наладке и испытанию подземных электроустановок шахт. – М.: Недра 1989.
Фрянов В.Н. Перспективные направления совершенствования технологии горного производства: Учеб. пособие Кузнецов Ю.Н. Сенкус В.В. Фрянов В.Н. Атрушкевич В.А. СибГИУ. - Новокузнецк 1999. - 340с.
Сенкус В.В. Обоснование параметров технологических схем угольных шахт: учебное пособие; под ред. проф. д. т. н. Фрянова В.Н. – Новокузнецк: Изд-во СибГИУ 1998. – 156с.
Семенихин А.Я. Соин В.В. Смирнова С.А. Технология горнопроходческих работ и организация проведения подготовительных выработок. СибГГМА. - Новокузнецк 1990. -98с.
Семенихин А.Я. Соин В. В. Процессы очистных работ и систем разработки. Учеб. пособие . – Новокузнецк: СибГИУ 1998.- 104с.
Лимонов В.Г. Скоростное проведение выработок комбайновым
способом .: Научно-иследовательская работа – Новокузнецк: СибГИУ1998.
Семенихин А.Я. Фрянов В.Н. вспомогательные процессы горного производства: Учебное пособие. – Новокузнецк: СибГИУ 2001. – 118с.
Оформление расчётно-графической документации при выполнении курсовых и дипломных проектов: Методические указания Власкин Ю.К. Фрянов В.Н. Лубяная Г.И. - Новокузнецк: СибГИУ 1998 – 26с.
Криволапов В.Г. Пылевзрывозащита подготовительных выработок: учебное пособие В.Г. Криволапов Д.Ю. Палеев И.Г. Ищук. – Новокузнецк: СибГИУ 2004. – 123 с.
Килячков А.П. Технология горного производства: Учеб для вузов. - М.: Недра 1992.- 415с.
Инструкция по предупреждению и тушению эндогенных пожаров на шахтах Кузбасса - Кемерово 1989.
Электрификация горных производств: Рекомендации к выполнению курсового проекта Сост.: Новоселов В.А.: СибГИУ.-Новокузнецк 1998. - 30с.
Медведев Г.Д. Электрооборудование и электроснабжение горных предприятий - М.: Недра 1988.
Моссаковский Я.В. Экономика горной промышленности: Учебник для вузов. – М.: Недра 1998. – 188с.
Авсеев Г.М. и др. Сборник задач по горной электротехнике - М.: Недра 1988.
Горные машины и оборудование: Методические указания сост
Л.С.Костерин Дмитрин В.П- Новокузнецк 2005г
Сидоров В.Н. Аппаратура аварийного оповещения и персонального вызова на шахтахУголь-2004. - №5. – С.40.
Лапин Э.С. Басовский Б.И.. Оснащение шахт автоматизированными информационно-управляющими системами современного уровняУголь – 2003. - №12. – С. 30.
Беспроводная система связи «Granch SM WLAN». Рекламный проспект:- 2008.-12с.
Грюнинг С. Система слежения фирмы «Веккер» С. Грюнинг и др. Глюкауф (на русском языке). – 2007. –№ 2 (4). – С. 16 – 19.
Митрофанов В.О. Система микросотовой искробезопасной радиосвязи (СМИР) «Бородино-И» Уголь. - 2006. - №9. – С. 18-23.
Система радиосвязи ТТ 156R. Рекламный проспект:- 2008.-5с.
Единая система «Радиус-2. Рекламный проспект:- 2008.-12с.
Система позиционирования горнорабочих и транспорта СПГТ-41. Рекламный проспект:- 2008.-6с.
Применение системы микросотовой искробезопасной радиосвязи (СМИР) «Бородино-И» на шахте «Талдинская Западная 2». Техническая документация Шахты «Талдинская Западная 2» 2008.
