Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова
(технический университет)
Кафедра строительства горных предприятий и подземных сооружений
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
По дисциплине
Основы горного производства
Тема: Проект проведения однапутевого квершлага
Автор: студент гр. ЭГ-03
_________ /Божко И.П
./
(подпись) (Ф.И.О.)
ОЦЕНКА:_________
Дата:___________
ПРОВЕРИЛ:
Руководитель проекта доцент
/ Тулин П. К. /
(должность) (подпись) Ф.И.О.)
Cанкт-Петербург
2004год
| Министерство образования Российской Федерации |
||
| Санкт-Петербургский государственный горный институт им Г.В. Плеханова (Технический Университет) |
||
| УТВЕРЖДАЮ Заведующий кафедрой ___________ /________/ "___"__________200_ г. |
||
Кафедра строительства
горных предприятий и подземных сооружений
КУРСОВАЯ РАБОТА
По дисциплине: ______ Основы горного производства__________
(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)
ЗАДАНИЕ
Студенту группы ЭГ-03
________ /Божко И.П./
(шифр группы) (Ф.И.О.)
Задание по курсовому проектированию:
«Составить проект проведения однапутевого квершлага».
Исходные данные к проекту
: прилагаются
Содержание пояснительной записки.
В курсовой работе приводится обоснование принятых решений, расчет паспорта БВР, проветривания, уборки породы, возведение крепи, водоотлив, настилка путей, наращивание коммуникаций, наиболее важен в работе расчет графика организации работ, стоимости проведения одного метра выработки, а также техника безопасности и охрана труда, что в первую очередь влияет на эффективное проведение горной выработки.
Перечень графического материала
. В качестве графического материала в курсовом проекте представлены 15 таблиц.
В процессе написания курсовой работы было использовано 18 литературных источников, а также конспекты прослушанных лекций.
Срок сдачи законченного проекта: декабрь 2004 г.
Руководитель проекта: доцент
__________ /Тулин П. К./
(должность) (подпись) (Ф.И.О.)
Дата выдачи задания: "25" сентября 2004 г
Аннотация.
При выполнении данного курсового проекта были разработаны технические, технологические и организационные вопросы проходки проектируемой выработки и определена по прямым затратам стоимость проведения 1 м выработки.
При работе над курсовым проектом использовалась учебная и научная литература, правила безопасности ведения горных работ.
Принятые решения обеспечивают безопасность работ, высокую производительность труда, соответствующие темпы проведения выработки и наименьшую стоимость работ с соблюдением охранных мероприятий с экологической точки зрения.
Курсовой проект состоит из графической части и пояснительной записки.
Summary
At performance of the given course project the technical, technological and organizational questions working of projected development were developed and cost of realization 1 м of development is determined on direct expenses.
At work above the course project the educational and scientific literature, rule of safety of running of mountain works was used.
Accepted decisions provide safety of works, high efficiency of work appropriate rates of realization of development and least cost of works with observance of security measures from the ecological point of view. The accepted decisions provide safety of works, high efficiency of work appropriate rates of realization of development and least cost of works with observance of security measures from an ecological point protection of running of mountain works.
The course project consists of a graphic part and explanatory slip.
Оглавление
Аннотация................................................................................................ 3
Оглавление............................................................................................... 4
Расчет паспорта буровзрывных работ................................................... 6
Расчет электровзрывной сети.................................................................. 9
Выбор бурового оборудования........................................................... 11
Расчет местного проветривания............................................................ 13
Уборка породы...................................................................................... 16
Возведение крепи................................................................................... 19
Водоотлив.............................................................................................. 20
Настилка рельсовых путей.................................................................... 21
Наращивание коммуникаций................................................................ 23
Расчет графика организации работ...................................................... 24
Технико – экономические показатели................................................... 29
Стоимость проведения 1 м выработки................................................. 30
Техника безопасности и охрана труда................................................. 35
Список литературы............................................................................... 37
Обоснование принятых решений
Перед обоснованием принятых решений необходимо описать в общих чертах условия проведения выработки согласно заданию.
Мне необходимо провести двухпутевой квершлаг, то есть горизонтальную выработку, пройденную вкрест простирания пород и предназначенную для передвижения людей, транспортировки грузов, вентиляции и водоотлива. Выработка проводится по устойчивым породам с меняющимся коэффициентом крепости, в среднем равном f=6, при сланцевом залегании и напластовании. Водоприток в выработку равен 10 м3
/ч, что говорит о том, что выработка проходится по обводненным, водоносным породам.
Необходимое проектное сечение выработки в свету – 11,1 м2
. Длина выработки – 800 м, категория по газу – II.
В соответствии с данными условиями в «Типовых сечениях горных выработок» т.6 с.70 находим необходимое нам сечение выработки и тип крепи (металлическая арочная из СВП (3-х звенная)).
Из двух способов проходки (комбайнового и буровзрывного) я выбрал буровзрывной, так как комбайновый не подходит по техническим ограничениям (нельзя применять в забое, где коэффициент присечки больше 75%, а в квершлаге он примерно равен 100%) и с точки зрения рационального использования (чтобы комбайн себя окупил, он должен проходить 2000 м в год, а с моей проектной скоростью он будет проходить только 960 м).
Бурение шпуров будем осуществлять бурильной установкой БУР – 2. Погрузку породы осуществляем погрузочной машиной 2ПНБ – 2 на гусеничном ходу.
Транспортирование породы осуществляем с использованием электровозной откатки. С этой целью применяем аккумуляторный электровоз АМ-8Д и вагонетки с глухим неопрокидным кузовом ВГ-1,6.
Расчет паспорта буровзрывных работ
Буровзрывные работы (БВР) являются особым видом механизации горных работ, которые получили широкое распространение в угольной промышленности. При проведении горных выработок БВР должны обеспечить заданные форму и размеры сечения выработки, точное оконтуривание ее сечения, качественное дробление породы и сосредоточенный отброс ее из забоя, минимальный коэффициент излишка сечения и высокий коэффициент использования шпуров.
