МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ по выполнению курсового проект по междисциплинарному курсу МДК 01.01. Основы горного дела специальности 21.02.17. Подземная разработка месторождений полезных ископаемых (ПРМПИ)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

ЛУГАНСКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ЛУГАНСКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ

«РОВЕНЬКОВСКИЙ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

УТВЕРЖДАЮ

Заместитель директора по УР

________ И.А. Дьяченко

« » 202 г.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

по выполнению курсового проекта

по междисциплинарному курсу МДК 01.01. «Основы горного дела»

специальности 21.02.17 «Подземная разработка месторождений

полезных ископаемых» (ПРМПИ)

Рассмотрены и утверждены

на заседании цикловой комиссии

горных дисциплин

Протокол № от « » 202 г.

Председатель ЦК

________________ А.Н. Бойко

Преподаватель Н.Б. Богатырева

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Целью курсового проектирования является закрепление и углубление знаний, полученных студентами на занятиях, а также применение этих знаний при решении производственных задач.

Курсовой проект выполняется студентами в соответствии с заданием.

Содержание курсового проекта должно соответствовать программе по междисциплинарному курсу МДК 01.01. «Основы горного дела».

Курсовой проект состоит из пояснительной записки и графической части. Записка должна быть написана грамотно и аккуратно черными чернилами (пастой) на стандартных листах формата А4 (297х210). Каждый лист должен иметь рамку (слева 20 мм, с остальных сторон по 5 мм). В нижней части рамки выполняется штамп высотой 15 мм, в котором указывается номер листа (Приложение 1).

В записке не допускается сокращение слов, за исключением общепринятых в технической литературе.

Изложение текста записки ведется от первого лица множественного числа, например, принимаем, определяем и т.д. Ссылка на использованную литературу должна выполняться так: Л-2, с. 75, т.е. использована литература, указанная в списке под порядковым номером два.

Лист «Содержание» должен иметь штамп 185х40 (Приложение 2).

Оформляется пояснительная записка в такой последовательности: титульный лист, задание на курсовое проектирование, содержание, текстовая и расчетная части, список литературы.

Список литературы составляется по следующей форме: фамилия и инициалы автора (авторов), заглавие книги, место издания, издательство, год издания.

Объем пояснительной записки 30-35 страниц.

Графическая часть курсового проекта выполняется карандашом или тушью на одном листе чертежной бумаги формата А1 (594х841).

На чертеже должны быть выполнены в соответствии с требованиями ГОСТа:

Схема размещения оборудования.

Продольный разрез выработки в масштабе 1:50, 1:100.

Сечение выработки в период ее эксплуатации в масштабе 1:25, 1:50.

Схема расположения шпуров в трех проекциях.

Конструкция заряда ВВ в шпуре.

Таблица основных показателей паспорта БВР.

Таблица очередности взрывания шпуров.

Конструкция замка крепи в масштабе 1:10.

Устройство водоотливной канавки.

График организации работ.

Таблица характеристики выработки.

                                                         ВВЕДЕНИЕ

В этом разделе необходимо кратко описать значение угольной промышленности в народном хозяйстве государства и задачи, стоящие перед ней, а также значение подготовительных работ, основные направления в механизации проходческих работ.

Указать цель курсового проекта.

1 ВЫБОР ФОРМЫ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ ГОРНОЙ ВЫРАБОТКИ, МАТЕРИАЛА И ТИПА КРЕПИ

Согласно заданию студенту необходимо на основании исходных данных, используя литературу, выбрать и обосновать соответствующую форму поперечного сечения выработки, принять материал и тип крепи (Л-2, Л-3, Л-4, Л-5). В данном примере рассмотрен вариант выработки с арочной крепью.

