Департамент образования и науки Кемеровской области государственное казенное профессиональное образовательное учреждение Томь-Усинский энерготранспортный техникум (ГК ПОУ ТУЭТТ ) ДОПУСТИТЬ К ЗАЩИТЕ Зам. директора по УВР __________ М.В. Григорьева « ___ » ___________ 2016 г. ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА Демонтаж очистного механизированного комплекса участка №1 в условиях шахты «Распадская» ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ Пояснительная записка ДП 140448.ПМ.01.16.00. ПЗ Руководитель: преподаватель высшей квалификационной категории Скрипченко Нина Федоровна « ___ » ___________ 2016 г. ________________ (подпись) Исполнитель: студент IV курса группы ТЭО-1-12 Афанасьев Дмитрий Алексеевич « ___ » ___________ 2016 г. ________________ (подпись) Мыски 2016 РЕФЕРАТ Дипломный проект 92 стр., 14 табл., 16 источников, 5 прил. МЕХАНИЗИРОВАННАЯ КРЕПЬ, МОЩНОСТЬ ПЛАСТА, ЛОЖНАЯ КРОВЛЯ, ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЯ, СИСТЕМА РАЗРАБОТКИ, ВЫЕМОЧНЫЙ УЧАСТОК, КОНВЕЙЕРНЫЙ ШТРЕК, ГОРНЫЕ ВЫРАБОТКИ , ВОДООТЛИВ, ВЕНТИЛЯЦИЯ. Цель проекта – расчет и выбор оборудования для добычи угля в конкретно горно-геологических условиях шахты, расчет нагрузки на очистной забой и расчет количества воздуха для проветривания выемочного участка. Расчет производится с учетом использования современной зарубежной техники. В процессе работы проводились исследования по увязке конструктивных и режимных параметров функциональных машин, выполнены заданные горно-геологические условия месторождения и выбор системы разработки данного пласта, проведен выбор типа и расчет механизированной крепи, выбор выемочной машины, выбор забойного конвейера. Результатами разработки дипломного проекта можно считать решение в нем следующих задач: - дипломный проект написан с учетом современного состояния горной промышленности и путей ее развития в ближайшей перспективе; - использованы современные средства механизации ведения горных работ, технологии выполнения производственных процессов, охране труда и технике безопасности; - учтены особые горно-геологические условия, усложняющие технологию ведения горных работ; - произведены необходимые расчеты для обоснования принятых технических решений. СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ 1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ 1.1 Горно-геологическая характеристика шахтного поля 1.2 Стратиграфия и литология 1.3 Тектоника шахтного поля 1.4 Газоносность, пыленосность, самовозгораемость, опасность по горным ударам 1.5 Горнотехнические условия эксплуатации 1.6 Вскрытие и подготовка шахтного поля 1.7 Горно-геологические условия разработки 1.8 Вентиляция шахты 1.9 Водоотлив 1.10 Клетьевой подъём 1.11 Транспорт по горным выработкам 1.12 Электроснабжение и электрооборудование 1.13 Охрана труда 2 ГОРНАЯ ЧАСТЬ 2.1 Горно-геологическая характеристика пласта 2.2 Анализ заданных горно-геологических условий месторождения и выбор системы разработки данного пласта 2.3 Выбор средств механизации очистных работ 3 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 3.1 Выбор типа и расчет механизированной крепи 3.1.1 Проверка крепи на несущую способность 3.1.2 Проверка крепи на возможность её работы в условиях опускания кровли 3.1.3 Расчет количества секций в лаве 3.2 Выбор выемочной машины 3.3 Выбор забойного конвейера 3.4 Увязка конструктивных и режимных параметров функциональных машин 3.5 Технические характеристики оборудования 3.6 Расчет скорости подачи очистного комбайна 3.6.1 Определение скорости подачи по мощности двигателя привода исполнительного органа 3.6.2 Определение скорости подачи комбайна по вылету резца 3.6.3 Определение скорости подачи комбайна по газовому фактору 6 8 8 10 11 12 14 17 19 20 22 23 24 25 28 31 31 32 33 35 35 35 37 40 40 41 41 44 49 49 51 53 3.6.4 Определение скорости подачи комбайна по производительности конвейера 3.7 Расчет производительности очистного комбайна 3.7.1 Теоретическая производительность 3.7.2 Техническая производительность 3.7.3 Эксплуатационная производительность 3.7.4 Определение суточной нагрузки на очистной забой 4 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 4.1 Демонтаж очистных механизированных комплексов 4.1.1 Организация и технологическое обеспечение монтажных работ 4.2 Подготовительный период демонтажа 4.2.1 Основное и вспомогательное оборудование 4.2.2 Крепление демонтажной камеры и прилегающих к ней выработок 4.2.3 Крепление лебедок и блоков 4.2.4 Освещение и сигнализация при демонтаже оборудования 4.2.5 Доставка демонтируемого оборудования 4.2.6 Технология ведения демонтажных работ 4.2 Демонтажный период 4.3.1 Последовательность демонтажа 4.3.2 Демонтаж гидрооборудования и электрооборудования 4.3.3 Демонтаж верхней крепи сопряжения 4.3.4 Демонтаж комбайна РКУ10 4.3.5 Демонтаж концевой головки конвейера 4.3.6 Демонтаж цепи конвейера 4.3.7 Демонтаж линейных секций конвейера 4.3.8 Демонтаж приводной головки конвейера 4.3.9 Приемная площадка 4.3.10 Демонтаж нижней крепи сопряжения 4.3.11 Демонтаж секций крепи 4.4 Расчет и выбор канатов 4.4.1 Расчет и выбор канатов для лебедок ЛШМ №1-2 4.4.2 Расчет и выбор каната лебедки ЛШМ №3 4.4.3 Расчет и выбор канатов для лебедки ЛШМ при демонтаже 4.5 Меры безопасности 54 55 55 56 57 58 60 60 60 60 60 60 61 61 61 62 62 62 63 63 64 64 64 64 65 65 65 66 67 67 68 68 69 4.5.1 Техника безопасности при демонтаже оборудования механизированного комплекса 4.5.2 Мероприятия по безопасным методам работы на пластах опасных по горным ударам 5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 5.1 Организация работ по демонтажу комплекса 5.2 График демонтажа комплекса 5.3 Стоимость демонтажа оборудования комплекса 6 СПЕЦИАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ 6.1 Дегазация шахты 6.2 Условия эксплуатации и режимы работы шахтных дегазационных систем 6.3 Опережающая дегазация при проведении горных выработок 6.3.1 Параметры дегазации 6.4 Обслуживание дегазационных систем 6.5 Подготовительные работы 6.5.1 Бурение и герметизация дегазационных скважин 6.5.2 Технология бурения скважин 6.5.3 Меры безопасности при бурении дегазационных скважин ЗАКЛЮЧЕНИЕ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ ПРИЛОЖЕНИЕ А – Перечень буквенных обозначений ПРИЛОЖЕНИЕ Б – Схема очистного забоя ПРИЛОЖЕНИЕ В – Механизированная крепь ПРИЛОЖЕНИЕ Г – Приемная площадка ПРИЛОЖЕНИЕ Д – План демонтажа работ СПЕЦИФИКАЦИЯ 69 71 72 72 73 74 76 76 77 79 79 80 82 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 ВВЕДЕНИЕ Угольная промышленность России является одной из основных отраслей тяжелой индустрии, в значительной мере определяющей темпы и уровень развития всей хозяйственной деятельности страны. Используемые в данное время природный газ и нефть не могут полностью заменить уголь. Какие бы реформы не проводились в стране, учитывая все взлеты и падения горного производства, происходит непрерывное совершенствование научно-технического прогресса, как в угольной промышленности, так и в других отраслях. И в этих условиях необходимо знать достижения передового опыта, достоинства и недостатки технологии и средств механизации, так как без этих знаний невозможно совершенствование и создания новых образцов техники и прогрессивной технологии. Это влечет за собой необходимость увеличения добычи угля без увеличения численности работающих, повышения концентрации производства за счет укрепления угольных шахт и увеличения нагрузки на очистной забой путем внедрения новых механизмов для угледобычи и для повышения скорости проведения подготовительных и очистных выработок. В настоящее время наступил период развития подземной