Разработка проходки ствола на шахте имени Костенко

Разработка проходки ствола на шахте имени Костенко

ВВЕДЕНИЕ

Шахта им. Костенко является высокомеханизированным предприятием как в РК, так и в СНГ.

Шахта им. Костенко сдана в эксплуатацию в 1934 году. В 1968-1975 г.г. шахта была реконструирована (в составе реконструкции было осуществлено объединение с шахтой № 86/87, имеющей проектную мощность 750 тыс. тонн угля в год и расположенной на одной промплощадке с шахтой им. Костенко) с добавлением проектной мощности до 3000 тыс. тонн в год. В последующем проектом вскрытия и подготовки уклонного поля нижней группы (К7, К6, К4) проектная мощность была установлена 3200 тыс. тонн.

После окончания горно-капитальных работ по реконструкции шахты и вскрытию уклонного поля ( с 1981 года ), добыча угля значительно превысила проектную мощность и составила 3600-3900 тыс. тонн в год, при этом суточная добыча составила 9800-11000 тонн, т.е. на уровне проектной, а годовая достигалась за счет работы шахты 357-361 дней в году ( по проекту 300 рабочих дней в году ). По состоянию на 01.01.2006 года производственная мощность составила 2400 тыс. тонн.

Максимальная глубина разработки по вертикали на начало 2006 года 837 м. Максимальная длина вертикального ствола для выдачи угля 680 м. Шахта сверхкатегорная, опасная по внезапным выбросам угля и газа. Разрабатываемые пласты К10, К12. Промышленные запасы угля на конец 2005 года 51909 тыс. тонн, в том числе на действующих горизонтах 41725 тыс. тонн. Угол падения разрабатываемых пластов на конец 2005 года от 3 до 7. Подготовленные запасы 2996 тыс. тонн.

Проект объединения шахт им. Костенко и "Стахановская" УД АО "Миттал Стил Темиртау" выполнен в соответствии с приказом № 117 от 23.09.1997г. "Об оптимизации ведения горных работ" и задания на проект объединения шахт им. Костенко и "Стахановская".

Вновь образованная шахта именуется шахтой им. Костенко, которая является правопреемником шахты "Стахановская". Объединенная шахта условно разделена на два района: 1-й непосредственно шахта им. Костенко, 2-й шахта "Стахановская".

Проектом приняты следующие основные решения:

- объединение шахт горными работами производится на отметке -100;

- к отработке принимаются запасы угля района № 1 и запасы по пластам К10, К12 района № 2;

- проектная мощность шахты принимается 2500 тыс. т. угля в год, двумя шахтовыдачами техкомплексом района № 1.

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

Шахта имени Костенко расположена в восточной части промышленного участка Карагандинского бассейна. По административно-экономическому делению она входит в состав Октябрьского района города Караганды. Утвержденными техническими границами поля шахты им. Костенко являются:

- на юге, юго-востоке - граница целика под железную дорогу МПС и выхода угольных пластов на поверхность карбоновых отложений;

- на севере, северо-западе - общая граница с полями шахт им. Горбачева, "Кировская" и бывшая шахта "Северная";

- на юго-западе - общая граница с шахтой № 1 ТОО "Арман" (бывшая шахта им. 50 ЛОР);

- на северо-востоке - общая граница с полем шахты "Карагандинская" и бывшей шахты "Майкудукская".

Размеры шахтного ноля составляют:

- по простиранию - 5400 - 9500 метров;

- по падению - 1550 - 4750 метров.

В геологическом строении поля шахты имени Костенко участвуют породы карбонового, юрского, неогенового и четвертичного возрастов. Отложения карбонов представлены полным разрезом карагандинской свиты и частью надкарагандинской свиты. Литологический состав надкарагандинской свиты однообразен и представлен в основном песчаниками и алевролитами. Аргиллиты занимают надпочвенное положение и приурочены, обычно к кровле и почве угольных пластов.

В карагандинской свите выделено три подсвиты: нижняя, средняя и верхняя.

Нижняя подсвита выделена в интервале угольных пластов К6 - К1 и характеризуется осадками прибрежно-морского мелководья, представленными аргиллитами и алевролитами. Тонко и мелко-зернистые песчаники приурочены к верхней части подсвиты. Подсвита характеризуется высоким коэффициентом угленосности. Для пластов характерно сложное строение и большая мощность. Мощность подсвиты колеблется от 120 до 130 метров.

В слагающих среднюю подсвиту породах преобладают песчаники (55 % алевролиты, аргиллиты составляют не более 15 %). Песчаники тонко-, мелко-, средне- и крупнозернистые с линзами конгломеративных залеганий.

Характерной для подсвиты является значительная мощность разделяющих угольные пласты пород. С увеличением мощности толщ, разделяющих угольные пласты увеличивается мощность угольных пластов наибольшей мощностью разделяющие толщи достигают в средней части подсвиты, где сосредоточены наиболее мощные угольные пласты - К10, К12. средняя подсвита расположена от почвы пласта К6 до почвы пласта К15. мощность подсвиты 320-325 метров.

Верхняя подсвита выделена между пластами К15 и К20. мощность подсвиты 160-180 метров. По сравнению со средне она характеризуется затуханием угленакопления. Характерной особенностью подсвиты является чередование литологических мощностей с преобладанием аргиллитов.

Литологический состав надкарагандинской свиты однообразен и представлен в основном песчаниками алевролитами. Аргиллиты занимают надпочвенное положение и приурочены, обычно, к кровле и почве угольных пластов.

Юрские отложения представлены тремя ниже перечисленными свитами.

Саранская свита не имеет повсеместного распространения и развита только в пониженных частях рельефа палеозоя, мощность до 65 метров. В свите преобладают конгломераты и тонкозернистые глинистые песчаники, встречаются пачки рыжих песчаников и алевролитов.

Дубовская свита, мощностью до 80 метров залегает над Саранской и сложена слабоцементированными песчаниками, аргиллитами, алевролитами линзами и тонкими пластами бурого угля.

Кумыскудукская свита представлена в основном слабоцементированными конглолирами на песчанноглинистом цементе и рыхлыми песчаниками.