2 РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ ГОРНОЙ ВЫРАБОТКИ

Для выбора типового поперечного сечения выработки «в свету» вначале определяют ее ширину В на уровне верхней кромки подвижного состава по формулам:

для откаточных выработок  B=m +kA +p+ n, м

для конвейерных выработок с одним рельсовым путем

В=m+С+p+A+n, м

где m– зазор между крепью и подвижным составом (конвейером), м;

k– число рельсовых путей;

А–ширина подвижного состава, м;

С– ширина става ленточного конвейера, м;

p– зазор между составами или между составом и конвейером, м;

n– свободный проход для людей на высоте 1,8 м.

Величина зазоров принимается в соответствии с требованиями ПБ (Л-1).

На основании полученного размера В, а также в зависимости от типа выработки и вида транспорта принимаем ближайшее большее типовое сечение выработки по альбому «Унифицированные типовые сечения горных выработок» (Л-6). В пояснительной записке необходимо указать номер листа и страницу сборника. Привести таблицу «Элементы выработки по проекту».

Таблица 2.1. – Элементы выработки по проекту

В пояснительной записке выполнить принятое сечение в масштабе1:100.

Если выработка проводится по породе и углю, то необходимо выбрать соответствующую подрывку боковых пород и определить площади угольного и породного забоя (Л-2, Л-3, Л-4).

При проведении штреков  площадь угольного забоя равна

2

где m – мощность пласта, м;

Впр – ширина выработки в проходке до осадки по углю, м;

a – угол падения пласта, град.

Площадь породного забоя

2

где  площадь сечения штрека в проходке,2.

При проведении уклонов и бремсбергов

площадь угольного забоя равна

2

где m – мощность пласта, м;

Впр – ширина выработки в проходке до осадки по углю, м.

Площадь породного забоя

2

где площадь сечения уклона (бремсберга) в проходке, 2 .

Принятое типовое сечение необходимо проверить по скорости движения воздуха по формуле:

V=

где – максимальная скорость движения воздуха в горных выработках, м/с;

Q – количество воздуха, которое будет проходить по выработке в период эксплуатации, м3/мин;

Sсв– площадь поперечного сечения выработки в свету после осадки, м2.

3 ВЫБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ И СРЕДСТВ МЕХАНИЗАЦИИ ПРОВЕДЕНИЯ ВЫРАБОТКИ

В данном разделе необходимо на основании горно-геологических и технических факторов, скорости проведения обосновать способ проведения горной выработки, дать краткую характеристику принятого способа проведения, указать его достоинства и недостатки (Л-2, Л-3, Л-4, Л-5).

Выбрать оборудование для производственных процессов (бурение шпуров, погрузка горной породы, транспортировка, доставка материалов и др.)

Привести технические характеристики принятого оборудования (Л-7).

4 РАСЧЕТ И СОСТАВЛЕНИЕ ПАСПОРТА БВР

4.1 Выбор применяемого ВВ (взрывчатого вещества) и СВ (средств взрывания). Конструкция заряда

В зависимости от газообильности шахты, крепости пород, обводнённости, студент должен выбрать соответствующие ВВ и СВ и привести их характеристику (Л-4, Л-11).

Характеристика ВВ:

Наименование ВВ ………………………………………………………..

Работоспособность, см3 ………………………………………………….

Плотность патронирования, г/ см3 ……………………………………...

Диаметр патрона, мм . …………………………………………………..

Длина патрона, мм ………………………………………………………

Масса патрона, кг ……………………………………………………….

Характеристика СВ:

Электродетонаторы мгновенного действия, марки …………………..

Электродетонаторы короткозамедленного действия, марки …………

Взрывная машинка, марки …………………………………………….

Контрольно-измерительные приборы …………………………………

Магистральные проводники медные длиной, м ………………………

площадью сечения , мм2 ……………………………………………….