добычи угля, при котором монтаж, наладка и воспроизводство комплексномеханизированных линий очистных забоев стали составной и неотъемлемой частью процесса добычи. Перемонтаж очистного оборудования – ответственный и напряженный период, особенно для шахт-лав, когда простои механизированного комплекса означают остановку работы всего предприятия. Самым проблемным и самым трудоемким этапом проведения монтажно-демонтажных работ является демонтаж комплекса из отработанной лавы. Он связан с повышенной трудоемкостью работ и невосполнимыми потерями добычи полезного ископаемого из-за простоя очистного комплекса. При больших вынимаемых мощностях пласта масса и габариты оборудования комплексов значительно осложняют операции по демонтажу и транспортировке его по выработкам шахты. Целью данного дипломного проекта является демонтаж механизированного очистного комплекса участка №1 в условиях шахты «Распадская» Угольная промышленность Кузбасса - это комплексное хозяйство, включающая крупные предприятия по добыче и переработке углей, шахтное строительство, угольное машиностроение, железнодорожный и автомобильный транспорт, научно - исследовательские институты, учебные заведения, социальные и бытовые предприятия. Непосредственными задачами дипломной работы, обеспечивающими надежную, эффективную и безопасную работу оборудования в процессе эксплуатации по назначению, являются: - анализ заданных горно-геологических условий месторождения и выбор системы разработки данного пласта; - выбор средств механизации очистных работ; - выбор типа, расчет и проверка механизированных крепей; - выбор выемочных машин и забойного конвейера; - изучение технической характеристики оборудования; - определение скорости подачи комбайна по мощности двигателя привода исполнительного органа, по вылету резца, по газовому фактору и по производительности конвейера; - расчет теоретической, технической и эксплуатационной производительности очистного комбайна; - изучение правил безопасности. Задачей дипломного проекта является приобретение навыков работы с технической литературой и документацией, умений самостоятельно принимать технические решения. В дипломном проекте объектом исследования является демонтаж очистного механизированного комплекса в условиях шахты. На угольных шахтах России имеется значительный опыт организационной работы по достижению высокой среднесуточной добычи угля. Это становится возможным при одновременном выполнении комплекса инженернотехнических и организационных мер, которые включают применение прогрессивных технологических схем подготовки выемочных блоков и участков, вентиляции, транспортных коммуникаций, а также высокий уровень подготовки рабочих и инженерных кадров, повышение их профессионализма, трудовой и технологической дисциплины, сводящих до минимума возможность возникновения несчастных случаев. Кузбасс заслуженно считается ведущим угольным районом России. В данный момент в Кузбассе действует 85 угледобывающих предприятий, из них 53 шахты и 32 разреза. Производственная мощность по добыче угля составляет 106,4млн.т., из них на шахтах 54,4млн.т, на разрезах — 52млн.т. Кузбасс занимает важнейшее место в инвестиционной политике отрасли. Доля инвестиций в угольную промышленность бассейна, в общем, инвестиций в отрасли составляет более 5%, основного объема инвестиций расходуется на приобретение машин, оборудования, инструмента и инвентаря (около 80%), что обеспечивает наиболее эффективное их использование. 1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ 1.1 Горно-геологическая характеристика шахтного поля Шахта «Распадская» расположена в юго-западной части Томь-Усинского геолого-экономического района Кузбасса. С запада, востока и севера шахтное поле ограничено детально разведанными участками: Распадским, Береговым, Распадским XII и Распадским VI-VII-VIII; с юга примыкают безугольные отложения нижних горизонтов Ильинской подсерии. Рельеф шахтного поля характеризуется большой расчлененностью глубокими логами и долинами рек Ольжерас, Чебол-Су, Еловая, Крутая, Глухая. Рыхлые четвертичные отложения развиты по всей площади шахтного поля и представлены главным образом делювиальными суглинками и глинами с включениями слабообкатанной гальки и щебня коренных пород. Юрские отложения на площади шахтного поля залегают в границах блока 2, в западной части блока 3 и отдельными пятнами на уклонных полях блоков 4 и 5. Мощность юрских отложений колеблется от 0 до 280 м. По сложности геологического строения участок относится ко второй группе, юго-западная часть – к третьей. Угленосные отложения шахтного поля относятся к кольчугинской серии верхнепермского возраста. Подразделяются они на две подсерии – Ильинскую и ерунаковскую. Основной угленосной толщей шахтного поля является Ильинская подсерия, которая подразделяется (снизу вверх) на казанково – Мариинскую и ускатскую свиты. Отложения ерунаковской подсерии встречаются на небольшой площади в северо-восточной части поля и представлены нижними горизонтами ленинской свиты. Угленосные отложения включают 37 пластов угля, 34 из них имеют промышленное значение. Мощные пласты (9-10, 7-7а, 6-6а) и пласты средней мощности (12, 11, 10, 9, 3-3а) отрабатываются шахтой. Пласты угля подвержены значительным изменениям, выражающимся в уменьшении их мощности до нерабочей (16а, 14, 13а, 3а, 3), а участками до полного выклинивания (4). Наблюдается расщепление пластов 15 и 7-7а по простиранию с северо-востока на юго-запад, а пласта 3-3а по падению. Некоторые из них – 15в.п. и 7, в свою очередь, расщепляются на отдельные слои (соответственно на 15в.п. , 7в.п. ,7н.п.). Поле шахты «Распадская» расположено в пределах крупной складчатой структуры – зоны Западного моноклинала и характеризуется преимущественно пологим (5-10 град.) залеганием пород и северо-западным протиранием по азимуту 330-340 град. Тектоническое строение сложное. Всего прослежено 206 дизъюнктивных нарушений, из них 81 нарушение имеют амплитуду смещения 1-9,9 м, редко 30 м. Значительное развитие имеют малоамплитудные разрывы. На пластах проявляется пологая пликативная складчатость. По сложности геологического строения поле шахты относится к месторождениям сложного строения. Вмещающие породы представлены преимущественно песчаниками и алевролиты, в меньшей степени аргиллитами и углистыми аргиллитами. Согласно прогнозу потенциальной выбросоопасности угольных пластов шахты «Распадская», выполненному институтом ВостНИИ, критическая глубина возможного проявления внезапных выбросов составляет 200-260 м от дневной поверхности, а пласты 6-6а, 7-7а, 9, 10 отнесены к угрожаемым по внезапным выбросам с глубины 260 м. Все пласты угля относятся к опасным по проявлению горных ударов с глубины 150 м. Угли всех пластов относятся к опасным по самовозгоранию, а также по взрывчатости угольной пыли. Содержание свободной двуокиси кремния в углях составляет 4,2-6,4%, в породных прослоях пластов и вмещающих пород 39,6-51,4%, в связи с чем породы являются силикозоопасными. Продуктивные отложения относятся к Ильинской свите Кузбасса (Р2). Ильинская свита вскрытой на шахте Распадская-1, мощностью 580-590м, разделяется на две подсвиты: нижнюю - казанково-маркинскую Р2к-м - 320м, и верхнюю – ускатскую Р2уск -240м, граница между которыми проводится пол пласту 14. Казанково-маркинская подсвита от пласта 1 до кровли пласта 6-6а, представлена преимущественно алевролитами, песчаники прослеживаются только в кровле пластов 2 и 5. Этому горизонту подсинено5 пластов (1,2,3,5,6,6-а) общей мощностью 8,5- 9,0 м. Коэффициент угленосости 5,7. Основную роль в разрезе занимают песчаники. Пласты угля залегают в алевролитах. В верхних горизонтах подсвиты, в кровле пластов 9,11,12,13, нередко появляются линзы конгломератов, увеличиваются слои крупнозернистых песчаников. Суммарная мощность угольных пачек 12- 13 м. Угленосность ускатской подситы составляет 4,2 %. В тектоническом отношении поле шахты представляет собой пологий моноклинал с падением слоев на северо-запад под углом 7- 15 градусов. В югозападной части поля выявлена пологая волнистость, как в направлении падения, так и простирания. Отмечается 2 дизъюнктива- один на XV р.