БВР проектируются с соблюдением «Единых правил безопасности при взрывных работах», а такжедругих нормативных документов.
А теперь опишем основные параметры БВР:
1. Исходя из категории опасности по газу (
II), в качестве взрывчатого вещества (ВВ) принимаю предохранительный аммонит АП-5 ЖВ.
Техническая характеристика ВВ
| Тип вв |
Плотность, Г/см3
|
Работо-способ-ность, см3
|
Бризант-ность |
Диаметр патрона, мм |
Масса патрона, гр |
| Аммонит АП-5 ЖВ |
1,0-1,15 |
320-330 |
14-17 |
36 |
300 |
Данный вид ВВ позволяет не беспокоиться о возможных взрывах пыли, образованной работой буропогрузочной машины. Используются предохранительные патроны диаметром 36 мм и массой 300 г.
2. Из эмпирических формул для определения удельного расхода ВВ более точные значения дает формула Н.М.Покровского:
(2.1)
где q1
– нормальный удельный заряд, кг/м3
q1`
=0,1f – коэффициент крепости породы
q1`
=0,1f=0,6
f0
– коэффициент структуры породы (f0
=1,3, так как f=6)
- коэффициент зажима, учитывающий величину площади сечения забоя выработки и количество обнаженных плоскостей
=6,5/, Sвч
= Sпр
/ =14,1/1,03=13,6 м2
КИС возьмем 1,03 (то есть по минимуму)
=6,5/= 6,5/3,6=1,75
е – коэффициент работоспособности ВВ е=380/р; р – работоспособность применяемого ВВ, см3
.
е = 380/325 = 1,17
=
0,6*1,3*1,75*1,17 =1,59 кг/м3
3. Длина шпура.
Из практики проведения горизонтальных и наклонных выработок на горных предприятиях глубину шпуров рекомендуется принимать 2,2-2,5 м. в среднем глубина шпуров (от физико-механических свойств пород) 1,6-2,5.
Исходя из заданных скоростей проведения выработок к продолжительности проходческого цикла:
V – скорость проведения выработки
- продолжительность проходческого цикла (кратное смене)
- количество часов в сутках
- количество суток в месяце
- коэффициент использования шпура (0,8-0,9)
V=90 м/с
= 12
= 24
= 26
=0,85
4. Расход ВВ на расчетную величину подвигания забоя за цикл
Q=q*V*, где
V=lшп
*Sпр
=2,2*14,1=31,02 м3
Q=31,02*1,9*0,85=50 кг
5. Количество шпуров.
Количество шпуров в забое зависит от физико-механических свойств пород, поперечного сечения выработки и параметров заряда шпуров.
- плотность ВВ в патроне
а – коэффициент заполнения шпуров (от крепости)
- диаметр патронов ВВ
k – коэффициент, учитывающий уплотнения ВВ в шпуре .
=1000 кг/(плотность ВВ)
а = 0,85 так как f=6 (коэффициент заряжания шпуров)
= 0,036 м (диаметр патрона)
k=1 (коэффициент, учитывающий уплотнение ВВ при заряжении)
q=1,9
= 13,6
N= шп
На канавку берем дополнительные 2 шпура.
6. расстояние между шпура в ряду определяется:
По правилам безопасности при данной крепости породы минимальное допустимое расстояние между шпурами должно быть не менее 0,45 м.
расстояние между шпура в ряду определяется: с учетом коэффициента сближения а=. Для горизонтальных и наклонных шпуров выработки следует принимать 0,8:1,0, для врубовых и отбойных шпуров, для окантуровающих верхних шпуров 0,75:0,9, нижних на подошве 0,6:0,7.
Находим линию наименьшего сопротивления:
7. Распределение ВВ по шпурам
8. Количество патронов в шпуре.
м- масса патрона
количество патронов во врубовом шпуре:
, принимаем 6 шпура.
количество патронов в отбойных шпурах:
, принимаем 6 шпура.
количество патронов в окантуривающих шпурах:
, принимаем 5 шпура.
9. Уточнение массы заряда в шпуре
q=n*m
10. Фактический расход ВВ на взрыв
11. Эффективность буровзрывных работ
К основным показателям эффективности буровзрывных работ относятся удельный расход ВВ на 1м и выработки
q=Q/lзах
, где lзах
= Lшп
=
2,2*0,85=1,7, так что q=50/1.7=29,4
Расчет электровзрывной сети
Электровзрывная цепь включает в себя магистральный, соединительные провода и электродетонаторы (ЭД). В качестве магистральных используются медные изолированные провода.
При взрывании породного забоя место укрытия должно быть удалено от забоя не менее, чем на 200 м, а от устья проводимой выработки не менее, чес на 100 м.
Соединительные провода могут быть того же типа, что и концевые (выводные) провода ЭД.
Для взрывания заряженных шпуров принимаю последовательную цепь взрывания (Rобщ
<100 Ом).
Для рассмотренных условий в качестве источника тока для взрывания принимаем взрывную машинку ПИВ-100М, которая способна взрывать сеть, смонтированную из электродетонаторов ЭД-КЗ-П и магистральных проводов общим сопротивлением до 320 Ом.
Техническая характеристика ПИВ-100М
| Исполнение |
Напряжение на конденсаторе, В |
Основные размеры, мм |
Масса, кг |
| РВ
|
610/670
|
195*126*95
|
2,7
|
Согласно правилам техники безопасности в выработках опасных по газу и пыли допускается использовать только медные провода. Выбираем провод типа ВП-0,5 (табл.2)
| число жил |
1 |
| Диаметр жилы, мм |
0,5 |
| Площадь сечения жилы, мм2
|
0,2 |
| число медных проволочек |
1 |
| сопротивление одного м жилы, Ом |
0,093 |
| наружный диаметр провода, мм |
1,4 |
Схема соединения электродетонаторов - последовательная.