Неогеновые отложения на шахте имени Костенко сплошного распростронения и залегают отдельными пятнами. Представлены они плотными, вязкими разноцветными и бурыми глинами, содержащими гнезда гипса и кварцевую гальку. Мощность глин достигает 30 метров.

Четвертичные отложения покрывают тонким слоем площадь шахтного поля, разрез сложен покровными суглинками, супесями и тонкозернистыми глинистыми песками мощностью до 6 метров.

В структурном отношении поле шахты имени Костенко расположено на юго-восточном крыле карагандинской синклинали. Общее моноклинальное залегание пластов на пологой части поля ( 5-15 градусов ) осложнено дополнительной складчатостью и разрывными нарушениями.

На крутом юго-восточном крыле углы падения достигают 75-80 градусов. Крупные нарушения - сбросы № 2 и № 67 с амплитудой 320 метров и 225 метров делят поле на два крупных тектонических блока: северный и южный. Указанные нарушения являются естественной границей поля шахты по пластам К12 - К4.

Степень проявления разрывной тектоники внутри каждого из выделенных блоков - различна. Так, северный тектонический блок поражен большим количеством разрывных нарушений, чем южный. Это наглядно иллюстрируется гипсометрическими планами.

Всего на поле шахты выявлено 19 крупных тектонических нарушений с амплитудами 15 - 320 метров. Каждое нарушение сопровождается зоной дробления пород шириной до 30 метров. Наряду с этим на оцениваемой площади широко развита мелкоамплитудная тектоника, которая проявляется в пределах одного пласта. По морфологии и ориентировке мелкие разрывы чрезвычайно разнообразны, часто образуют целые группы, создавая чешуйчатую или ступенчатую структуру. Эти мелкие нарушения с амплитудой от 0,5 до 3 метров, совместно с крупными сильно затрудняют ведение очистных работ и являются причиной прекращения их ведения на отдельных участках. Малоамплитудная нарушенность наиболее интенсивно проявляется в зоне крупных разрывных нарушений.

Гидрогеологические условия поля шахты являются благоприятными для отработки. Водоносные горизонты приурочены к четвертичным, юрским и каменоугольным осадочным отложениям.

Слабые фильтрационные свойства и весьма малые мощности четвертичных отложений определяют незначительную их водоносность. Поэтому водоносный горизонт не оказывает какого-либо влияния на эксплуатацию шахтного поля. Водоносность юрских отложений также низка ввиду их литологического состава и преобладания песчаников на глинистом цементе, являющихся плохим коллектором для воды. Водоносные горизонты четвертичных и юрских отложений оказывают влияние только на обводненность при проходке вертикальных стволов.

Водоносный комплекс нижнего карбона связан с породами карагандинской свиты, сложенной песчаниками, алевролитами, аргиллитами и пластами угля. Водовмещающими породами являются угольные пласты и трещеноватые песчаники, а также участки тектонических нарушений.

В силу такого литологического состава и плохих условий питания, обводненность угленосной толщи, содержащей трещино-пластовые воды, незначительная.

Подготовительные выработки, как правило, либо сухие и требуют орошения, либо водопроявления слабые без заметного стока. Более обводнены песчаники, залегающие в основной кровле рабочих угольных пластов. Поэтому основные водопритоки в горные выработки шахты поступают из песчаников кровли пластов по зонам обрушения погашенных лав.

Шахтные воды обладают высокой минерализацией и агрессивностью по отношению к бетону и металлу (железу). По химическому составу шахтные воды преимущественно хлоридно-сульфидно-натриевые.

Содержание влаги аналитической в углях всех пластов находится в пределах 1,0-1,5 %, в среднем составляет 1,2 %. Для углей пластов К18, К14, К13, К12, К4, К3, К2 она определена по керновым пробам методом максимальной влагоемкости и в среднем составляет 4,8-3,4 %. Для углей пластов К10, К6, К4, К1 величина пластовой влаги составляет 3,7-3,1 %.

По вещественному составу углей пласты К6, К4, К3, К2, К1 сложены примерно в равных количествах (43-45 %) матовым и полуматовым типами угля; пласты К7, К10, К12, К14 - в основном полуматовым (60-82 %); в пластах К13, К15, К18 почти в равных количествах отмечается полуматовый (32-37 %); полублестящий (22-39 %), в меньших количествах (11-20 %) - матовый тип угля.

Минеральные примеси в обогащенных углях составляют 5,8-16,9 %; из них на долю глинистого вещества приходится 74-100%; карбонатов 1-26 %; пирита 0-12 %. Наибольшее содержание карбонатов отмечается в пластах К2, К3, К10; пирита в пластах К4,К18.

Содержание плавких концентратов в обогащенных углях пластов К15, К18 составляет 62-68 %, пластов К2, К3, К4, К7, К10 и К12 нижний слой - 48,5%, что по сравнению с рядовым больше на 4-14 %.

Исследование углей показало, что угли пластов К1, К2, К7, К18 слабо восстановленные, иногда близки к нормально восстановленным, угли пластов К12 нижний слой, К13, К14 нормально восстановленные, высота пластического слоя фактически оказалась на 1-2 мм выше ожидаемого. Угли пластов К13, К12 верхний слой - сильно восстановленные.

Нарастание степени метаморфизма углей происходит со стратиграфической глубиной и глубиной залегания пластов. Угли пластов К10 и К12 примерно до отметки - 50 м отнесены к жирным среднеметаморфозным, глубже - отнесены к жирным высокометаморфозным, угли пласта К18 в основном жирные малометаморфозные, и в незначительном количестве - жирные среднеметаморфозные.

На шахте имени Костенко на данный момент разрабатываются пласты К10 .

Пласт К10: угол падения 7-9 градусов, общая мощность пласта 4,5 метра, сложное строение - 9-10 угольных пачек разделенных прослойками аргиллита мощностью 0,02-0,9 метра, зольность угля 33,5 %. Пласт К10 относится к склонным по самовозгоранию и угрожаемым по внезапным выбросам угля и газа. Количество выделяемого газа на одну тонну добытого угля - 12-14 м.куб. Боковые породы: непосредственная кровля - аргиллит мощностью 2-9 метров, сопротивление сжатию 222 кгс/кв.см.; основная кровля - песчаник мощностью 24-28 метров, сопротивление сжатию 536 кгс/кв.см.; почва - аргиллит мощностью 2 метра, сопротивление сжатию 150 кгс/кв.см.