л. с амплитудой до 40м. Более мелкое нарушение (с амплитудой около 5м) установлено в уклоне №124. Подготовительными и нарезными работами по пласту 6-6а 4-го блока. Выявлен ряд нарушений, с амплитудами от 0,6 до 1,5 м и 1,5-3,5 м, два размыва прикровельной части пласта, на глубине 1-2,5 м от кровли, в направлении с юго-востока на северо-запад. Указанные нарушения носят характер поперечного падения сместителей на восток, под углом 18-25 градусов. Описание пластов угля, подлежащих отработке шахтой Распадская 1, производится в порядке их залегания снизу вверх. 1.2 Стратиграфия и литология Стратиграфия это раздел геологии, изучающий последовательность формирования комплексов горных пород в разрезе земной коры и первичные их соотношения в пространстве. Стратиграфия обеспечивает историзм всех других отраслей геологии, создаёт геохронологическую основу для изучения геологических процессов, развития геологических объектов, регионов и земной коры в целом, а также для карт геологического содержания. Стратиграфия тесно связана с исторической геологией, палеонтологией, геохронологией, литологией, геологией полезных ископаемых осадочного генезиса, в т.ч. с геологией нефти и газа, угольной геологией. Литология это наука о современных осадках и осадочных породах, их составе, строении, происхождении и закономерностях пространственного размещения. Главные задачи литологии заключаются в выявлении закономерностей распределения различных типов осадочных пород и полезных ископаемых в общем ходе процессов породообразования на протяжении геологической истории Земли, в стратификации и корреляции разрезов. Основным путём решения этих задач является генетический (фациальный) анализ осадочных пород, их естественных парагенетических сочетаний — осадочных формаций, палеогеографических обстановок их накопления. Распадское месторождение углей сложено (снизу-вверх) породами кольчугинской серии ( P2 ke) верхнепермского возраста. В составе серии выделяются две подсерии – ильинская (P2 il) и ерунаковская (P2 er). Осадки ильинской подсерии залегают на породах кузнецкой свиты (P2 kz), не содержащей пластов угля. Основную угленосную толщу содержит ильинская подсерия, которая подразделяется (снизу-вверх) на казанково-маркинскую (P2 km), ускатскую (P2 usk) и лененскую (P2 en) свиты. Свиты с угловым несогласием перекрываются отложениями тарбаганской серии юрского возраста. Угленосные отложения представлены песчаниками, алевролитами, углистыми аргиллитами, углями. Казанково-маркинская свита (P2 km) выделяется в разрезе от слоя конгломератов, залегающих в 100 м ниже пласта 1, до почвы пласта 7-7а. Ее мощность – 285 м. Средняя суммарная мощность рабочих угольных пластов составляет 9,96 м, коэффициент угленосности – 3,5%. Ускатская свита (P2 us) в разрезе выделяется от почвы пласта 7-7а до почвы пласта 14. Ее мощность – 260 м. Представлена песчаниками, алевролитами, углями. Из 7 пластов сохраняют кондиционную мощность по всей площади пласты 7-7а, 9, 10, 11, 12. Средняя суммарная мощность пластов – 11,9 м, коэффициент рабочей угленосности – 4,6%. Ленинская свита (P2 ln) отложения ерунаковской подсерии встречаются на небольшой площади в северо-восточной части поля и представлены нижними горизонтами от почвы пласта 14 до пласта 16. Суммарная мощность рабочих угольных пластов составляет 1,8 м, коэффициент угленосности – 1,4 %. Четвертичные отложения развиты повсеместно и представлены суглинками и глинами мощностью 1-6 м на водоразделах, песчано-галечниковыми осадками в долинах рек и ручьев, мощностью от 2-х до 40 м. 1.3 Тектоника шахтного поля Томусинский район по своему тектоническому строению подразделяется на четыре тектонические зоны, каждая из которых характеризуется особыми ггформами складчатости и степенью дислацированности: 1. Западная моноклиналь; 2. Усинская складчатая зона; 3. Чексинская складчатая зона; 4. Восточная моноклиналь. Распадское месторождение располагается в пределах зоны Западной моноклинали, которая характеризуется северо-восточным падением пластов, пологим (5-12º) в юго-западной части и более крутым на северо-востоке месторождения. В юго-западной части месторождения между 11-17 разведочными линиями, вскрыта флексура, по простиранию к северу смещающаяся небольшим нарушением типа взброса с амплитудой перемещения по сместителю около 60 м. Залегание угленосной толщи осложняется мелко и среднеамплитудными разрывными нарушениями характера прямых надвигов с вертикальной амплитудой от 6 до 20 м, преимущественно 1,5-3,7 м. Углы падения сместителей колеблются в пределах 10-66º, а преобладающее 12-16º. Всего на площади уклонных полей блоков 4 и 3 прослежено 22 нарушения. Все выявленные нарушения относятся к типу взбросо - надвигов. Протяженность нарушений по разведочным линиям 150-180 м, с амплитудой смещения 2- 5 м. Только 4 нарушения: 29, 41, 43, 45 имеют амплитуду смещения более 5 м. Наиболее крупное нарушение 45 выявлено на 14 и 13 разведочных линиях. Буровыми скважинами 14 разведочной линии оно прослежено по простиранию на расстояние 1500 м. Амплитуда смещения крыльев пластов по простиранию изменяется от 3 до 25 м. Нарушением разрывается группа пластов с 1 по 3-3а. Нарушение 29 выявлено при доразведке на 9-10 разведочных линиях и профилях 9,10. Простирание его близко к меридиональному, падение восточное, амплитуда смещения от 5 до 8 м разрывает пласты от 5 до 9. Наряду с разрывной тектоникой, на шахтном поле горноэксплуатационными работами выявлены и другие факторы, значительно осложняющие ведение горных работ. Мелкоамплитудные пологоволнистые складки имеют симметричный и асимметричный характер, углы падения крыльев их изменяются, преимущественно от 1-2 до 7º, а на отдельных участках, даже в пределах одной лавы увеличиваются до 13º. 1.4 Газоносность, пыленосность, самовозгораемость, опасность по горным ударам Горные удары это хрупкое разрушение горных пород в зоне предельно напряженного состояния краевой части пласта или целика, происходящее вследствие превышения скорости изменения напряженного состояния над максимально возможной скоростью пластической деформации в данном месте. Влияние и проявление горного удара: разрушение и отброс породы, угля, разрушение крепи, смещение оборудования, образование пыли и воздушной волны, усиление газовыделения. Минимальная концентрация пыли, при которой возможен взрыв: 16-20 г/м³; максимальная – 200 г/м³. Концентрация газа от 2% при выходе летучих 2632%, снижает взрываемость до 3-48 г/м³. Места наиболее сильного пылеобразования – это очистные и подготовительные выработки, места перегрузки отбитого угля. Наиболее опасные участки – это сопряжения очистных выработок с подготовительными, непосредственно в очистных забоях и в проходческих при возведении крепи. Чаще всего травмы происходят при несоблюдении паспортов крепления и невнимательности рабочих. Главной причиной самовозгорания углей является адсорбция ими кислорода и повышение температуры за счет длительного протекания в угле химических реакций с образованием продуктов окисления, полуокисления и т.