Сопротивление магистральных проводов равно
lм
- длинна магистральных проводов 100 м
p- удельное сопротивление проводов, в качестве соединительных магистральных проводов. выбираю медные провода (p=0,0175)
Sпр
- сечение проводов,мм2
( в соответствии с ТБ выбираю провода сечением 0,75 мм2
с полихлорвиниловой изоляцией)
Сопротивление соединительных проводов;
lc
оед
- длина соединительных проводов
p- удельное сопротивление проводов, в качестве соединительных проводов. выбираю медные провода (p=0,0175)
Sпр
- сечение проводов,мм2
( в соответствии с ТБ выбираю провода сечением 0,5 мм2
)
Rоб
при параллельно-последовательном соединении:
(Ом)
Ток взрывного кабеля при напряжении трансформаторов 220 В:
А > 0,18 А- безопасный ток для ЭДКЗ-П
Таким образом, принятая параллельно-последовательная цепь приемлема, т.к. токи в каждой группе больше 0,18 А.
Характеристика ЭД-КЗ-П
| Замедление |
Безопасный Ток, А |
Номер журнального постановления |
|
| Число серий |
Интервал, мс |
||
| 1-6 |
25;50;75;100;150;250 |
0,18 |
12/66 |
Выбор бурового оборудования
Бурение шпуров является одним из основных и наиболее трудоемких процессов при проведении выработок буровзрывным способом. Продолжительность и трудоемкость бурения шпуров составляют 20 – 35% общей продолжительности и трудоемкости проходческого цикла.
В условиях данного проектирования выберем бурильную установку с электроприводом БУЭ-1м, которая получила большое распространение в бурении шпуров в горизонтальных выработках угольных шахт
Характеристика бурильной установки БУР-2:
| Площадь сечения выработки вчерне |
Диаметр шпура, мм |
Глубина бурения, м |
Максимальный коэффициент крепости пород |
Количество бурильных машин |
Способ бурения |
Угол наклона выработки, градусы |
Тип механизма передвижения |
Установленная мощность, кВт |
Ширина |
Высота |
Длина |
Масса, т |
| 8-25 |
42 |
---- |
16 |
2 |
Универсальный |
3 |
Колесно-рельсовы |
12,5 |
1,3 |
1,5 |
7 |
6,5 |
Расчет местного проветривания
Расход воздуха и депрессия шахты являются определяющими факторами для выбора схем проветривания. Максимально и минимально допустимые скорости движения воздуха, допустимые концентрации метана регламентируются правилами безопасности, депрессия шахты – нормами. Должны быть также учтены ограничения по использованию транспортных выработок для проветривания. Все это определяет многообразие схем проветривания шахт.
Для того, чтобы проветривание горной выработки было эффективным и соответствовало требованиям Правил безопасности, необходимо выбрать схему вентиляции, тип и диаметр вентиляционных труб, определить количество воздуха, необходимого для наиболее быстрого разжижения газов после взрывных работ и для нормального дыхания людей, а также определить депрессию и производительность вентилятора.
Потом по производительности вентилятора и величине депрессии можно будет выбрать тип вентилятора.
Так как длина проводимого квершлага 800м, водоприток 6 м3
/ч и категория по газу - 2, то принимаем нагнетательную схему проведения выработки с применением трубопровода типа М, звеньями по 20м и диаметром 600мм.
Количество воздуха, необходимое для проветривания выработки, рассчитываем с учетом следующих факторов: по расходу ВВ, по числу работающих людей, по минимальной скорости движения воздуха и по тепловому фактору.
1. Необходимое количество воздуха по расходу ВВ рассчитывается по формуле
где Sсв
- площадь поперечного сечения выработки в свету, м2
;
Т - время на проветривание тупиковой выработки после взрывных работ, мин (по требованиям ПБ принимаем 30мин);
В - количество одновременно взрываемого ВВ на цикл, кг;
Iвв
- газовость ВВ, л/кг (т. к. взрывание производим по пустым породам, то принимаем 40 л/кг);
L - длина трубопровода, м.
Так как длина выработки больше 500м, то L сравниваем с Lmax
- максимальной длиной, на которой происходит разжижение ядовитых газов до допустимой концентрации (0,008%)
где kт
- коэффициент турбулентной диффузии; для гибкого трубопровода принимается в зависимости от отношения lз.тр
/dп
, где lз.тр
- длина трубы с вкладышем, м; dп
- приведенный диаметр трубопровода, он равен dп
=2dтр
(здесь dтр
- диаметр трубопровода, м)
Принимаем kт
= 0,395 ;
kобв
- коэффициент, учитывающий обводненность выработки; в соответствии с методическими указаниями принимаем kобв
=
0,3;
Так как Lmax
< L, то в формулу для определения количества воздуха по расходу ВВ подставляем Lmax
.