Прочностные характеристики пород кровли и почвы, а также мощность слоев и углы падения позволяют рекомендовать для их отработки механизированные комплексы "ПИОМА" и УКП-5.

Поле шахты им. Костенко, объединенной с шахтой "Стахановская", вскрыто десятью вертикальными стволами и капитальными квершлагами.

С основной промплощадки поле района № 1 вскрыто пятью вертикальными стволами (скиповыми № 1 и № 2, клетевыми № 1 и № 2 и вентиляционным) и капитальными квершлагами, пройденными на гор. +172, +90, +38, -30, -100.

С центрально-отнесенной промплощадки пройдены вентиляционный и клетевой центрально-отнесенные стволы и капитальные квершлаги на гор. +30, -30,-100, а также на промежуточных го.+110 и +85. На флангах шахтного поля пройдены вентиляционные стволы: западный и восточный.

Скиповые стволы №1 и №2 и центрально отнесенный породный ствол (ЦОПС) оборудованы скиповыми подъемами и вентиляционными установками и служат для выдачи угля (№ 1, № 2), породы (ЦОПС) и исходящей струи воздуха из шахты.

Клетевые стволы № 1, № 2 и ЦОКС оборудованы клетевыми подъемными установками на трехтонную вагонетку и служат для спуска вспомогательных материалов и оборудования, спуска-подъема людей и подачи в шахту свежего воздуха.

Фланговые вентиляционные стволы оборудованы клетевыми аварийными подъемами и вентиляционными установками и служат для выдачи исходящей струи воздуха.

Поле района № 2 (бывшая шахта "Стахановская") вскрыто с основной промплощадки двумя центрально-сдвоенными стволами (скиповым и клетевым) и капитальными квершлагами на гор. +210 и + 142.

С центрально-отнесенной промплощадки пройдены клетевой и вентиляционный ЦОСы и капитальные квершлаги на гор. +400, +275, +150, +25, -100.

На нижней технической границе шахты пройден клетевой воздухоподающий ствол и квершлаги на горизонт +142, -100, -260. Скиповой и центрально-отнесенный вентиляционный стволы оборудованы скиповыми подъемами и вентиляционными установками и служат для выдачи угля (скиповой ствол), породы (ЦОВС) и исходящей струи воздуха шахты.

В настоящее время объединение шахт произведено проведением на гор. -100 вентиляционного и откаточного квершлагов и вентиляционных и конвейерных штреков по пластам К12 , К10.

Уголь с северного блока пласта К12 района № 2 доставляется по восточному конвейерному штреку пласта К12 гор. -100 на конвейерный уклон пласта К12 района № 1 и далее по существующей транспортной цепочке района № 1 на скиповой ствол № 1.

Уголь с южного блока пласта К12 района № 2 доставляется по парному вентиляционному (конвейерному) бремсбергу, конвейерному и конвейерно-тельферному уклонам района № 2, конвейерному штреку пласта К10 на западный конвейерный уклон пласта К10 района № 1 и по существующей транспортной цепочке района № 1 на скиповой ствол № 1.

После объединения шахт на поле шахты района № 2 остается только клетевой воздухоподающий ствол с находящимися у него главным водоотливом и ЦПП на гор. -260.

Исходящая струя воздуха с северного блока района № 2 выдается через вентиляционный квершлаг гор. -100 на западный конвейерный уклон пласта К10 района № 1 и далее по существующей вентиляционной сети района № 1.

Исходящая струя с южного блока района № 2 выдается через КТУ и восточный вентиляционный штрек пласта К10 гор. -100 на третий западный конвейерный уклон района № 1 и далее по существующей вентиляционной сети района № 1.

В районе № 1 шахты применяется смешанная схема подготовки: западное крыло подготовлено по панельной схеме, восточное - по погоризонтной.

Пласты К12 и К10 группируются на полевые групповые штреки. По остальным пластам - подготовительные выработки некапитального характера (конвейерные и вентиляционные штреки и другие, служащие только для одной лавы) проходятся по пластам.

Для отработки пластов на западной части поля проходятся односторонние панельные пластовые бремсберги по линии, делящей шахтное поле по простиранию пополам. Выемочные участки западной части отрабатываются в нисходящем порядке от границы шахтного поля. Выемочные участки в восточной части (столбы по падению) отрабатываются прямым порядком, т.е. от середины шахтного поля к восточной границе.

Угольные пласты как в западной части шахтного поля, так и в восточной по условию неподработки горных работ верхним пластам очистными работами на нижних пластах, отрабатываются в нисходящем порядке.

Учитывая взаимное влияние выемки по пластам и отсутствие резерва в линии очистных работ на верхних коксующихся пластах, при объединении шахт сохраняются существующие схемы подготовки и порядок отработки шахтного поля.

В районе № 2 также принята смешанная схема подготовки: в северном блоке - погоризонтная, в южном панельная.

В соответствии с протоколом рассмотрения "Генеральных схем раскройки шахтных полей" от 02.07.1987 г. в качестве дополнительных региональных мер борьбы с внезапными выбросами шахта перешла на восходящий порядок отработки пластов, т.е. на подработку опасного по внезапным выбросам пластам К12 пластом К10.

Для отработки пластов К12 , К10 в южном блоке пройдены односторонние панельные полевые групповые бремсберги. Выемочные участки отрабатываются в нисходящем порядке.

К прогрессивным техническим решениям по подготовке шахтного поля при объединении шахт следует отнести :

- максимальное использование уже пройденных выработок для транспортировки угля и породы, выполнение вспомогательных операций и вентиляции;

- применение существующей смешанной схемы подготовки в обоих районах, позволяющей иметь максимально возможные длины выемочных участков при минимальных объемах выработок по подготовке шахтного поля.

В районе № 1 отрабатываются пласты К12, К10, К7, К3, К2 К1. На всех пластах, кроме пласта К12 применяется система разработки длинными столбами с отработкой их по простиранию и падению, на пласте К12 - наклонными слоями с одновременной отработкой двух слоев.