п. Склонность угля к самовозгоранию зависит и от интенсивности притока кислорода из атмосферы воздуха, характера затрудненности отдачи тепла в окружающую среду. Если выделяющееся тепло не рассеивается с достаточной быстротой в окружающее пространство, то температура может достичь такого предела (80° — 90°С), что уголь загорится. В подземных горных выработках опасными очагами возможных пожаров могут являться: завалы очистных горных выработок с оставшимися угольными пачками в кровле или почве, а также недостаточной зачисткой угольной мелочи; участки с подработанными вышележащими угольными пластами; зоны тектонических нарушений с трещиноватыми и раздавленными углями. Наиболее часто возникают пожары на пыльных пластах угля, причем они нередко сопровождаются взрывами угольной пыли. К настоящему времени газоносность Кузнецкого бассейна изучена неравномерно. Промышленно угольные толщи балахонской и кольчугинской серий изучены довольно детально до глубины 600–700 м, менее полно – до глубины 700–1000 м и фрагментарно – на глубинах более 1 км. Формирование Кузнецкого бассейна и процессов метаморфизма углей генерировали 800–1000 трлн м3 метана, сохранилось 50–70 трлн м3 . Сюда включают не только метан угольных пластов и залежей свободных газов (полезное ископаемое), но и огромные массы метана, рассеянного, окклюдированного в углевмещающих породах (до 1–2 м3 /т), который практически не известен и не может считаться полезным ископаемым. Наряду с метаном (до 90–98%), угленосные толщи содержат тяжелые углеводородные газы (этан, бутан, пропан), водород, углекислый газ и азот, сероводород, в примесях – в микроконцентрациях – инертные газы: аргон, гелий и др. Около половины метана концентрируется в продуктивных угольных пластах, хотя они составляют обычно первые проценты от мощности угленосной толщи. В гранулярных порах и трещинах вмещающих пород (в газовых ловушках) преобладает газ в свободной фазе, в обводненных породах метан находится в основном в растворенном состоянии. А вообще возможны четыре фазовых состояния природных газов в угленосных толщах: в свободной фазе, в виде концентрированной приповерхностной фазы, в виде твердого раствора, в кристаллической форме. 1.5 Горнотехнические условия эксплуатации Подземный способ добычи позволяет ограничить объем перемещаемой горной массы преимущественно массой полезного ископаемого. Поэтому в условиях повышенных глубин залегания он экономичнее открытого. Предельная глубина подземной отработки на отдельных предприятиях достигла 2000 м. «Геологическое» и технологическое разубоживание всегда складываются и реально недропользователь имеет дело с суммарным общим разубоживанием, разделить которое на составляющее нельзя. Поэтому, величина проектного конструктивного разубоживания на практике чаще всего превышается и иногда весьма значительно. Чем сложнее форма рудных тел, тем, в общем случае, больше разубоживание добываемой массы при любой системе отработки. Указываемые в справочниках по горному делу величины технологического разубоживания различных систем всегда следует рассматривать как нижние пределы, которые скорее всего будут превышены. Возможность этого всегда должна приниматься во внимание при анализе материалов. Как при открытом, так и при подземном способах разработки большое влияние на показатели отработки оказывают гидрогеологические условия. В большинстве случаев, недра обводнены и их вскрытие горными работами требует мероприятий по осушению. Оценка возможных величин водопритоков в горные выработки является основной задачей гидрогеологических исследований при разведке месторождений. Величина этих водопритоков зависит прежде всего от проницаемости среды, т.е. трещиноватости и пористости пород массива. Месторождения, залегающие в рыхлых и пористых полускальных породах обычно характеризуются большей обводненностью. Особенно опасными могут быть условия проходки горных выработок в породах, пораженных карстом, поскольку вскрытие выработки карстовых полостей может приводить к внезапным выбросам больших количеств воды. Относительная обводненность месторождений может быть охарактеризована коэффициентом водообильности, представляющим собой отношение количества воды (в куб. м), которое необходимо откачивать для добычи 1 т полезного ископаемого. На слабо обводненных месторождениях этот показатель составляет от долей единицы до единиц, на сильно обводненных может достигать сотен и более. При освоении сильно обводненных новых месторождений самым сложным является момент вскрытия их шахтами, так как сечения проходимых стволов лимитируют габариты и мощность водоотливных средств. После того как стволы пройдены, на горизонтах могут быть смонтированы насосные системы сколь угодно большой производительности. Однако приток в ствол в процессе проходки порядка десятков м3/час уже является критическим. Для проходки стволов в таких условиях приходится применять специальные методы: замораживание целика пород, предварительное водопонижение, с откачкой из расположенных вокруг ствола скважин и др. Откачка больших количеств подземных вод порождает проблему их экологически приемлемого сброса. Нередко такие воды содержат токсичные компоненты и должны подвергаться очистке или направляться в специальные водохранилища. Однако в некоторых случаях откачиваемые шахтные воды могут использоваться для технического водоснабжения предприятий, в частности, обогатительных фабрик. Эксплуатация сильно обводненных месторождений требует надежной системы энергообеспечения, с наличием дублирующих резервных источников. Даже кратковременные отключения энергоснабжения для таких горных предприятий могут быть чреваты затоплением шахт, а аварии такого рода можно считать практически не ликвидируемыми. Следует заметить, что прогноз водопритоков в горные выработки, осуществляемый в предпроектную стадию, по данным выполненных при разведке опытно-фильтрационных работ, не отвечает по точности задаче долгосрочного прогноза на весь период эксплуатации. Поэтому, в процессе вскрытия и подготовки месторождения к освоению, и по мере развития работ в течение всего периода эксплуатации, на обводненных месторождениях должны продолжаться опытно-фильтрационные наблюдения при водоотливе и по их данным уточ- няться оперативные прогнозы водопритоков на будущие периоды развития работ. При проведении горно - эксплуатационных работ следует ожидать осложнение тектонических строений в крайних юго - западных и северо - восточных частях шахтного поля. В центральной части поля в пределах блоков № 3, 4, кроме района V, VI разведочным линиями, не следует ожидать более сложного тектонического строения. В крайних частях шахтного поля, юго - западе и севере, пермские угленосные отложения перекрываются осадками конгломератовой свиты Юрского возраста. Залегают несогласно на размытой поверхности палеозоя. Угловые несогласия небольшие, Юрские падают 4 – 7о, пермские осадки вблизи контакта с конгломератовой свитой имеют углы 9 – 10о. Породы кровли сложены в основном алевролитами, но встречаются и мощные отложения песчаников, при этом кровли относятся к труднообрушаемым. Породы почвы сложены в основном алевролитами различной крепости. В настоящее время шахта "Распадская" отнесена к сверхкатегорной по газу и угольной пыли. Угольные пласты относятся к опасным по взрываемости угольной пыли и являются опасным по самовозгоранию. Пласты угля угрожаемые по горным ударам с глубины 150 метров. Пласты, начиная с 1 по 9 опасны по внезапным выбросам. Вмещающие породы являются силикозоопасными. Приток воды по пластам 14-19 не превышает 4-15 м3/час, по пластам 8-14 до 10 м3/час, пласты 9-10 до 5 м3/час, пласт 7-7а до 23 м3/час, 6-6а от 3,5 м3/час до максимального значения 18 м3/час, пласты 4,5 12 м3/час, 