4.2 Определение глубины комплекта шпуров и величины заходки

С учётом обеспечения заданной скорости проведения выработки, глубину комплекта шпуров определяют по формуле:

4.2.1 Для квершлагов, полевых штреков

l 0= , м

где С – требуемая скорость проведения выработки, м/мес;

nм– число рабочих дней в месяце;

nм= 30

n– число циклов сутки (рекомендуется выполнять в смену целое число циклов: один, два, три; число смен в сутки принять четыре) ;

ŋ – коэффициент использования шпуров (КИШ);

ŋ = 0,7-0,8 –для крепких пород (f ≥5);

ŋ = 0,8 - 0,9 –для пород средней крепости (f=3-4);

ŋ = 0,9 - 0,95 –для мягких пород (f<3).

4.2.2 Если выработка проводится по неоднородным породам (штреки, уклоны, бремсберги), то глубину комплекта шпуров определяют отдельно по углю и породе:

по углю l 0у= , м

по породе l 0 п= , м

где– КИШ по углю и по породе;

– число взрываний по углю, приходящихся на одно взрывание по породе ( при одинаковом подвигании забоев по углю и по породе =1).

Величина заходки , т.е. подвигание забоя выработки в результате одного взрыва составит:

4.2.3 По однородным породам

l зах=l 0, м

4.2. 4 По неоднородным породам

l зах=, м

или l зах=, м

4.3 Определение удельного расхода ВВ

При проведении выработок по неоднородным породам расчет ведут параллельно для угольного и породного забоя.

Удельный расход определяют по формуле:

q=0,1fFVe,кг/м3 ,

где f – коэффициент крепости породы (угля);

F – коэффициент структуры породы (Л-2);

V– коэффициент зажима взрываемой породы; при двух свободных плоскостях V=1,2 – 1,5; при одной свободной плоскости определяют по формуле

V=,

где площадь забоя, м2;

e – коэффициент работоспособности ВВ;

e =,

– работоспособность принятого ВВ, см3.

4.4 Определение количества шпуров

Количество шпуров определяют по формуле

N= , шт

где dп – диаметр патрона, см;

Ап – плотность патронирования, г/см3;

Кз– коэффициент заполнения шпура зарядом ( по углюКз= 0,35-0,5; по породе Кз= 0,45-0,65).

Окончательно принимаем целое число шпуров с учетом рекомендаций и практических данных.

Количество врубовых, отбойных и оконтуривающих шпуров можно принять из соотношения Nвр : Nот : Nок= 1: 0,5: 1,5;

врубовых Nвр = отбойных Nо =

оконтуривающих Nо к=

Указать тип вруба.

При двух свободных поверхностях принимать только отбойные и оконтуривающие шпуры с соотношением примерно Nот : Nок= 1: 2, т.е.

Nот =Nок =

4.5 Определение длины шпуров

Длина шпуров определяется в зависимости от вида шпуров и угла их наклона.

Длина врубовых шпуров с учетом их удлинения на 0,1 м составит:

где L0 – глубина комплекта шпуров, м;

β1 – угол наклона врубовых шпуров, град (принимается β1 = 65- 90).

Длина отбойных и оконтуривающих шпуров составит:

где β2 – угол наклона отбойных шпуров, град (обычно принимается β2 =90);

β3– угол наклона оконтуривающих шпуров, град (принимается β3 =80- 90).

На чертеже выполнить схему расположения шпуров в трех проекциях с указанием всех размеров. Минимальное расстояние между шпурами должно быть не менее 0,6 м по углю; 0,3 м по породе с f ≥7 и 0,45м по породе с f<7  (Л-8, §243). Минимальное расстояние до ближайшей обнаженной поверхности должно быть не менее 0,5м по углю и не менее 0,3м по породе.

4.6 Определение расхода ВВ на цикл и величины заряда шпуров

При проведении выработок по неоднородным породам расчеты ведут параллельно для угольного и породного забоев.

Количество ВВ (расход ВВ) на заходку (цикл) определяют по формуле:

Q = q S lo , кг

где q–удельный расход ВВ, кг/м3;

S – площадь забоя выработки, м2;

lo– глубина комплекта шпуров, м.