В районе № 2 отрабатываются пласты К12 и К10. На пласте К10 принята система разработки длинными столбами с отработкой их по простиранию и падению, на мощном пласте К12 - наклонными слоями с отработкой их по простиранию по схеме "слой-пласт".

На пластах К10, К7, К3, К2, К1 и верхнем слое пласта К12 (района № 2) принята бесцеликовая схема отработки с поддержанием конвейерных штреков вслед за лавой и использованием их в качестве вентиляционных при отработке следующего столба. На пласте К12 района № 1 и нижнем слое пласта К12 района № 2 принята бесцеликовая схема отработки с проведением вентиляционной выработки вприсечку к выработанному пространству из-за сложности поддержания выработки вслед за лавой и изоляцией выработанного пространства.

Способ управления кровлей в обоих районах шахты применяется с полным обрушением ее.

В очистных забоях, на основании рекомендаций КНИУИ, проектами на каждый очистной забой предусматривается выемка угля механизированными комплексами различных типов в зависимости от вынимаемой мощности пласта.

В настоящее время на шахте им. Костенко разрабатываются пласты К10, К12. Пласты К2, К3 находятся в монтаже.

Выемка угля производится механизированными комплексами Пиома, УКП-5, Глиник. Управление кровлей - полное обрушение, принята столбовая система разработки.

Западное крыло шахтного поля пласта К10 разрабатывается длинными столбами по простиранию с1997 года с использованием механизированных комплексов Пиома, УКП-5.

На данный момент в лаве 48-К10-з выемка угля производится механизированным комплексом УКП-5 с очистным комбайном SL-300, производства фирмы Eickhoff.

Комбайн работает по двум схемам: односторонней (уступной) и челноковой.

Односторонняя (уступная) схема - основная схема выемки.

При работе по односторонней схеме, т.е. с выемкой угля по основному врубу при движении комбайна снизу вверх от конвейерного штрека к вентиляционному и с зачисткой почвы при движении сверху вниз от вентиляционного штрека к конвейерному достигается более равномерная загрузка конвейера, улучшается погрузка угля шнеками, упрощаются концевые операции, повышается безопасность работ для МГВМ и ГРОЗ по передвижке крепи и конвейера.

Челноковая схема выемки угля, допускающая минимальное обнажение кровли за комбайном, применяется при неустойчивом состоянии кровли, при наличии мелкоамплитудных нарушений, при подходе и пересечении выработок, а также на концевых участках лавы при зарубке комбайна.

В качестве лавного конвейера применяется конвейер КС-34 и штрековый ПС-34, а также перегружатель ПС-34, дробилка ДЗК-М.

Уголь из лавы участковыми скребковыми и ленточными конвейерами транспортируется на магистральные ленточные конвейера 1ЛУ-120, 2ЛУ-120В в бункера с последующей выдачей по скиповому стволу № 1.

На данный момент идет монтаж лавы 22-К12-1ю выемка угля будет производится механизированным комплексом "Глинник"с очистным комбайном 1КШЭ.

Комбайн будет работать по двум схемам: односторонней и челноковой.

В качестве лавного конвейера применяется конвейер КС-30Г и штрековый конвейер ПС-26, а также перегружатель ПС-26 и дробилка ДЗК.

Транспортировка угля из лавы будет производится ленточными конвейерами 2 ЛКР- 1000 и "Гварек", доставка людей и грузов осуществляться на дизельной подвесной монорельсовой дороге "Феррит".

На шахте им. Костенко количество подготовительных забоев принимается из расчета выполнения необходимого объема подготовительных работ для воспроизводства линии очистного забоя и темпов проходки горных выработок. На 2006 год запланировано пройти 5500 метров горных выработок , скорость проведения (темпы) - 156 метров.

На данный момент на шахте им. Костенко работает два подготовительных участка. В апреле планируется 440 метров проходки по шахте. Суточная норма 12 метров.

Проведение подготовительных работ горных выработок осуществляется двумя видами забоев: угольным, смешанным .

Проведение выработок по углю и смешанным забоям производится комбайновым способом. На шахте используется комбайн типа 1ГПКС-01.

Транспорт угля и породы из подготовительных забоев осуществляется при помощи конвейеров и электровозной откатки. Проходка горных выработок ведется с постоянной схемой транспорта, т.е. транспортная цепочка, используемая при проведении горных выработок, в дальнейшем используется для транспортировки угля из очистного забоя.

Транспортировка угля и породы из подготовительных выработок осуществляется конвейерами: 1ЛТ-80, 2ЛТ-80, 1Л-120, 1ЛУ-100, Гварек-1000..

Проветривание горных выработок подготовительного забоя осуществляется вентиляторами ВМ-6М.

Доставка крепежных материалов и оборудования в подготовительные выработки осуществляется дорогами ПМД-1, KSP-32, S-53, Феррит ПСП.70.ДО. Также применяются лебедки.

Крепление подготовительных выработок осуществляется металлокрепью из спецпрофиля СВП-27, СВП-27 в сочетании с анкерами, СВП-27 с применением затяжки ЗМП и металлической сетчатой затяжки ЗПШ. При креплении также используются лесные материалы: распилы, рудстойки.

Параметры выработок (размеры их в черне и в свету, расход материалов), а в случае применения металлической податливой или штанговой крепи и конструктивные параметры (шаг рам, тип спецпрофиля, плотность и глубина анкерования) применяются в соответствии с действующими типовыми проектами.

Подготовительные выработки проводят вприсечку к выработанному пространству ранее отработанного пласта.

Локомотивный транспорт служит для выполнения вспомогательных операций по откатке породы, доставке материалов и перевозке людей. На шахте им. Костенко применяются электровозы типа АМ8-Д, 5-АРВ, 7-АРВ, АМ8.

Дизелевоз ДГ-35-ДО.

Вагонетка. В настоящее время для доставки породы и вспомогательных материалов используются трехтонные вагонетки с донной разгрузкой типа ВШ-8А, ВГ3.3, лесовозная ВЛ-900.

Кроме грузового на шахте существует специализированный вагонеточный парк для перевозки людей (ВП-18), доставке крепежных материалов и оборудования, доставке воды и ВМ в шахту.