2. Общий расход воздуха наибольшему числу людей, одновременно работающих в горной выработке, рассчитывается по формуле
Qз
=6*n
где n - число одновременно работающих в забое людей (человек)
Qз
=6*6=36 м3
/мин
3. Общий расход воздуха для проветривания выработки по минимальной скорости движения воздуха по всей длине выработки рассчитывается по формуле
Qз
=60*Vnmin
*Sсв
где Vnmin
=0,15м/с - минимально допустимая скорость движения воздуха по всей длине выработки (принимаем согласно §161 ПБ );
Qз
=60*0,15*8,8=79,2м3
/мин
4. Общий расход воздуха по тепловому фактору определяется по формуле
Qз
=20*Vз
min
*Sсв
Где Vз
min
-
минимально допустимая скорость движения воздуха в призабойном пространстве (принимаем согласно ПБ равной 0,25м/с)
Qз
=20*0,25*10,7 = 44м3
/мин
Для подачи в забой принимаем наибольшее количество воздуха, полученное из расчетов по приведенным выше формулам, следовательно для дальнейших расчетов принимаем Qз
=105,87м3
/мин
Производительность вентилятора определяется по формуле
Qв
³ kут.тр
*Qз
Qв
³ 1,41*105,87=150м3
/мин=2,5м3
/с
Депрессия гибкого трубопровода подсчитывается по формуле ,
где Rтр
- аэродинамическое сопротивление трубопровода; с учетом изгибов и неровностей принимаем равным 23,2кm, [19]
1,2*232*1502
/(3600*9,81)=1,77кПа
По расходу воздуха, необходимого для проветривания выработки (Qв
) и напору (hв
) выбираем вентилятор местного проветривания.
Полученные значения Qвент.
=150м3
/мин и hв
=1,77 кПа наносим на график аэродинамических характеристик и выбираем вентилятор, удовлетворяющий расчетным данным. Для проветривания горной выработки принимаем вентилятор местного проветривания ВМ-5М с углом поворота лопаток 0 и коэффициентом полезного действия 0,71.
Уборка породы
Погрузка породы – это процесс перемещения взорванной горной массы в средства транспорта.
Продолжительность и производительность погрузки породы зависит от многих факторов, основными из которых являются:
¾ тип погрузочной машины,
¾ организация работ по погрузке породы,
¾ эффективность производства буровзрывных работ,
¾ степень механизации и число рабочих, занятых на этой операции.
Найдем объём породы, необходимый для транспортировки, за одну заходку.
V= Sпр
*L шп
*h* Kр
=11,3 * 2 * 0,9 * 2 = 40м3
, где
Kр
- коэффициент разрыхления (при заданных условиях принимается равным 2).
h - КИШ=0,9
Необходимое количество вагонеток:
Nв
=V/Vв
*Kз
=40/(3,3*0.9) =14 шт. , где
V
в
- обьём вагонетки = 3,3 м3
Кз
- коэффициент заполнения вагонетки = 0,9
Для погрузки породы выбираем погрузочную машину 1ППН-5. Это машина ковшового типа (с задней разгрузкой ковша), с колесно - рельсовым механизмом передвижения, пневматическая, периодического действия. Предназначена для погрузки разрыхленной горной массы в шахтные вагонетки, на конвейер и другие транспортные средства в выработках, площадью сечения не менее 7,5 м2
в свету. Машина 1ППН-5 состоит из рамы с механизмом передвижения на рельсовом ходу, ковша со стрелой ленточного конвейера. Ковш поднимается цепями, которые наматываются на лебедку. Принцип работы машины следующий: вагонетка прицепляется к машине, с опущенным ковшом машина подъезжает к взорванной породе. Ковш, внедряясь в нее, заполняется породой. Затем включается двигатель подъема, приводящий во вращение барабан, на который наматывается цепь, поднимающая ковш. При крайнем верхнем положении ковша порода высыпается из него в вагонетку, ковш опускается к почве выработки и цикл погрузки повторяется.
Выбор 1ППН-5 обусловлен незначительной высотой машины, что позволяет разместить ее в данной выработке с соблюдением всех зазоров по правилам безопасности, а также незначительным энергопотреблением и целесообразностью использовать машины периодического действия при погрузке породы в одиночные вагонетки. Использование схемы обмена одиночных вагонеток обусловлено невозможностью размещения в выработке перегружателя или конвейера из-за небольшой высоты выработки (2,7 метра в свету). Выработка однапутевая, поэтому на погрузку породы будет использована одна погрузочная машина.
Для механизации обмена вагонеток используем аккумуляторный электровоз 4КР.
Техническая характеристика электровоза 4КР
| Параметры
|
Значение |
| Сцепная масса, т |
4,25 |
| Ширина колеи, мм |
900 |
| Жесткая база, мм |
900 |
| Основные размеры, мм: Длина Ширина Высота |
3120 1300 1515 |
Этот тип электровозов применяется при маневровых работах в подготовительных выработках в шахтах и рудниках, не опасных по газу или пыли.
Для транспортирования породы и доставки материалов к месту работы используем вагонетки с глухим неопрокидным кузовом ВГ-3,3.
Техническая характеристика вагонетки ВГ - 3,3:
| Емкость кузова, м3
|
3,3 |
| Грузоподъемность, т |
6 |
| Жесткая база, мм |
1100 |
| Колея, мм |
900 |
| Основные размеры, мм: |
|
| Длина с буфером |
3400 |
| Ширина кузова |
1320 |
| Высота от головки рельса |
1300 |
Техническая характеристика погрузочной машины 1ППН-5:
| Производительность, м3
|
1,25 |
| Вместимость ковша, м3
|
0,32 |
| Крупность погружаемого материала, мм |
ЛЮБАЯ |
| Фронт погрузки, мм |
4000 |
| Установленная мощность, кВт |
21,5 |
| Колея, мм |
900 |
| Габариты, мм |
|
| длина |
7535 |
| ширина |
1700 |
| высота |
2250 |
| Масса, кг |
9000 |
| Высота разгрузки, мм |
1450 |
Производительность погрузки породы в значительной степени зависит от способа замены груженых вагонеток порожними. Для замены груженых вагонеток на порожние используем накладную двухстороннюю плиту - разминовку. Плита укладывается на расстоянии до 60 метров от забоя и передвигается через каждые 20 метров.
Возведение крепи
После взрывания по породному забою, перед погрузкой породы в призабойном пространстве возводится арочная временная крепь. Временную крепь устанавливают для безопасного ведения работ в призабойном пространстве на период до возведения постоянной крепи. Она должна быть инвентарной, надежной, простой в изготовлении, удобной при установке. Проектом предусмотрена крепь металлическая арочная.Вследствие ее прочности, долговечности, огнестойкости и возможности повторного использования широко применяют в капитальных и подготовительных выработках. В настоящее время ею закреплено более половины протяженности горизонтальных выработок.