Единые отраслевые нормы выработки на горно-подготовительные работы для угольных шахт России. Москва 1996г

Вентиляция Экономика Элснабж.dwg

Проект отработки пласта
СибГИУ 2009 130404 0513 ДП
№6 в пределах шахтного
филиала"Шахта"Алардинская
в пределах шахтного поля
Проект отработки пласта 23
по схеме "шахта-пласт"
- противопожарная арка
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
- изоляционная бетонная перемычка
- подземный пункт ВГС
- глухая вентиляционная перемычка
- датчик окиси углерода
- датчик давления воды в ППС
- устройство сигнализации
- контроллер технологического
- блок питания с батарейной поддержкой
Категория шахты по газу
Расчетное количество воздуха
Способ проветривания
Система проветривания
Абсолютное газовыделение
Наименование показателей
АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
СХЕМА РАЗМЕЩЕНИЯ АППАРАТУРЫ АГК "DAVIS DERBY" НА ОЧИСТНОМ УЧАСТКЕ
Вентиляционный штрек 23-1
Вентиляционный штрек 23-2
Конвейерный штрек 23-1
ПАРАМЕТРЫ ПРОВЕТРИВАНИЯ ШАХТЫ
ВЕНТИЛЯЦИОННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ШАХТЫ
Схема вентиляция пласта 23
филиала "Шахта"Алардинская
Маслостанции СНЕ-180
Схема электроснабжения
Все кабельные перемычки на РПП и между
коммутационными аппаратами выполнены кабелем
марки КГЭШ 3х95+1х10+3х4 длиной 1 метр.
Выемочный участок 23-1
Глухая вентиляционная перемычка
датчик окиси углерода
датчик давления воды в ППС
устройство сигнализации
контроллер технологического
блок питания с батарейной поддержкой
Конвейер Halbach & Braun 2801000
СХЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ОЧИСТНОГО УЧАСТКА
СТРУКТУРА УЧАСТКОВОЙ СЕБЕСТОИМОСТИ 1 ТОННЫ УГЛЯ
Материальные затраты
Затраты на оплату труда
Отчисления на социальные нужды
Амортизация основных фондов
ИЗМЕНЕНИЕ ЧИСЛЕННОСТИ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО
ИЗМЕНЕНИЕ ОБЪЕМА ДОБЫЧИ ШАХТЫ ПО ГОДАМ
Количество забоев с нагрузкой
Списочный состав работников
ОСНОВНЫЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ
ПОКАЗАТЕЛИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ШАХТЫ
Зольность добываемого угля
Среднесуточная добыча угля
Среднедействующая линия очистных
Среднемесячное подвигание линии
действующих очистных забоев
Среднесуточная добыча из одного
действующего очистного забоя
Среднемесячная производительность
труда рабочего по шахте
Фондовооруженность труда
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ТРУДА РАБОЧЕГО
Затраты на материалы
Затраты на электроэнергию
Участковая себестоимость
Участковая себестоимость с учетом услуг вспомогательных цехов шахты
УЧАСТКОВАЯ СЕБЕСТОИМОСТЬ ДОБЫЧИ
УЧАСТКОВАЯ СЕБЕСТОИМОСТЬ ПРОВЕДЕНИЯ
ПОГОННОГО МЕТРА ВЫРАБОТКИ
Амортизация основного оборудования
в том числе рабочих по добыче
труда рабочего по добыче угля
ПЕРСОНАЛА ШАХТЫ ПО ГОДАМ
Технико-экономические показатели
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
Полная себестоимость 1т угля
Рентабельность производства
Вентиляционный штрек 23-3
Вентиляционный ствол
Конвейерный штрек 23-2
Фланговый монтажный ствол
Фланговый вент. ствол
Фланговый вентиляционный ствол
ВЕНТИЛЯТОРА ВОД-30М(500 мин )
СХЕМА ВЕНТИЛЯЦИИ ПЛАСТА N23 ФИЛИАЛА "ШАХТА"АЛАРДИНСКАЯ
ПРОВЕДЕНИИ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК
СХЕМА РАЗМЕЩЕНИЯ АППАРАТУРЫ АГК DAVIS DERBY" ПРИ
Производительность вентилятора