Конвейерная доставка угля от подготовительных и очистных забоев:

- скребковые конвейера СР-70М, С-53МУ;

- ленточные конвейера КС-34У, КС-34ПК, Гварек-100, 1Л-80, 2Л-80, 2ЛТП-100,1ЛУ-120, 2ЛУ-120В.

По промштрекам и наклонным выработкам, примыкающим к очистным забоям, для доставки людей, материалов и оборудования применяются надпочвенная дорога типа ПМД-1, канатная КSР-32, монорельсовая подвесная дорога Феррит ПСП.70.ДО.

Шахта им. Костенко отнесена к опасным по внезапным выбросам угля и газа и опасным по взрыву угольной пыли.

К пластам склонным к самовозгоранию относят: К1, К2, К3, К7, К10, К12. К опасным по пыли К1, К2, К7, К10, К12. К пластам по внезапным выбросам: К12 - с 440 м, К7 - с 460 м, К2 и К3 - с 660 м.

Существующая схема проветривания - комбинированная, способ проветривания - всасывающий.

Свежий воздух подается по клетевым стволам № 1, ВПС, ЦОС и вентиляционному стволу.

Проветривание шахты осуществляется тремя вентиляторами главного проветривания: ВЦ-5(западный фланговый ствол), ВОКД-3.0 (восточный фланговый ствол), ВЦД-3.3 (скиповой ствол № 2).

На шахте имеются две вакуумнонасосные станции, из них в работе находится одна ВНС № 26. ВНС № 26 оборудована четырьмя насосами типа НВ-50: два рабочих и два резервных.

Проветривание очистных забоев осуществляется по схеме: прямоточное, возвратноточное на массив движение струи, независимое проветривание. На данный момент на шахте им. Костенко в качестве ВМП используются вентиляторы типа ВМ-6М.

Общие количество воздуха подаваемого в шахту составляет 35,759 м/мин.

Таблица 1.1 - Характеристика вентиляторов

На шахте им. Костенко главные водоотливные установки расположены на горизонтах -260, -100. Камеры насосных сблокированы с ЦПП и имеют ходки, связывающие их с выработками ОКД; оборудованы насосными агрегатами. Откачка воды на поверхность осуществляется по трубопроводам.

Главная водоотливная установка горизонта - 260 расположена в околоствольном дворе НВПС и предназначена для перекачки шахтной воды в водосборник главной водоотливной установки гор. -100. Для размещения насосной установки в ОКД пройдена насосная камера длиной 40 метров сечением Sсв=30.5 кв.м. Sпр=43.7 кв.м. Насосная камера закреплена арочной крепью с обратным сводом из двутавра № 24 с последующим тампонажем кровли и боков.

Для приема воды поступающей на гор.-260 пройдены два водосборника общей длиной 410 метров. Водосборники пройдены сечением Sсв=14.4кв.м. Sпр=17.4 кв.м. и закреплены металлической арочной крепью из СВП-27 с шагом крепления 3 рамы на 1 погонный метр, затяжка железобетонная вкруговую. Общая емкость водосборников 5800 куб.м.

Водосборники соединяются с насосной камерой через водо-откачной колодец диаметром 4.2 метра, глубиной 6 метров, закрепленный кольцевой металлоарочной крепью из СВП-27 с последующей бетонировкой.

Номинальный приток в водосборники 75 куб.м./час, максимальный приток 100 куб.м./час.

Насосная установка оборудована двумя насосами ЦНС 180/212, тип двигателей ВАО-2-450 LA-4, мощность двигателя 315 кВт и одним насосом ЦНС 300/180, тип двигателя ВАО-2-560 S-4, мощность двигателя 500 кВт.

Вода из водосборника откачивается с горизонта -260 на горизонт -100 по водооткачному ставу диаметром 10 дюймов, проложенному по водотрубному ходку НВПС. Из ОКД НВПС горизонта -100 вода поступает по водооткачному ставу 6-8 дюймов по выработкам горизонта -100 до сопряжения с откаточным квершлагом К10 горизонта -100, где сбрасывается в водоотливную канавку. По водоотливной канавке по выработкам горизонта -100 вода поступает в водосборник главной водоотливной установки горизонта -100, откуда по водооткачному ставу, проложенному по клетевому стволу ЦОС откачивается на поверхность.

Главная водоотливная установка горизонта - 100 расположена в околоствольном дворе ЦОКС и предназначена для перекачки шахтной воды на поверхность. Насосная камера закреплена арочной крепью с обратным сводом из двутавра № 24 с последующим тампонажем кровли и боков.

Для приема воды поступающей на гор.-100 пройдены два водосборника общей длиной 200 метров. Общая емкость водосборников 2000 куб.м.

Нормальный приток в водосборники 320 куб.м./час, максимальный приток 395 куб.м./час.

Насосная установка оборудована восемью насосами. Три насоса ЦНС 300/180, тип двигателей ВАО-2-450 LA-400, мощность двигателя 250 кВт попарно соединены с тремя насосами ЦНС 300/600, тип двигателя ВАО-2-560 LA-400, мощность двигателя 800 кВт. Насосы соединены между собой последовательно. Два насоса ЦНС 300/780, тип двигателя АИУЗМ, мощность двигателя 1250 кВт. Высота нагнетания на поверхность 650 метров.

В настоящее время на шахте эксплуатируется 9 вертикальных стволов:

- главный скиповой ствол №1 (состоит из двух отделений 9-тонного и 6- тонного, четырех скипов) для выдачи угля с подъемными машинами НКМЗ и Алемес-Чалмерс, на 9-тонном отделении установлено два электродвигателя АКН-2-18-36-16 мощностью 800кВт каждый , скипы 6296-316-1 и 6938-316-1, а на 6-тонном один электродвигатель типа АКН-17-57-12 мощностью 1000 кВт, два скипа НР-316-1, высота копра 32 метра, глубина ствола 375 метров;

- главный скиповой ствол № 2, двухскиповой для выдачи угля с подъемной машиной ЦР, два электродвигателя АКН -2-19-41-24 мощностью 1000кВт каждый , два скипа 6339-С16-Н1, высота копра 65 метров, глубина ствола 471 метр;