3-3а до 20 м3/час. Кровля и почва пластов угля представлены, обычно, крепкими алевролитами или, реже, песчаниками 5-7 категории и являются довольно устойчивыми. Случаев обрушения кровли при проходке глубоких горных выработок, даже без крепления, не наблюдается. Но имели место случаи вспучивания почвы пластов угля. Вмещающие породы также являются устойчивыми, трещиноватость и расслаивание пород наблюдаются редко. По категориям крепости (по Протодьяконову), породы разделяются следующим образом: - песчаники 6-7 категории; - алевролиты 4-6 категории; - гравелиты и конгломераты 7-8 категории. Случаев самовозгорания отвалов угля не было, хотя некоторые отвалы угля сохраняются с 1950 года. Все угольные пласты шахтного поля по газоносности можно разделить на две группы. К первой группе относятся угли пластов: 1,2,3,5,6-6а,7 с содержанием витренитового вещества 88-90%. Ко второй группе относятся пласты: 9,10,11,12,13 с содержанием витренитового вещества 76-82%, газоносность которых, на нулевом горизонте. Находится в пределах 11-12 м³/т. Верхняя граница метановой зоны прослеживается на глубине до 30 м от дневной поверхности. По результатам многочисленных проб, было установлено среднее значение градиента возрастания газоносности, которое составляет 5,2 м³/т на каждые 100 м разреза. Учитывая малую пористость алевролитов (4,1%) и высокую (5-7%) песчаников, можно предположить, что в газовом балансе шахты основная масса газа будет сосредоточена в песчаниках, меньшая в алевролитах. В результате этого, в пределах шахтного поля, создаются неодинаковые условия для миграции газов по простиранию одного и того же пласта. По проекту шахта относится к сверхкатегорной, что подтверждается выполненным институтом «Сибгипрошахт» прогнозом газообильности шахты. В настоящее время, прослеживается выделение метана по пласту 6-6а, из уклонной части бремсбергового поля. В конвейерном и людском уклонах, в 125 м ниже вспомогательного вертикального ствола, при постоянном проветривании, концентрация метана удерживается в пределах 0,75-1%. Подземный способ добычи позволяет ограничить объем перемещаемой горной массы преимущественно массой полезного ископаемого. Поэтому в условиях повышенных глубин залегания он экономичнее открытого. Предельная глубина подземной отработки на отдельных предприятиях достигла 2000 м. Однако, работы на таких глубинах сильно осложняются высоким горным давлением, ростом температуры и другими техническими факторами. Обычная глубина действующих подземных рудников и шахт 300–500 м. Угли шахтного поля представлены, в основном, блестящими разностями, которые при механической разработке склонны к образованию большого количества угольной пыли. Ввиду большого содержания летучих, угли шахты относятся к взрывоопасным по пыли. Угли пластов склонны к самовозгоранию. Вмещающие боковые породы силикозоопасны. 1.6 Вскрытие и подготовка шахтного поля В качестве основных способов вскрытия рекомендуется принимать: - для пологих и наклонных пластов — вертикальными стволами и капитальными или погоризонтными квершлагами, наклонными стволами, наклонным главным и вертикальными вспомогательными стволами и капитальными квершлагами; - для крутонаклонных и крутых пластов — вертикальными стволами и этажными квершлагами, закладывая стволы, как правило, в лежачем боку свиты. В районах с гористым рельефом поверхности необходимо предусматривать вскрытие штольнями или штольнями в сочетании со слепыми вертикальными стволами. При обосновании способа подготовки шахтного поля необходимо проанализировать количественные значения таких факторов, как размер шахтного поля по простиранию, угол падения пластов и число одновременно работающих лав. Зная область применения различных способов подготовки и размеры отдельных частей шахтного поля, можно определить число панелей или блоков по простиранию. Рекомендуется предусматривать следующие способы подготовки: - для пологих пластов с углами падения до 10° — погоризонтный способ подготовки с отработкой лавами, подвигаемыми по падению (восстанию); - для крутонаклонных и крутых пластов — этажный способ подготовки. При расчетном сроке службы этажа до 10 лет необходимо предусматривать проходку и армировку всех или некоторых стволов сразу на два горизонта с зумпфом, технологическим отходом и оборудованием водоотлива на нижнем горизонте. При разработке пластов на больших глубинах, с высокой газоносностью или высокими температурами вмещающих пород предусматривать восходящее проветривание уклонных полей. При высокой водообильности и опасности прорыва воды в очистной забой из вышележащих пластов принимать первоочередную отработку уклонного поля, и в этом случае отрабатывать уклонное поле прямым порядком, а бремсберговое — обратным. На шахте принята наиболее прогрессивная блочная схема вскрытия,обеспечивающая высокую концентрацию горных работ, минимальный объём протяженных выработок в пределах блока и в целом по шахте. Шахтное поле делится на блоки,независимые друг от друга по условиям их разработки и проветривания. Размеры крыльев шахтного поля составляют: - юго - западного - 6,75 км; - севере- восточного - 5,75 км; Размер шахтного поля по простиранию составляет 12,5 км, в крест простиранию в среднем 3,5 км. Площадь шахтного поля 43,7 км2. Бремсберговое шахтное поле делится на 4 блока с размерами по простиранию: - блок № 2- 3,5 км; - блок № 3 - 2,5 км; - блок № 4 - 2,5 км; - блок № 5 - 4,0 км. Уклонное шахтное поле делится на 3 части с размерами полей: - центрального - 4,5 км; - восточного - 4,0 км; - западного - 3,5 км. 1.7. Горно-геологические условия разработки Месторождения ископаемых углей характеризуются исключительным разнообразием горно-геологических условий. Это разнообразие является следствием прежде всего различий условий углеобразования и последующей истории геологического развития месторождений, определивших угленасыщенность разреза угленосных толщ, особенности морфологии угольных пластов и ее низменности, литологический состав угленосных формаций, степень литификации (и соответственно физико-механические свойства) углей и вмещающих их пород, тектонику месторождений, современные глубины залегания углей. На горно-геологические условия разработки оказывают влияние такие специфические особенности углей, как способность их к самовозгоранию, образованию пыли, генерации и сорбции газов. Существенное значение имеет местоположение месторождений по отношению к элементам современного рельефа, уровням подземных вод, районам распространения многолетней мерзлоты и сейсмической активности. В дополнение к рассмотренным выше характерным чертам морфологии пластов и тектоники в данном разделе приводятся сведения о других специфичных горно-геологических особенностях угольных месторождений. При проведении горно-эксплуатационных работ следует ожидать осложнение тектонических строений в крайних юго-западных и северовосточных частях шахтного поля. В крайних частях шахтного поля, юго-западе и севере, пермские угленосные отложения перекрываются осадками конгломератовой свиты Юрского возраста. Залегают несогласно на размытой поверхности палеозоя. Угловые несогласия небольшие, Юрские падают 4-7°, пермские осадки вблизи контакта с конгломератовой свитой имеют углы 9-10°. Физико-механические и физико-химические свойства углей: плотность углей 1350-1500 кг/м3; объемная масса 1300-1390 кг/м3; общая пористость 3,5-9,6 %; полная влагоемкость 3,7-6,7 %; пределы прочности при сжатии 12-17 МПа; пределы прочности при растяжении 0,9-2,1 МПа; сцепление 2,1-4,0 МПа; угол внутреннего трения 35-40 гр; коэффициент крепости 1,2-1,8; модуль упругости 0,3-0,9*10-4 МПа; коэффициент Пуассона 0,2; модуль сдвига 0,1-0,4*10-6 кг/(м2*с). 