Проектом предусмотрена арочная податливая трехзвенная крепь АП-3 из спецпрофиля СВП, состоящая из отдельных арок, устанавливаемых в выработках на расстоянии 0,5-1,25 м одна от другой, межрамных распорок и железобетонных, деревянных или металлических решетчатых затяжек. Арка крепи состоит из верхняка и двух стоек, скрепляемых между собой скобами с планками и гайками. Арки соединяются друг с другом с помощью трех межрамных распорок.
Податливость крепи обусловливается скольжением элементов в узлах их сопряжения после того, как внешнее нагрузка превзойдёт силы трения и достигает по вертикали 300-350 мм, благодаря чему во многих случаях удаётся поддерживать выработки без перекркпления в течение всего срока службы.
Возведение постоянной арочной металлической крепи производится следующим образом. После осмотра забоя и оборки заколов по периметру выработки под стойки крепи вырабатываются лунки с применением отбойных молотков. В лунки устанавливают стойки крепи и ниже соединительных элементов скрепляют их межрамными стяжками с предыдущей аркой. Монтируют на стойках рабо
Водоотлив
Отлив воды из выработки осуществляем при помощи водоотливной канавки. Для устройства водоотливной канавки в паспорте буровзрывных работ предусмотрен один дополнительный наклонный шпур на оси будущей канавки. Взрывается этот шпур одновременно с остальными. Канавка имеет трапециевидную форму, крепится деревом и расположена со стороны прохода для людей с уклоном в направлении центрального водосборника. Площадь канавки 1 м2
.
Сверху канавку покрываем железобетонными плитами. Перекрытие канавки находится на уровне балластного слоя, чем обеспечивается нормальное хождение людей по выработке.
После уборки породы, канавку оформляют до проектных размеров с помощью отбойного молотка. Оформление и крепление канавки производится с отставанием от забоя 15 – 20 м.
Настилка рельсовых путей
Для бесперебойной работы проходческой машины вблизи от забоя настилается временный путь, который по мере продвигания забоя заменяется постоянным.
Временные пути настилают вслед за подвиганием забоя. Настилку пути производят отдельными звеньями в виде отрезков рельсов длиной 2 метра. Перед укладкой рельсового пути полотно расчищают от неровностей. На разровненной почве на расстоянии 1 метр друг от друга укладывают шпалы. Затем на них укладывают рельсы, скрепляют с ранее уложенными рельсами и "пришивают" к шпалам. Пространство между шпалами засыпают породой.
Постоянный рельсовый путь настилают с отставанием от забоя 25 - 100 метров. Производят настилку рельсами Р - 24. Работы по устройству постоянных путей начинают с планировки почвы выработки в соответствии с маркшейдерскими отметками на всю ширину выработки. На подготовленную почву перпендикулярно оси пути укладывают шпалы на расстоянии 1 метр друг от друга. На разложенные шпалы укладывают рельсы, которые скрепляют при помощи планок и болтов с ранее установленными рельсами. Соединенные между собой звенья путей выравниваются в соответствии с реперами при помощи домкратов, а шпалы засыпаются балластом на 2/3 высоты. В качестве балласта используем щебень и гальку с размером зерен от 20 до 40 мм и гравий крупностью зерен от 3 до 20 мм. При рельсах типа Р-24 толщина балласта принимается равной 190 мм. Рельсы костылями пришивают к шпалам. Балласт между шпалами засыпают щебнем или гравием с содержанием примесей не более 2 % по массе. Рельсовому пути придают уклон 0,003 - 0,005 в сторону откатки грузов.
Характеристика рельсов типа Р – 24
| Тип |
Р –24 |
| Масса 1 м, кг |
24,04 |
| Высота, мм |
107 |
| Ширина, мм Подошвы Головки |
92 51 |
| Толщина шейки, мм |
10,5 |
| Площадь поперечного сечения,см2
|
32,7 |
Наращивание коммуникаций.
Прокладка труб и кабелей.
Трубы и кабели прокладывают в выработке так, чтобы их не мог повредить подвижной состав не только при нормальном движении, но и в случае его схода с рельсового пути, чтобы они не мешали проходу людей, чтобы было удобно их обслуживать.
Трубы и кабели прокладывают в верхней части выработки. Принятые прорезиненные трубы подвешивают на крючьях к туго натянутому тросу d=5-6мм. Для уменьшения провисания труб трос закрепляется на крепи через 4-5 м.
Силовые кабели подвешивают на жестких подвесках по противоположной от трубопроводов стороне выработки. Расстояние между подвесками не более 3 м, а между кабелями – не менее 5 см.
Освещение
Для освещения выработки вслед за подвиганием забоя наращивают с отставанием 10-20 м постоянную осветительную сеть.
Слаботочные кабели располагают на высоте 2300 мм со стороны людского прохода. Силовые кабели прокладывают по противоположной стороне выработки, подвешивают на гибких или жестких подвесках.
Для повышения производительности, для безопасности работы необходимо иметь хорошее освещение забоя и призабойного пространства. Для стационарного освещения применяют светильники во взрывобезопасном исполнении типа РВЛ мощностью 100 Вт, напряжением 220 В; устанавливают через 6 м. Для непосредственного освещения забоя на погрузочную машину устанавливаются светильники напряжением 127 В.
На случай выключения энергии проходчиков снабжают переносными аккумуляторными светильниками.
Расчет графика организации работ
Организация работ является одним из самых главных факторов повышения технико–экономических показателей. Наиболее прогрессивной организацией труда является проведение горнопроходческих работ по графику цикличности.