- центрально-отнесенный породный ствол, двухскиповой для выдачи породы и исходящей струи с подъемной машиной 2Ц, два электродвигателя АКН-17-46-20 мощностью 1250 кВт каждый, скипы 6218-316-1 и 6218-316-2, высота копра 42 метра, глубина ствола 685 метров;

- вспомогательный клетевой ствол № 1, двухклетевой для спуска-подъема людей, подачи в шахту свежего воздуха и выполнения вспомогательных операций с подъемной машиной ЦР, два электродвигателя АКН-2-48-36-20 мощностью 630 кВт каждый , две клети 2НОВ-400-15, высота копра 42 метра, глубина ствола 661 метр;

- вспомогательный ЦОС клетевой, двухклетевой, аварийно-ремонтный с подъемной машиной 2Ц, два электродвигателя АКН-17-31-24 мощностью 630 кВт каждый, две клети 1НОВК-9, высота копра 25 метров, глубина ствола 709 метров;

- вспомогательный вентиляционный, одноклетевой для спуска-подъема людей, подачи в шахту свежего воздуха и выполнения вспомогательных операций с подъемной машиной СКМЗ, электродвигатель ДАФ 19-08-24 мощностью 700 кВт, клеть 1НВ-400 с противовесом, высота копра 27 метров, глубина ствола 392 метра;

- вентиляционный восточный фланговый ствол, одноклетевой, аварийно-ремонтный для выдачи исходящей струи воздуха с подъемной машиной 2Ц, электродвигатель АКН-15-41-46 мощностью 500 кВт , клеть УКН-400 с противовесом, высота копра 28 метров, глубина ствола 496 метров;

- вентиляционный западный фланговый ствол, двухклетевой, грузолюдской для выдачи исходящей струи воздуха с подъемной машиной 2Ц, электродвигатель АФН-500-500 мощностью 500 кВт, две клети 1НВ-400-9, высота копра 28 метров, глубина ствола 502 метра;

- воздухоподающий ствол (ВПС), двухклетевой, грузолюдской для подачи в шахту свежего воздуха с подъемной машиной МПУ, два электродвигателя АКН-2-18-47-24 мощностью 630 кВт каждый, две клети 1НОВК-400, глубина ствола 840 метров.

В АСУТП угольных шахт в качестве подсистем применяют локальные системы автоматической обработки информации функционирующими ЭВМ. Автоматическая информационная система технолога АИСТ предназначена для централизованного контроля работы основного оборудования очистного забоя.

Система АИСТ позволяет:

- вести автоматический непрерывный контроль состояния угледобывающей машины ("Работает", "Не работает") и направление ее перемещения ("Вверх", "Вниз");

- определять местоположение выемочной машины;

- контролировать перемещение машины и подвигание забоя за определенный период (смену, сутки);

- контролировать скорость и машинное время выемки угля;

- выдавать информацию о расчетной и фактической добыче угля из лавы и в целом по шахте, а также о производительности комбайнов и конвейерных линий.

Кроме того, АИСТ предоставляет информацию о (расчетной - для оценки) фактической длине рабочего участка лавы, длительности концевых операций эксплуатационного очистного забоя, коэффициента использования выемочной машины во времени (скорости), времени наработки очистного забоя на отказ, длительности простоев основного оборудования.

Санитарно - гигиенические условия и безопасность работ в шахтах обусловлены достаточным количеством свежего воздуха с нормальным содержанием кислорода и допустимыми концентрациями в нем вредных и опасных газов.

На шахтах, имеющих выделение метана, контроль его содержания в подземных выработках и забоях - одно из главных условий обеспечения безопасности работ. Поэтому мероприятия по техническому перевооружению угольной промышленности предусматривают обязательное внедрение на шахтах, опасных по газу, централизованный контроль содержания метана и автоматической газовой защиты (АГЗ).Существующая система АГЗ базируется на использовании стационарной аппаратуры непрерывного контроля метана. Система АГЗ и централизованного автоматического телеконтроля содержания метана состоит из широкоразветвленной сети стационарных многопредельных непрерывно действующих анализаторов метана, устанавливаемых в местах контроля и стойки приемников телеизмерения, находящейся у горного диспетчера ЦДП. С учетом опыта длительной эксплуатации аппаратуры АМТ-3 для АГЗ и централизованного контроля разработан и серийно выпускается комплекс "Метан", который можно использовать как самостоятельно, так и как часть системы диспетчерского управления проветриванием. При этом комплекс "Метан" обеспечивает:

- непрерывный автоматический контроль содержания метана в месте установки датчика;

-автоматическое отключение напряжения питания контролируемого объекта при достижении установленной предельно допустимой концентрации (0.5 ,0.7, 1.0, 1.5, 2.0 %);

- световую и звуковую аварийные сигнализации;

- дистанционный визуальный контроль за содержанием метана.

Служба АГЗ находится под руководством главного механика шахты. В шахте установлено 120 датчиков контроля содержания метана типа ДМТ-3 и ДМТ-4 и 76 аппаратов сигнализации типа АС-3У, АС-3Т, АС-6 и АС-9.

Шахта обслуживается семью маршрутами.

Каждые 6 месяцев производится плановая замена аппаратуры АГЗ.

Один раз в месяц производится продувка датчиков ДМТ метано-воздушной смесью и чистым воздухом.

Через каждые 15 дней производится установка "на ноль" датчиков ДКВ.

Основная задача автоматизации в электроснабжении - обеспечение бесперебойной работы промышленного предприятия, что особенно важно для предприятий, где остановка производственных механизмов может повлечь за собой сбой в работе и повреждение оборудования.

Современные промышленные предприятия потребляют значительные мощности, измеряемые десятками, а иногда и сотнями тысяч киловатт, поэтому их отключение значительно влиять на работу энергосистему и даже создавать аварийные режимы.

Автоматизация позволяет перевести большинство подстанций на работу без постоянного дежурства персонала, что уменьшает эксплуатационные расходы и способствует сокращению числа аварий по вине персонала.

Вычислительные машины управления (ВМУ) применяют на электростанциях и в системе электроснабжения предприятий с большой потребляемой мощностью. Поступающая в ВМУ информация обрабатывается и используется для отключения и включения источников питания, регулирование нагрузок отдельных потребителей предприятия и выдачи о них соответствующих данных (мощности, энергии, напряжении и др.), автоматической регистрации основных параметров системы электроснабжения в эксплуатационном журнале, для предупреждающей и аварийной сигнализации.