1.8 Вентиляция шахты Вентиляция шахты – система мероприятий, направленная на поддержание во всех действующих горных выработках шахты микроклимата c параметрами, необходимыми для ведения горных работ. Вентиляция шахты обеспечивается вентиляционной службой шахты, в задачи которой входит контроль правильности распределения воздуха по выработкам и соблюдения норм подачи воздуха на участки потребления, контроль качественного состава воздуха, проведение воздушных и депрессионных съёмок, ремонт вентиляционных выработок и сооружений. Для повышения эффективности и надёжности вентиляции шахты осуществляют автоматизацию управления на основе дистанционного контроля параметров вентиляции шахты, применяют ЭВМ. Создание в подземных выработках шахт нормальных условий микроклимата исключает вредное воздействие на человека содержащихся в рудничных шахтах ядовитых газов, высоких и низких температур. Вентиляция шахт также предотвращает образование скоплений вредных газов. Различают следующие схемы вентиляции шахт: - центральную; - фланговую; - комбинированную (центрально-фланговую). При центральной схеме вентиляции шахт воздух поступает в шахту и выходит из неё через стволы в центре шахтного поля. Схема применяется при ограниченных размерах шахтного поля и относительно небольшой мощности шахты. При фланговой схеме воздух поступает в шахту через ствол в центре шахтного поля, а выходит через стволы - шурфы, расположенные на флангах. Эта схема применяется на неглубоких шахтах, когда невозможно или нецелесообразно поддерживать единый вентиляционный горизонт. Комбинированная схема вентиляции включает различные варианты центральной и фланговой схем. Важная задача вентиляции шахты — обеспечение безопасности людей при авариях (пожарах, взрывах газа и пыли, внезапных выбросах угля и газа) и их ликвидации. Требования к вентиляции шахты при авариях: предупреждение распространения ядовитых газов по шахте; быстрое и надёжное реверсирование вентиляционных струй; предупреждение образования опасных концентраций взрывчатых газов и др. Режимы вентиляции шахты при авариях: нормальная вентиляция; уменьшение или увеличение расхода воздуха; прекращение вентиляции; реверсирование. Вентиляция шахт характеризуется количеством подаваемого воздуха в шахту и тягой вентилятора. Различают вентиляцию общешахтную, при которой воздух, подаваемый с поверхности, омывает основные выработки шахты, и местную вентиляцию. Средства инженерного обеспечения вентиляции шахты: вентиляторные установки, вентиляционные сооружения шахт, вентиляционные регуляторы, вентиляционные трубопроводы (обычно при местной вентиляции), горные выработки, проходимые специально для вентиляции (вентиляционные выработки), средства снижения аэродинамического сопротивления выработок и утечек воздуха. Основные схемы вентиляции шахты: центральная и фланговая; их сочетание — комбинированная схема. При небольших и средних размерах шахтных полей, небольшой мощности и газообильности шахты применяют единые схемы вентиляции шахты. На крупных шахтах с высокой газообильностью, при объединении нескольких шахт и разработке одной шахтой нескольких удалённых друг от друга залежей используют секционные схемы вентиляции шахты, при которых шахтное поле делится на обособленно вентилируемые секции. Способы вентиляции шахты: всасывающий, нагнетательный, комбинированный (нагнетательновсасывающий). При всасывающем способе вентиляции шахты вентилятор отсасывает воздух из шахты, создавая в ней разрежение, в результате чистый воздух через воздухоподающие выработки засасывается в шахту. При этом возможно засасывание воздуха с поверхности через зоны обрушения (при наличии трещин, достигающих поверхности). Способ применяется на газообильных угольных шахтах, на рудных шахтах (до глубины 1500 м). При нагнетательном способе вентиляции шахты вентилятор нагнетает воздух с поверхности в шахту; применяется на неглубоких шахтах, при небольшом газовыделении и аэродинамическом сопротивлении вентиляционной сети, аэродинамической связи выработок с поверхностью через зоны обрушения, фланговой схеме вентиляции шахты. При комбинированном способе вентиляции шахты один вентилятор работает на нагнетание, другой — на всасывание; применяется при большом аэродинамическом сопротивлении вентиляционной сети шахты, разработке полезных ископаемых, склонных к самовозгоранию (при аэродинамической связи выработок с поверхностью через зоны обрушения), при фланговой схеме вентиляции. Для расчёта расхода воздуха для вентиляции шахты (количество воздуха, подаваемое в единицу времени, м3/с или м3/мин) используют позабойный, общешахтный и статический методы. 1.9 Водоотлив Водоотлив— удаление шахтных и карьерных вод из горных выработок. При подземной разработке различают главный водоотлив, предназначенный для откачки общешахтного притока воды, и участковый водоотлив — для перекачки воды из отдельных участков шахты к водосборникам главного водоотлива (реже непосредственно на поверхность земли). В редких случаях применяется центральный водоотлив, когда несколько шахт имеют общую водоотливную установку, и региональный, обеспечивающий водоотлив всего района в целом. Водоотливные установки оборудуются аппаратурой автоматизации, контроля и защиты. Аппаратура автоматизации обеспечивает автоматическую заливку, пуск и остановку насосов в зависимости от уровня воды в водосборнике, поочерёдную работу насосов, автоматических включение резервных насосов при аварийном подъёме уровня воды в водосборнике и неисправности работающего насоса, дистанционный контроль и сигнализацию об уровне воды в водосборнике. На угольных шахтах, опасных по газу и пыли, применяется аппаратура автоматизации во взрыво- и пылебезопасном исполнении. В качестве приборов контроля гидравлических показателей используются манометры и расходомеры. Для защиты насосов от гидравлических ударов при их остановке применяются специальные гасители ударов. Основные пути дальнейшего совершенствования водоотлива на шахтах: сокращение объёма и упрощение конструкции водосборников или применение бескамерного водоотлива с вертикальными погружными насосами и эрлифтами; совершенствование средств водоотлива для откачки на поверхность загрязнённой воды; полная механизация труда по транспорту оборудования, монтажу насосных агрегатов и трубопроводов, чистке водосборников и т.д. Шахтная вода с пластов 3-3а, 6-6а, 7-7а блока 3 и пластов 4-5, 6-6а, 7-7а, 9-10 блока 5 поступает через вспомогательные стволы на восточный и западный полевые штреки, и затем, в центральные водосборники шахты, общей ёмкостью 6800 м'\ находящиеся в околоствольном дворе гор. +70 м блока 4. С пластов 6-6а, 7-7а, 9 и 10 блоков 4 и 5а вода поступает' в центральные водосборники по главным квершлагам гор. +70 м. Общий нормальный приток воды по шахте составляет 1000 м^час, максимальный (в период снеготаяния) 2500 м'/час. Для откачки притока подземных вод в насосной камере в околоствольном дворе гор. +70 м блока 4 установлены 4 углесоса 14УВ6 (производительность каждого 900 м"7час, напор 320 м) и 3 насоса ЦНС 300-360 (производительность каждого 300 м"7час. напор 360 м). 