Средняя величина заряда на один шпур равна

Qср =, кг

Заряды врубовых шпуров увеличивают на 20%

Qвр = 1,2Qср ,кг

Определяют необходимое число патронов на каждый шпур:

nвр =, шт nотб = nок= , шт

где – вес патрона ВВ, кг.

Принимают целое число патронов и определяют фактический (действительный) расход ВВ на заходку

Qф= (nврNвр + nотNот + nок Nок), кг

Если по неоднородным породам, то

Qфобщ= Qфу + Qфп,, кг.

Необходимо определить длину забойки шпуров:

Lзаб.вр= lвр – nврlп , м,

Lзаб.от= lот – nотlп , м,

Lзаб.ок= lо – nокlп , м,

где lп – длина патрона, м

lвр, lот, lок– соответственно длина врубовых, отбойных и оконтуривающих шпуров, м.

Длина забойки должна соответствовать требованиям ЕПБ при

взрывных работах (Л-8, §241) и должна быть не менее половины глубины шпура при глубине от 0,6 до 1м; при глубине более 1м – не менее 0,5м.

5 РАСЧЕТ КРЕПИ ГОРНОЙ ВЫРАБОТКИ

Указать материал и тип крепи для проектируемой выработки. Если крепь принята металлическая арочная податливая, то привести спецификацию деталей крепи на 1 раму (принимается по выбранному типовому сечению из альбома)

Таблица 5.1 – Спецификация деталей крепи на 1 раму из профиля для шахтной крепи

Максимальное расстояние между рамами металлической арочной крепи определяют по формуле:

Lmax= , м

где – несущая способность арки (сопротивление), кН (Л-2, с.121, табл.6);

– коэффициент крепости пород по шкале Протодьяконова;

– половина ширины выработки в проходке, м;

– плотность горных пород, т/м3.

Окончательно принимают расстояние между арками согласно длине

стяжек.

6 РАСЧЕТ И СОСТАВЛЕНИЕ ПАСПОРТА ПРОВЕТРИВАНИЯ ГОРНОЙ ВЫРАБОТКИ

6.1 Выбор вентиляционных труб и способа проветривания

В этом разделе необходимо обосновать способ проветривания проводимой выработки, указать достоинства способа, составить схему проветривания и привести ее в пояснительной записке. Выбрать тип вентилятора, тип вентиляционных труб. Указать требования ПБ при проветривании вентиляторами местного проветривания (Л-1).

Количество воздуха, необходимое для проветривания подготовительной выработки определяют: по выделению углекислого газа; по газам, образующимся при взрывных работах; по числу людей; по минимальной скорости движения воздуха.

Расчет по выделению углекислого газа

Qсо2 = , м3/мин

где Iн – максимальное выделение углекислого газа в призабойной части выработки, м3/мин;

Кн – коэффициент неравномерности газовыделения;

С – допустимая концентрация углекислого газа в исходящей струе воздуха, %;

С0 – концентрация углекислого газа в поступающей на участок вентиляционной струе воздуха, %.

Расчет по газам, образующимся при взрывных работах

Qвр= , м3/мин

где Т – время проветривания выработки после взрывания, мин (согласно ПБ – не более 30 мин);

В – количество одновременно взрываемого ВВ, кг;

Iвв – газовость ВВ, л/кг (принимается равной 100л/кг при взрывании по углю и 40 л/кг при взрывании по породе, при одновременном взрывании по углю и породе – принимается средневзвешенной:

В Iвв= ВуIу +ВпIп =Ву 100 +Вп 40,

Sсв–средняя площадь поперечного сечения тупиковой части подготовительной выработки в свету, м2;

Lп – длина тупиковой части выработки, м;

Кобв – коэффициент, учитывающий обводненность выработки (Л-9);

Кут.тр – коэффициент утечек воздуха в вентиляционных трубах (Л-9).

Расчет по числу людей

Qл = 6 nч , м3/мин

где nч – наибольшее количество людей, одновременно работающих в подготовительной выработке;

6 м3/мин – норма расхода воздуха на 1 человека.