Основным достоинством вычислительных машин управления перед системами с релейным управлением и защитой является большой объем выполняемой ими информации в сочетании с быстродействием, определяемым временем в несколько миллисекунд. Последнее особо важно для анализа возникших аварий и выбора отключаемых выключателей.

Институтом ЭНИН имени Г.М. Кржижановского (Белорусский филиал) и Вильнюсским заводом электроизмирительной техники разработан комплекс технических средств для информационно-измерительных систем учета и контроля электроэнергии. Он обеспечивает автоматизацию коммерческого и технического учета энергии по действующим тарифам на предприятиях промышленности с любой схемой электроснабжения и позволяет контролировать и ограничивать расход потребляемой электроэнергии.

Система может применяться:

- на промышленных предприятиях с производственной мощностью 750 кВ А и выше, рассчитываемой за потребляемую электроэнергию по двухставочному и дифференцированному тарифам;

- на электростанциях и подстанциях при организации учета выработки и перетоков электроэнергии;

- на предприятиях Энергонадзора при организации сбора информации о выработке и потреблении электроэнергии и введении ограничений на электропотребление;

- на АСУ предприятий, объединений и отрасли.

Вычислительное устройство (ВУ), в которое входят станции со сменными блоками (модулями) различных направлений. Каждый блок занимает одну, две станции и более. В соответствии с назначением каждого из блоков (модулей) ВУ выполняет непосредственный прием и обработку информации модулем (ПНИ), полученную от 16 датчиков расхода электроэнергии. При приеме сигналов от 64 датчиков через устройство сбора данных (УСД) прием и обработка информации производится модулем ПУИ.

Расчетные параметры регистрируются модулем термопечатающего устройства (ТПУЩ). Преобразование цифровой информации и ее выдача на восьми самопишуших миллиамперметрах производится модулем ПКА (преобразователь код-аналог):

- автономный контролер крейта (АКК) - вычислитель, выполненный на базе микропроцессорного набора, предназначен для обработки, хранения и представления измерительной информации. Под крейтом понимается вентилируемый каркас для установки и подключения модулей;

- модуль СПО предназначен для связи между АКК и пультом оператора (ПО), а также для связи АКК с устройством ввода программ (УВП).

Устройство формирования импульсов Е440, встраиваемое в трехфазные индукционные счетчики типов СА3У, СА4У, СР4У, дает возможность использовать такие счетчики в качестве датчиков вместо электронных счетчиков.

Устройство сбора данных (УСД) Е441 служит для сбора информации от счетчиков-датчиков и кодирования ее к модулям ПУИ ВУ.

Устройство ввода программ (УВП) Е443 предназначено для записи в оперативную память АКК переменной части программы, заданной потребителем.

Панель монтажная (ПМ) предназначена для коммутации линий связи от внешних устройств и модулей ВУ. Панель представляет собой металлическое основание с наборной колодкой и контактами для крепления проводов.

Пульт оператора (ПО) служит для ручного вывода информации на печать и перфорацию.

Информация от датчиков к ВУ или УСД передается двухпроводными линиями с рекомендуемым расстоянием до 250 метров, а от УСД до ВУ (модуль ПУИ) - двухпроводной линией с расстоянием до 30 километров.

Питание ВУ и УСД выполняется от сети однофазного переменного тока напряжением 220 Вольт через сетевой фильтр Ф, предназначенный для защиты от помех. Потребляемая мощность составляет 200 Ватт.

Привязка системы и ИИСЭ к конкретной схеме электроснабжения потребителя выполняется программным способом. Для этого ИИСЭ снабжается программными средствами, позволяющими подготавливать переменные данные потребителя ( переменные константы ) на ЭВМ типа СМ-3 и СМ-4. Перфолента, содержащая переменные константы, вводится в оперативную память АКК ВУ с помощью УВП. Сопряжение ВУ с ЭВМ производится через один из модулей - плату заказчика ПЗ. Для связи между ВУ смежных уровней при построение многоуровневых систем, предусматривается модуль АС.

Система фиксирует конечные результаты обработки на цифровом табло пульта оператора ПО, автоматически регистрирует результаты расчета согласно заданной программе потребителя либо по вызову с ПО, записывает графики основных параметров потребителя. Так, при режиме автоматического выхода печати в конце получасовых интервалов в часы "пик" энергосистемы печатается значение энергии, потребленное за предыдущие полчаса, если произошло превышение лимитированной мощности для данной группы потребителей; в ноль часов автоматически выдается суточная ведомость, в которой по группам потребителей указываются дата, время, максимальная мощность в часы "пик", энергия за сутки, энергия по тарифным зонам суток, средняя мощность за ночные смены, расход энергии за смену в течении суток.

Разработанная и внедряемая на промышленных предприятиях информационно-измерительная система учета и контроля энергии способствует дальнейшему повышению надежности, качества и экономичности электроснабжения промышленных предприятий.

Система диспетчерского управления и контроля осуществляется из центрального диспетчерского пункта шахты им. Костенко. В настоящее время абоненты включены в АТС Кировского узла связи, находящегося на территории шахты. Громкоговорящая связь и оповещение об авариях осуществляется с помощью комплекса "ДИСК - ШАТС". Все номера в шахту идут с АТС. Номера, необходимые в первую очередь в случае аварийной ситуации, заходят на пульт дежурного шахты, которые в случае аварии записываются автоматически на диктофон системы "ДИСК-ШАТС". Все последующие номера работают напрямую с АТС а также могут обслуживаться коммутатором шахты. Коммутатор устанавливается на поверхности и обеспечивает связь по всей шахте. В каждом забое стоит аппаратура системы ИГАС, которая срабатывает при тревоге, которую подает дежурный по шахте и из вещает людей о возникшей опасности.

Также в шахте установлена аппаратура системы КРОС, которая определяет характер повреждения на линии.

Радиосвязь (радиотелефоны и рации) устанавливаются из-за невозможности протяжки кабеля или отдаленности.

В шахте применяются искробезопасные телефонные аппараты типа ТАША-2 в железном корпусе и типа 13-19 - в пластмассовом.