1.10 Клетьевой подъём Шахтная подъёмная установка, предназначенная для перемещения в клетях полезного ископаемого, породы, людей, материалов и оборудования. С помощью клетевого подъема производятся также осмотр и ремонт армировки и крепи ствола. Клетевой подъем состоит из горнотехнических сооружений и подъёмного оборудования. К первым относятся: ствол шахты с армировкой; приёмная площадка околоствольного двора, оборудованная стопорами и толкателями; копёр, приёмный бункер и другие надшахтные сооружения. Подъёмное оборудование: подъемные машины, клети шахтные, головные и хвостовые канаты, разгрузочные устройства (для опрокидных клетей). Клетевой подъем состоит из горнотехнических сооружений и подъёмного оборудования. К первым относятся: ствол шахты с армировкой; приёмная площадка околоствольного двора, оборудованная стопорами и толкателями; копёр, приёмный бункер и другие надшахтные сооружения. Подъёмное оборудование: подъемные машины, клети шахтные, головные и хвостовые канаты, разгрузочные устройства (для опрокидных клетей). При клетевом подъеме применяют кнопочное управление подъёмом из клети (по типу лифта) или из здания подъёмной машины, дистанционное управление и контроль подъёмного сосуда при выполнении погрузочноразгрузочных операций. Направления совершенствования клетевого подъема: автоматизация процессов загрузки и разгрузки клетей, создание подъёмных канатов повышенной прочности и долговечности, новых конструкций клетей, полная автоматизация управления машинами. 1.11 Транспорт по горным выработкам Комплекс сооружений и устройств, предназначенный для приёма и перемещения различных грузов и людей на подземных горнодобывающих предприятиях. На современных шахтах в задачи шахтного транспорта входит формирование и реализация двух разнонаправленных (встречных) грузопотоков. Первый включает транспортирование людей, оборудования и других грузов к очистным, подготовительным забоям и другим производственным участкам; второй — приём и транспортирование в обратном направлении до околоствольного двора (на шахтах, вскрытых вертикальными стволами) или до поверхности (вскрытых наклонными стволами и штольнями) полезных ископаемых из очистных забоев (или породы из подготовительных), доставки в том же направлении демонтированного оборудования, металлолома, людей. Шахтный транспорт включает транспортные машины, транспортные коммуникации, вспомогательное оборудование (погрузочные, перегрузочные и разгрузочные пункты), средства автоматизации и диспетчеризации, а также технического обслуживания и ремонта. В зависимости от места функционирования различают шахтный транспорт подземный (забойный, участковый, магистральный, в околоствольных дворах и наклонных стволах) и шахтный транспорт поверхности (в надшахтных зданиях, породных отвалах, складах). В зависимости от вида перевозимого груза шахтный транспорт разделяют на основной, предназначенный для перемещения полезных ископаемых и пустой поро- ды, и вспомогательный — для перемещения горного оборудования, различных материалов и людей. Основные виды подземного шахтного транспорта — локомотивный, конвейерный, самоходный на пневмошинном механизме перемещения, гравитационный, скреперный, гидравлический и пневматический. Вспомогательный шахтный транспорт (по горизонтальным и наклонным главным и участковым выработкам) — локомотивный или самоходный, монорельсовый (с локомотивной или канатной тягой), моноканатные дороги или напочвенные дороги с канатной тягой. Перевозку людей осуществляют пассажирскими составами, сформированными из специальных вагонеток, самоходными машинами на пневмошинном механизме перемещения, монорельсовыми или моноканатными подвесными дорогами, реже людскими или специально приспособленными конвейерами. Средства шахтного транспорта по принципу действия подразделяют на транспортные машины непрерывного действия, перемещающие грузы непрерывным потоком с загрузкой и разгрузкой при движении рабочего органа (конвейеры, элеваторы ковшовые, специальные погрузочные машины и др.), и периодического действия, загрузку и разгрузку которых производят при полной остановке транспортной машины или на малой скорости её движения (вагонетки, самоходные вагоны, конвейерные поезда и бункер-поезда, автосамосвалы подземные, монорельсовые дороги с локомотивной тягой, скреперные и другие установки). Выбор видов и средств шахтного транспорта зависит от системы вскрытия месторождения, системы разработки, способов отбойки полезных ископаемых и породы (взрывной или механической), характеристики транспортируемой горной массы (кусковатость, плотность, абразивность), дальности перемещения, величины грузопотока. Перевозку людей осуществляют пассажирскими составами, сформированными из специальных вагонеток, самоходными машинами на пневмошинном механизме перемещения, монорельсовыми или моноканатными подвесными дорогами, реже людскими или специально приспособленными конвейерами. 1.12 Электроснабжение и электрооборудование Система электроснабжения (СЭС) - совокупность источников питания и преобразователей электрической энергии, линий электропередач, распредели- тельных устройств и коммутационных аппаратов, а также средств защиты, автоматизации, измерения и сигнализации, объединенных общим режимом работы. В настоящее время в системах электроснабжения шахт применяют переменный трехфазный ток частотой 50 Гц. Для питания групп приемников постоянного тока (контактная электровозная откатка, подъемная установка и др.) сооружают преобразовательные подстанции. Преобразовательные подстанции питаются от сети трехфазного тока и поэтому являются приемниками трехфазного тока. Начало 20 века характеризуется применением электропривода на основе трёхфазного переменного тока. В этот период созданы электродвигатели, пусковая аппаратура, кабели. В 20-40-е гг. создаётся более совершенная пусковая аппаратура, внедряется дистанционное управление. В 50-х гг. происходит коренной технический переворот в электроснабжении горных предприятий: выпускаются взрывобезопасные трансформаторы, высоковольтные выключатели с безмасляным гашением дуги, пускатели с искробезопасными цепями управления. Рост мощности горного оборудования вызвал необходимость перехода на более высокое напряжение, внедрения передвижных подстанций, негорючих экранированных кабелей, переключательных пунктов, системы опережающего отключения и автоматической газовой защиты. Установленная мощность современных шахт в зависимости от их производственной мощности, глубины залегания пластов или рудных тел, размеров шахтного поля, водообильности, уровня механизации, автоматизации и др. факторов достигает десятков MBA. В связи с этим структура системы электроснабжения горных предприятий включает несколько блоков, имеющих свою специфику в части технической реализации, технических характеристик и исполнения электрооборудования. По этому принципу можно выделить системы: внешнего электроснабжения, электроснабжения потребителей поверхности, электроснабжения подземных горных работ напряжением выше 1 кВ, стационарных и полустационарных установок, а также участков, которые могут питаться от главной понизительной подстанции (ГПП) по скважинам, штольням или от центральной подземной подстанции (ЦПП). Электроснабжение горных предприятий может осуществляться от энергосистем; автономных источников питания; собственных электростанций, связанных с энергосистемой. Под системой внешнего электроснабжения понимают комплекс технических устройств, обеспечивающих передачу электроэнергии от источника пита- ния до приёмных подстанций горном предприятия, включающих подстанции глубокого ввода (ПГВ) и линий электропередач, а от них до ГПП. Ввод на ПГВ может осуществляться напряжением 35, 110, 150, 220 кВ, а на ГПП (в зависимости от условий) — от 6 до 220 кВ. Проектируют системы электроснабжения горных предприятий в соответствии с классификацией электропотребителей по надёжности электроснабжения. По характеру ущерба, который может быть нанесён горному предприятию из-за перерывов в электроснабжении, все потребители электроэнергии делятся на 3 категории (I, II, III). Электроснабжение горных предприятий осуществляют не