Расчет по скорости движения воздуха в выработке

Qv= 60Sсв , м3/мин

где – минимально допустимая скорость движения воздуха в подготовительной выработке, м/с;= 0,25м/с.

Полученные данные сводят в таблицу.

Таблица 6.1 – Количество воздуха необходимое для проветривания

выработки

Из полученных значений принимают наибольшее значение количества воздуха для проветривания выработкиQmax .

6.2 Выбор вентилятора местного проветривания

Для того чтобы выбрать вентилятор местного проветривания, необходимо знать производительность вентилятора Qв и напор hв, которые должен создавать вентилятор.

Производительность ВМП определяют по формуле

Qв = Кут.тр · Qmax, м3/мин.

Определяют напор, который должен создавать вентилятор

hв = Rтр()2, Па

где Rтр – аэродинамическое сопротивление трубопровода, кН

Зная значения производительности вентилятора Qв и напор hв , производят подбор соответствующего вентилятора местного проветривания (Л-9).

Указать техническую характеристику ВМП. Описать требования ПБ при проветривании вентиляторами местного проветривания (Л-1).

7 ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА

Составить примерный график организации работ по проведению горной выработки и выполнить его на чертеже.

В пояснительной записке описать проходческие процессы (основные и вспомогательные) при проведении выработки, форму организации труда и режим работы бригады (Л-2, с.145, Л-3).

7.1 Режим работы

Принять режим работы бригады в течение месяца, недели, суток, смены.

7.2 Продолжительность цикла, количество циклов за смену, сутки, месяц

Максимальная продолжительность цикла составит

Тц = , час

где Тсм – продолжительность смены, час;

Nсм – число рабочих смен по проходке в сутки;

Nдн – число рабочих дней в месяце;

С – скорость проведения выработки, м/мес.

Количество циклов при этом составит:

- за смену: Nсм = ;

- за сутки: Nсут = · Nсм;

- за месяц:Nмес = · Nсм ·Nдн.

Привести основные и вспомогательные процессы проходческого цикла при проведении выработки.

7.3 Приведение забоя в безопасное состояние

Описать сущность операции осмотра забоя и выбрать конструкцию временной предохранительной крепи.

7.4 Бурение шпуров

Объем работ на цикл по бурению шпуров составит:

Vб = N ·Lш, м.

(При проведении выработки по неоднородным породам расчет ведут параллельно для угольного и породного забоев).

7.5 Погрузка породы (горной массы)

Описать сущность процесса погрузки, выбрать и описать способ обмена вагонеток.

Объем работ на цикл по погрузке составит:

Vп = Sпp·Lзахр , м3

где Sпp – площадь сечения в проходке с учетом канавки, м2;

Кр – коэффициент разрыхления (для угля Кру =1,8, для породы Крп =1,2—2,2).

Потребное количество вагонеток для погрузки

n = , шт

где – объем вагонетки, м3;

Кз – коэффициент заполнения вагонетки (Кз= 0,8).

7.6 Возведение постоянной крепи

Описать технологию возведения крепи.

Количество крепежных рам на цикл определяют по формуле:

Nрам = , шт

где – длина заходки, м;

Lр – расстояние между крепежными рамами, м.

Расход крепежных материалов на цикл (для арочной крепи):

Qм = Qарки · Nрам, кг

где Qарки – вес арки, кг (таблица 5.1).

Расход затяжек железобетонных:

Nзат = , шт

где Ра – периметр арки, м ;

– ширина затяжки ( 0,2 м).

Расход материалов на 1 погонный метр выработки:

–металла: Vм = ,кг

– железобетонных затяжек:N = , шт.

Расход дерева на расклинку– 0,005м3 (на 1м выработки).

7.7 Настилка рельсового пути

Описать настилку временного и постоянного пути.

Определить объем работ по настилке пути и расход материалов.

На цикл длина рельсового пути равна длине заходки.