Суточный режим – 4 смены. Ремонтные и подготовительные работы выполняются в выходные дни. Продолжительность работы в подземных условиях – 6 часов в смену при 6 рабочих днях в неделю.
Максимальная расчетная продолжительность цикла, ч:
Тц
=tсм
*b*m*lц
/L
где tсм
- длительность рабочей смены, ч;
b - количество рабочих дней в месяц;
m - количество рабочих смен в сутки;
L - заданное месячное подвигание забоя, м;
lц
- подвигание забоя за цикл, м;
lц
=lш*
где lш
- глубина бурения шпуров, м;
- коэффициент использования шпура
lц
=1,77*0,9=1,6м
Тц
=6*25*4*1,6/80=12
Продолжительность цикла (Тц
) принимаем равной 12 часов.
По принятой продолжительности цикла Тц
определяем количество циклов в сутки
цикла
Трудоемкость работ в человеко-часах по каждому процессу проходческого цикла определяем по формуле
qi
=V*Hвр
где V - объем работ по процессам, выраженный в единицах, приведенных в "Единых нормах и расценках на строительные, монтажные и ремонтно-строительные работы";
Нвр
- принятая норма времени.
| Процесс |
Единица измерения |
Объем работ за цикл |
Норма времени |
Трудоемкость чел.*час |
Примечание |
| Бурение шпуров |
Шпм |
56,3 |
0,14 |
7,9 |
ЕНиР,§Е36-1-44, 2-в |
| Погрузка породы |
м3
|
36 |
0,47 |
16,92 |
ЕНиР,§ЕЗб-1-50, табл.1, 2-б |
| Установка крепи |
Арка |
2 |
5,5 |
11 |
ЕНиР,§Е36-1-72, 2-а |
| Наращивание коммуникаций |
М |
1,6 |
0,054 |
0,09 |
ЕниР,§Е36-1-90, 2-а |
| Разработка водоотливной канавки |
М |
1,6 |
0,62 |
0,99 |
ЕниР,§Е36-1-113, табл.4, 1-а |
| Крепление водоотливной канавки (деревом) |
М |
1,6 |
0,76 |
1,22 |
ЕниР,§Е36-1-113, табл.4, 1-а |
| Укладка временного рельсового пути |
М |
3,2 |
0,63 |
2 |
ЕниР,§Е36-1-116, табл.1, 2-а |
| Снятие временного пути |
М |
3,2 |
0,38 |
1,21 |
ЕниР,§ЕЗб-1-117, 3-а |
| Укладка постоянного рельсового пути |
М |
3,2 |
0,91 |
2,91 |
ЕниР,§Е36-1-116, табл.4, 1-а |
Суммарная трудоемкость
на один цикл
åqi
=q1
+q2
+q3
+…+qn
где q1
,q2
,q3
,…,qn
- трудоемкости отдельных нормируемых процессов
åqi
=7,9+16,92+11+0,09+0,99+1,22+2+1,21+2,91= 44,24 (чел*час)
Разделив суммарную трудоемкость цикла работ на продолжительность цикла в часах, получим количество проходчиков в смену, т. е.
(3 человека)
Время на процессы:
Прием-сдача смены, взрывание, проветривание, заряжание.
Продолжительность заряжания шпуров:
tзар
=
N*
tшп
/
nшп
где N - количество шпуров в забое;
tшп
- время заряжания одного шпура (1шп = 3 мин.);
nш
п
- количество людей, заряжающих шпуры;
tзар
=31*3/3=31мин=0,52ч
Продолжительность взрывания принимаем равной -10 мин.=0,2ч
В соответствии с ПБ принимаем продолжительность проветривания - 30мин
.=0,5ч
А на прием-сдачу смены отводим 10 мин=0,2ч
Коэффициент перевыполнения нормы выработки
где nц
– принятое число проходчиков за один цикл
nц
=nсм
*Тц
nц
=3*12=36 человек
k=44,24/36=1,23
В соответствии с полученными данными посчитаем количество времени, затрачиваемого на каждый отдельный процесс.
1. Бурение шпуров (3 проходчика)
2. Погрузка породы (3 проходчика):
3. Крепление выработки (3 проходчика)
4. Наращивание вентиляции, разработка канавки, крепление канавки (деревом) (3 проходчика)
Так как времени на эти процессы нужно относительно немного, то можно объединить их и посчитать для них суммарную трудоемкость, а, соответственно, и общее количество времени на эти 3 процесса, то есть указать проходчикам, за сколько они должны выполнить эти работы, а кто из них и когда в течение этого промежутка времени будет делать - это отдать на их усмотрение.
Суммарная трудоемкость
этих процессов вычисляется так же, как и общая:
åqi
=q1
+q2
+q3
=0,054+0,99+1,22=2,264
5. Укладка временного рельсового пути (3 проходчика):
6. Снятие временного рельсового пути (3 проходчика)
7.Укладка постоянного рельсового пути (3 проходчика)
Общее расчётное время цикла
Т = 1,86+4+2,6+0,53+0,48+0,29+0,69=10,45ч
Это то время, которое занимают все процессы без учета времени на заряжание, взрывание и проветривание, которые мы должны добавить к этим данным и на их основе составить график организации работ.
Помимо этого 10 мин на стыке смен используется для сдачи и приемки работ в забое и 20 мин длится регламентированный перерыв.
По полученным данным о продолжительности каждого процесса цикла строим график организации работ.
Технико – экономические показатели.
1. Производительность труда:
П=
l
ц
/
n
ц
l
ц
-
длина проходки за цикл,м
n
ц
-
число людей в цикле
П=1,6/6=0,27 м/чел
2. Комплексная норма выработки:
3. Длина выработки (задана в проекте)
L=750 м
4. Площадь в свету (в проекте)
Sсв
=8,8 м2
5. Площадь в проходке (в проекте)
Sпр
=11,4 м2
7.Месячная скорость проходки
V=lm
l- длина шпура (1,77 м.)
h-КИШ (0,9)
m- число рабочих дней в месяц (25 дней)
n- количество циклов за сутки (2 цикла)
Получили скорость проведения выработки аналогично той, которая требовалась в задании. Обеспечивая такую скорость выработка будет пройдена за 9 месяцев и 10 дней.