менее чем по двум линиям от двух независимых источников питания (независимо от величины напряжения). Все питающие линии электропередач должны находиться под нагрузкой. ГПП, входящие в систему электроснабжения горных предприятий, представляют собой, как правило, распределительно-трансформаторную подстанцию, в которой устанавливают 2 трансформатора. Мощность каждого из них обеспечивает 100%-ную нагрузку, или при аварийном отключении одного из трансформаторов оставшийся обеспечивает питание потребителей I категории и основных потребителей II категории на время ликвидации аварии. Электроснабжение подземных горных работ обусловлено горногеологическими условиями разработки, технологией работ, метанообильностью, запылённостью и повышенной влажностью в горных выработках. Наиболее мощные потребители электроэнергии в подземных выработках шахт, разрабатывающих пологие и наклонные пласты, — водоотливные установки, очистные механизированные комплексы, проходческие комбайны, породопогрузочные машины, электровозный и конвейерный транспорт. Суммарная установленная мощность современных участков 800-1200 кВт. Наиболее распространённый способ питания участков — через ствол. В целях повышения уровня безопасности осуществляют обособленное питание электро-приёмников шахт от поверхностных сетей. Схемы обособленного питания выполняются на базе трёхобмоточных трансформаторов ТДТНШ, двухобмоточных с расщеплённой обмоткой низшего напряжения ТРДН и разделительных трансформаторов напряжением 6/6 кВ. Система электроснабжения шахт большой производственной мощности при фланговом расположении вентиляционных стволов строится на основе 2 ГПП с обособленным питанием от трёхобмоточных трансформаторов или трансформаторов с расщеплённой вторичной обмоткой. При питании подземных участков через скважины при напряжении 0,66 кВ понизительные трансформаторы устанавливают возле каждой скважины и, следовательно, разделение сетей происходит автоматически. Наиболее мощными потребителями в подземных горных выработках являются проходческие комбайны и комплексы, горные машины для очистных работ, главная водоотливная установка, конвейерный транспорт, компрессорная установка и установка для кондиционирования воздуха. Основная масса применяемых в технологических установках двигателей асинхронные, потребляющие активную и реактивную энергии. Для компенсации реактивной энергии применяются конденсаторные установки, как на поверхности шахты (на ГПП), так и в подземных условиях. Компенсация также осуществляется и синхронными электродвигателями, которые установлены на главной вентиляторной и компрессорной установках. Шахтные компрессорные установки оснащаются двигателями от 40 до 3500 кВт, в зависимости от конструктивного исполнения компрессоров. 1.13 Охрана труда В соответствии с « Трудовым кодексом РФ», Законом Кемеровской области «об охране туда», каждый работник имеет право на охрану труда. Охрана труда – система сохранения жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, включающие в себя правовые, социально – экономические, организационно – технические, санитарно – гигиенические, лечебно – профилактические, реабилитационные и иные мероприятия. Работник имеет право на: - рабочее место, соответствующие требования охраны труда; -обязательное социальное страхование от несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний в соответствии с федеральным законом; - получение достоверной информации от работодателя, соответствующих государственных органов и общественных организаций об условия труда на рабочем месте, о существующем риске повреждения здоровья, а также о мерах по защите от воздействия вредных и опасных производственных факторов. - отказ от выполнения работ в случае возникновения опасности для его жизни и здоровья вследствие нарушения требований охраны труда за исключением случаев, предусмотренных федеральными законами, до устранения такой опасности; - обеспечение средствами индивидуальной и коллективной защиты в соответствии с требованиями охраны труда за счет средств работодателя; -обучение безопасным методам и приемам труда за счет средств работодателя; - профессиональную переподготовку за счет средств работодателя в случае ликвидации рабочего места вследствие нарушения требований охраны труда; - запрос о проведении проверки условий и охраны труда на его рабочем месте органами государственного надзора и контроля за соблюдением законодательства о труде и охране труда, работниками, осуществляющими государственную экспертизу условий труда, а также органами профсоюза контроля за соблюдением законодательства о труде и охране труда; -обращение в органы государственной власти Российской Федерации, органы государственной власти субъектов Российской Федерации и органы местного самоуправления, к работодателю, в объединения работодателей, а также в профессиональные союзы, их объединения и иные уполномоченные работники представительные органы по вопросам охраны труда; - личное участие или участие через свои представителей в рассмотрении вопросов, связанных с обеспечением безопасных условий труда на его рабочем месте, и в расследовании произошедшего с ним несчастного случая на производстве или профессионального заболевания; - внеочередной медицинский осмотр в соответствии с медицинскими рекомендациями с сохранением за ним места работы и среднего заработка во врем прохождения указанного медицинского осмотра; - компенсации, установленные в соответствии с настоящим Кодексом, коллективным договором, соглашение, локальным нормативным актом, трудовым договором, если он занят на тяжелых работах, работах с вредными и опасными условиями труда. Рабочие обязаны: - знать и уметь качественно и безопасно выполнять работы, определенные квалификационной характеристикой по своей профессии, согласно Единому тарифно – квалификационному справочнику; - знать и точно выполнять: правила внутреннего трудового распорядка; трудовой договор; коллективный договор; инструкции по охране труда; техническую документацию; инструкции по эксплуатации оборудования; указания вышестоящих руководителей; требования Федерального закона: о промышлен- ной безопасности опасных производственных объектов; трудового кодекса РФ; правил безопасности в угольных шахтах , указанных в настоящих инструкции. - знать сигналы аварийного оповещения, правила поведения при авариях и план ликвидации аварий в соответствии со своим рабочим местом, запасные выходы, места расположения средств самоспасения и противоаварийной защиты и уметь пользоваться ими. - уметь пользоваться средствами коллективной и индивидуальной защиты. - знать и выполнять требования технических документов и нормативных актов по охране труда, касающей его профессии. - соблюдать требования по охране труда и промышленной безопасности, предусмотренные трудовым и коллективным договорами, правилами внутреннего распорядка организации, ПБ в части, касающейся его трудовой деятельности. - знать руководство по эксплуатации машин, оборудования и изделий в пределах своей профессии и обслуживаемого им рабочего места. - проходить обучение, инструктажи и проверку знаний правил, норм и инструкций по безопасности труда. - принимать меры по устранению опасных производственных ситуации. При необходимости оказывать первую помощь пострадавшим при несчастных случаев. - сообщить об опасностях непосредственному руководителю работ или горному диспетчеру по телефону 4 – 63– 33, при этом сообщить свою фамилию, должность, участок, место, с которого ведется сообщение, место и возникающую опасность, где, сколько и с каких участков находится люди, свои предполагаемые действия, спросить какие будут распоряжения.