Расход рельс:

Qр = gn, кг

где g – вес 1 метра рельса, кг ;

n –число ниток, шт.

Расход балласта на цикл:

Vбал = В hбал , м3

где В – ширина выработки в свету по низу, м ;

hбал – толщина балластного слоя, м.

Расход материалов на 1 м пути принимают поЛ-6, с. 350-362.

7.8 Настилка конвейера

Описать настилку конвейера (при его наличии).

7.9 Проведение водоотливной канавки

Водоотливную канавку предусматриваем проводить площадью сечения

0,1м2с помощью буровзрывных работ и перекрывать железобетонными желобами (досками).

Расход материалов на 1м выработки принимают по Л-6, с.380-382.

На основании выше произведенных расчетов с учетом процессов проходческого цикла составляют таблицы:

– объемов работ на цикл (табл.7.1);

– расход материалов на цикл и на 1м выработки (табл.7.2).

Таблица 7.1 – Объем работ на цикл

Таблица 7.2 – Расход материалов на цикл и на 1п.м. выработки

8 ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ВЫРАБОТКИ

8.1 Устройство водоотливной канавки

Описать назначение и устройство водоотливной канавки. В пояснительной записке выполнить рисунок водоотливной канавки.

8.2 Прокладка вентиляционных труб, кабелей и освещение забоя

Описать процесс наращивания и подвески вентиляционных труб, подвески кабелей, устройство освещения, маркшейдерское обслуживание.

9 ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ГОРНОЙ ВЫРАБОТКИ

В этом разделе необходимо описать требования Правил безопасности при выполнении отдельных процессов при проведении горной выработки:

– при бурении шпуров;

– при заряжании, взрывании и проветривании;

– при погрузке горной массы;

– при креплении забоя.

10 ОХРАНА ТРУДА И ПРОТИВОПОЖАРНАЯ ЗАЩИТА ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ГОРНОЙ ВЫРАБОТКИ

10.1 Охрана труда

Указать допустимые нормы содержания углекислого газа в рудничной атмосфере (Л-1).

Контроль за состоянием рудничной атмосферы, применяемые приборы, периодичность замера, правила установки датчиков стационарных автоматических приборов контроля содержания углекислого газа в подготовительной выработке (Л-1).

Допустимые концентрации шахтной пыли в рудничной атмосфере и меры борьбы с пылью как профессиональной вредностью при проведении горных выработок.

Передвижение и перевозка людей по горным выработкам.

Оказание первой помощи при несчастных случаях, ушибах, резаных ранах, переломах, поражении электрическим током.

10.2 Противопожарная защита

Указать наличие подземного пожарно-оросительного трубопровода и размещение первичных и автоматических средств пожаротушения (Л-1).

                                СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Правила безопасности в угольных шахтах ЛНР - Луганск, 2018

2. Заплавский Г.А., Лесных В.А. Горные работы, проведение и крепление горных выработок. – М.: «Недра», 1986. – 269 с.

3. Заплавский Г.А., Лесных В.А. Технология подготовительных и очистных работ. – М.: «Недра», 1989. – 423 с.

4. Мельников Н.И. Проведение и крепление горных выработок. – М.: «Недра», 1988.– 336с.

5. Васючков Ю.Ф. Горное дело. – М.: «Недра», – 1990.– 512с.

6. Унифицированные типовые сечения горных выработок. Том 1,– Киев, Будівельник, 1971.– 414с.

7. Машины и оборудование для угольных шахт. Справочник – М.: «Недра», 1979.–322с.

8. Единые правила безопасности при взрывных работах – Киев, «Норматив», 1992. – 63 с.

9. Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт.– М.: «Недра», 1975.– 238с.

10. Гриф Б.В., Горчаков С.П. Охрана труда в угольной промышленности. – М.: «Недра», 1988. – 352 с.

11. Нурмухамедов Б.К. Примеры и задачи по технологии горного производства.– М.: «Недра», 1973.– 296с.