Стоимость проведения 1 м выработки.
Стоимость проходки 1 м выработки складываются из заработной платы, стоимости материалов, энергии и амортизационных отчислений.
Стоимость 1 м выработки по заработной плате рассчитываем на основе следующих данных: объема работ за цикл, нормы времени на отдельные виды работ, тарифных ставок с учетом районных коэффициентов и принятого продвигания забоя выработки за цикл.
Расценки на отдельные виды работ устанавливаем по тарифным ставкам проходчиков и их соотношению.
Фонд заработной платы на цикл вычисляем по следующей форме:
Таблица
| Процессы цикла |
Единица измерения |
Объем работ на цикл |
Норма времени |
Трудоем-кость, чел-час |
Средняя тарифная ставка*, руб |
Участковый фонд заработной платы на цикл, руб |
| Бурение шпуров |
Шпм |
56,3 |
0,14 |
7,9 |
27,16 |
214,56 |
| Погрузка породы |
М3
|
36 |
0,47 |
16,92 |
26,85 |
454,31 |
| Крепление выработки |
Арка |
2 |
5,5 |
11 |
26,85 |
295,35 |
| Наращивание коммуникаций |
М |
1,6 |
0,054 |
0,09 |
25,42 |
2,29 |
| Разработка водоотливной канавки |
М |
1,6 |
0,62 |
0,99 |
25,42 |
25,17 |
| Крепление водоотливной канавки |
М |
1,6 |
0,76 |
1,22 |
25,42 |
31,01 |
| Укладка временного пути |
М |
3,2 |
0,63 |
2 |
25,42 |
50,84 |
| Снятие временного пути |
М |
3,2 |
0,38 |
1,21 |
25,42 |
30,76 |
| Укладка постоянного рельсового пути |
М |
3,2 |
0,91 |
2,91 |
25,42 |
73,97 |
| Итого 1178,26 |
||||||
* - данные АО «Ленинградсланец» за 2003 год
Стоимость 1 м выработки по заработной плате получаем делением фонда заработной платы на цикл на подвигание забоя за цикл.
Стоимость 1 м выработки по материалам зависит от количества необходимых материалов, их стоимости и принятого подвигания забоя за цикл. Форма расчета этой стоимости следующая:
Таблица
| Материал |
Единица измерения |
Количество единиц на цикл |
Стоимость единицы*, руб |
Сумма, руб |
| ВВ |
Кг |
36,3 |
14,8 |
537,24 |
| СВ |
Шт |
31 |
7 |
217 |
| Ампулы |
Шт |
62 |
2,5 |
155 |
| Арки из СВП |
Шт |
2 |
3000 |
6000 |
| Трубы вентиляционные |
М |
1,6 |
160,5 |
256,8 |
| Рельсы Р24 |
М |
6,4 |
260 |
1664 |
| Шпалы деревянные |
Шт |
4,6 |
75 |
345 |
| Деревянные доски для крепления канавки и на затяжки |
Куб.м |
0,2 |
2000 |
400 |
| Итого 9575,04 |
||||
| Неучтенные материалы, 10% от итога по норме – 957,5 |
||||
| Всего 10532,54 |
||||
* - по данным АО «Ленинградсланец» за 2003 год
Стоимость 1 м выработки по материалам равна стоимости материалов на цикл, деленной на подвигание забоя за цикл
Стоимость 1 м выработки по энергии зависит от расхода энергии пневматическими и электрическими призабойными механизмами за один цикл. Расход энергии пневматическими машинами:
Qпн
=p*T*1,1*60=66pT , где
р - расход сжатого воздуха в минуту,м3
;
Т - время чистой работы механизма за цикл, ч;
1,1 - коэффициент, учитывающий потери
T=t*kв
Расход энергии электрическими машинами
Qэл
=1,1*N*T*kм
/h, где
N - мощность электродвигателя, кВт;
h - КПД электродвигателя;
kм
- коэффициент использования электродвигателя по мощности;
kв
- коэффициент использования электродвигателя по времени.
Время чистой работы данного механизма за смену вычисляем умножением коэффициента kв
на продолжительность процесса t, определяемую по графику организации работ.
Значения коэффициентов kв
и kм
для различных механизмов следующие [18]:
Таблица
| kв
|
kм
|
|
| Погрузочная машина |
0,4 |
0,8 |
| Молотки отбойные |
0,7 |
1,0 |
| Бурильная установка |
0,7 |
1,0 |
Расход энергии буровой установкой БУР-2:
Q1
=66*25*1,87*0,7= 2159,85м3
Расход энергии отбойными молотками МО-5ПН:
Q2
=66*1,5*0,7*0,7=48,51м3
Общий расход энергии пневматическими машинами
Qпн
=Q1
+Q2
=48,51+2159,85=2208,36м3
Стоимость 1 м3
сжатого воздуха равна 0,4 руб.
Спн
=0,4*2208,36=883,34руб
Расход энергии погрузочной машиной 1ПНБ-2;
Расход электроэнергии вентилятором ВМ-5М:
Расход энергии электрическими машинами
Стоимость 1кВт×ч электроэнергии для предприятий равна 1,14 руб.
Сэл
=287,9*1,14=328,21 руб
Стоимость 1 м выработки по энергии:
руб
Амортизационные отчисления рассчитываем пообъектно, исходя из числа механизмов и оборудования в забое, их полной стоимости и нормы амортизации для данной группы оборудования.
Полная стоимость призабойного оборудования включает прейскурантную стоимость механического и электрического оборудования, затраты на его транспортировку до шахты, а также на хранение и демонтаж.
Амортизационные отчисления за цикл работ рассчитываем по следующей форме:
Таблица
| Оборудование |
Стоимость оборуд., руб* |
Кол-во единиц оборуд. |
Полная стоимость всего оборуд., руб |
Норма амортиз., % |
Амортизационные отчисления, руб |
|
| На год |
На цикл |
|||||
| Буровая установка БУР-2 |
623000 |
1 |
623000 |
40,1 |
249823 |
416,4 |
| Погрузочная машина 1ПНБ-2 |
933800 |
1 |
933800 |
30,0 |
280140 |
466,9 |
| Вагонетки ВГ-1,6 |
100000 |
25 |
2 млн 500 тыс |
32,1 |
802500 |
1337,5 |
| Вентилятор ВМ-5М |
60000 |
1 |
60000 |
25 |
15000 |
25 |
| Молотки отбойные МО-5ПН |
4000 |
1 |
4000 |
50,0 |
2000 |
3,33 |
| Электровоз АМ-8Д |
2 млн |
2 |
4 млн |
18,6 |
744000 |
1240 |
| Итого 3489,13 |
||||||
* - по данным АО «Ленинградсланец» за 2003 год
Стоимость 1 м выработки по амортизации оборудования определяем делением суммы амортизационных отчислений на принятое подвигание забоя за цикл.
Общая стоимость 1 м выработки по участковым затратам определяется как сумма, включающая стоимость 1 м выработки по заработной плате, материалам, энергии и амортизации.
С=Сз.п
+См
+Сэн
+Са
С=736,41+6782,84+757,21+2180,7=10457,16 руб.
Техника безопасности и охрана труда.
Ведение горных работ чрезвычайно опасно для здоровья человека. Это вызывает необходимость ведение различных мероприятий, предупреждающих критические ситуации, то есть на всех горных предприятиях должны строго соблюдаться правила техники безопасности(ПТБ). Все проходчики обязаны быть ознакомлены правилами ТБ.
Особенно строго должны соблюдаться ПТБ во время буровзрывных работ:
1. Охрана и доставка ВВ должны проводиться при строгом соблюдении условий безопасности.
2. Непосредственно производить операции по изготовлению патронов боевиков, заряжанию, взрыванию, проверке забоя после взрыва разрешено только лицам, имеющим "Единую книжку взрывника (мастера-взрывника)".
3. В целях предотвращения несчастных случаев при ведении взрывных работ также необходимо:
- всех людей, не связанных с ведением работ вывести на безопасное расстояние
- патрон боевик изготавливать только на месте взрывных работ и строго по числу зарядов;
- обеспечить подачу звуковых и световых сигналов;
- осмотр забоя после взрыва производить не ранее чем через 15 минут после взрыва;
После взрывных работ необходимо вести контроль за содержанием ядовитых газов
Главным способом, предотвращающим запыленность и загазованность воздуха, является хорошая вентиляция. Содержание кислорода в воздухе выработок, в которых находятся люди, должно составлять не менее 20% ( по объему). Скорость воздуха не должна превышать допустимых величин.
Ширина проходов для людей в горных выработках, зазоров между транспортными средствами и крепью, а также между различными транспортными средствами должна соответствовать стандартным величинам (они приведены в ПТБ).
На шахтах должен вестись учет всех лиц, спустившихся в шахту и вышедших из нее.
Все рабочие должны быть обеспечены индивидуальными средствами защиты (самоспасателями), необходимой спецодеждой, исправными инструментами.
Список литературы
1. Дополнения к « Руководству по проектированию вентиляции угольных шахт». М.: Недра, 1981.
2. Единые нормы и расценки на строительные, монтажные и ремонтно-строительные работы. Сб. № 36. Горнопроходческие работы.М: Стройиздат,1984 .
3. Единые правила безопасности при взрывных работах. М: НПООБТ, 1992.
4. Единые правила безопасности при взрывных работах. М.: Недра, 1976.
5. Единые правила безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений подземным способом. М.: Недра, 1985.
6. Киселев Е.С., Бушуев Н.П. Справочник по креплению горных выработок. М.: Недра, 1983.
7. Машины и механизмы для бурения шпуров / Под ред. П.С. Подколзина. М.: Углетехиздат, 1958.
8. Машины и оборудование для проведения горизонтальных и наклонных горных выработок / Под общ. Ред. Б.Ф.Братченко. М.: Недра, 1975.
9. Машины и оборудование для угольных шахт: Справочник / под ред. С.Х. Киорикьяна, В.Н. Харина. М.: Недра, 1974.
10. Механизация проведения подготовительных выработок. А.И.Петров, Г.Г.Штумпф, П.В.Егоров, Г.П.Архипов. М: Недра, 1988 .
11. Перечень рекомендуемых промышленных взрывчатых материалов, приборов взрывания и контроля. М.: Недра, 1987.
12. Покровский Н.М. Технология сооружения горизонтальных выработок. М.: Недра, 1977.
13. Правила безопасности в угольных шахтах. М, Недра, 1995 .
14. Проведение и крепление горных выработок. Н.И.Мельников. М: Недра, 1988.
15. Смирняков В.В., Вихарев В.И., Очкуров В.И. Технология строительства горных предприятий: Учебник для вузов. – М.: Недра, 1989.
16. Технология и комплексная механизация проведения горных выработок. Б.В.Бокий, Е.А.Зимина, В.В.Смирняков, О.В.Тимофеев. М: Недра, 1972 .
17. Технология строительства горизонтальных выработок: Учеб.пособие/ В.И.Очкуров; СПГГИ. СПб,1997
18. Технология проведения горных выработок. Методические указания по выполнению курсового проекта, СПГГИ, сост. И.Е.Долгий, СПб,1998.