Планово-предупредительный ремонт оборудования осуществляется для предотвращения быстрого износа, исключения отказов повышения долговечности, поддержания в постоянной готовности к использованию по назначению, обеспечения производительной и постоянной работы.

Главная задача всех структурных подразделений заключается в том, чтобы при наименьших затратах времени, труда, материально-технических ресурсов и денежных средств обеспечить работоспособность оборудования и исключить возможность возникновения не планируемых перерывов в его работе.

Сущность планово-предупредительной системы технического обслуживания и ремонта оборудования шахты состоит в планируемом в соответствии со структурой ремонтного цикла выполнении установленных видов технического обслуживания и плановых ремонтов, объемы которых определяются фактическим техническим состоянием сборочных единиц и оборудования в целом.

Различные службы шахты, эксплуатирующие оборудование, а также предприятия, занятые ремонтом оборудования шахт, должны быть укомплектованы эксплуатационным, обслуживающим и ремонтным персоналом, соответствующим по численности и квалификации действующим нормативным документам.

Оборудование должно в соответствии с разработанными и утвержденными планами (графиками) и установленными периодичностью и продолжительностью подвергаться техническому обслуживанию и ремонту.

Основным нормативно-техническим документом определяющим порядок проведения технического обслуживания и технического ремонта, является эксплуатационная документация.

Основным техническим документом, устанавливающим технологию производства капитального ремонта оборудования, является ремонтная и конструкторская документация.

Положением о ППР устанавливаются следующие виды и периодичности планово-предупредительного технического обслуживания и ремонта оборудования различаемые по назначению, объемам выполняемых работ и составу ремонтного персонала.

Техническое обслуживание:

- ежесменное (ТО-1) с ежесменной периодичностью, выполняемое силами дежурных электрослесарей, машинистов оборудования и рабочих производственных процессов;

- ежесуточное (ТО-2) с суточной периодичностью, выполняемое силами ремонтных электрослесарей, постоянно обслуживающих данный вид оборудования, машинистов оборудования и рабочих производственных процессов;

- еженедельное (ТО-3) с периодичностью, равной одной неделе, выполняемое силами ремонтных электрослесарей, постоянно обслуживающих данный вид оборудования, электрослесарей ЭМС, машинистов оборудования и рабочих производственных процессов;

- двухнедельное (ТО-4) с периодичностью, равной двум неделям, разрешаемое для отдельных видов стационарного оборудования, установленное отраслевой нормативно-технической документацией; выполняется силами специализированной бригады ремонтных электрослесарей.

В структуры ремонтных циклов перечисленные виды технического обслуживания не включаются.

Плановые текущие ремонты:

- ежемесячное ремонтное обслуживание (РО) с периодичностью, равной одному месяцу, выполняемое силами ремонтных электрослесарей ЭМС шахты, машинистов оборудования, рабочих производственных процессов, специализированных бригад ремонтных электрослесарей;

- текущие ремонты (Т1-Т2) с периодичностью, равной трем и шести месяцам соответственно, выполняемые теми же силами, что и ремонтное обслуживание (РО), а также и силами специализированных ремонтных, наладочных предприятий и производителями местных подразделений технического обслуживания заводов изготовителей.

Если в отдельных видах горно-шахтного оборудования используются детали со сроками службы, превышающими шесть месяцев, но меньшими периодичности капитального ремонта, завод изготовитель оборудования может ввести к указанным видам текущих ремонтов (Т1-Т2) дополнительные виды текущих ремонтов (Т3-Т4…) с периодичностями, соответственно равными 9,12 … месяцев; выполнение дополнительных видов текущих ремонтов производится теми же силами, что и основных видов текущих ремонтов (Т1-Т2).

Для сложных видов горно-шахтного оборудования (установки подъемные, компрессорные и главного проветривания; комплексы очистные и проходческие) устанавливаются плановые текушие ремонты, совмещенные с производством ревизий, наладок и регулировок составных частей и сборочных единиц, с периодичностью выполнения:

- квартальные (НРК) - не реже одного раза в три месяца;

- полугодовые (НРП) - не реже одного раза в шесть месяцев;

- годовые (НРГ) - не реже одного раза в двенадцать месяцев;

- двухгодичные (НРД) - не реже одного раза в двадцать четыре месяца.

Эти виды плановых текущих ремонтов производятся силами специализированного наладочного управления.

Выдача нарядов (заданий) персоналу шахт (специализированной организации) и оперативный контроль выполнения всех видов технического обслуживания и ремонта оборудования осуществляется по нарядам в порядке, установленном нормативными документами отрасли.

Плановый капитальный ремонт (К) производится с периодичностью установленной действующей нормативно-технической документацией и должен выполняться только силами специализированных ремонтных предприятий.

Объемы технического обслуживания и ремонта применительно к конкретным условиям эксплуатации отдельных видов оборудования разрабатываются энергомеханической службой шахт на основании состава работ и технологии их выполнения, включая периодические наладки, приведенных в технологических картах (инструкция по техническому обслуживанию), руководствах по наладке отдельных видов стационарного горно-шахтного оборудования и других нормативных документов, действующих в отрасли.

Перечень возможных неисправностей отдельных видов горно-шахтного оборудования и указания по технологии устранения этих неисправностей приводятся в инструкциях по техническому обслуживанию этих видов оборудования. Работы по устранению отдельных неисправностей, возникающих при использовании по назначению оборудования, представляют собой неплановый ремонт.

Планово-предупредительная система технического обслуживания и ремонта оборудования шахт для разных типов оборудования и места проведения ремонтных работ устанавливает следующие виды планирования и определения объемов подлежащих выполнению ремонтных работ:

- регламентированный, выполняемый с периодичностью и в объеме, установленными эксплуатационной документацией, независимо от технического состояния оборудования к моменту начала ремонта;

- послеосмотровый, заключающийся в планировании и выполнении в установленные сроки объема работ, определяемого фактическим техническим состоянием оборудования.

Текущий ремонт горно-шахтного оборудования производится двумя способами.

Способом замен изношенных деталей исправными на месте установки оборудования. Этот способ наиболее простой, но не обеспечивает необходимого качества ремонта, особенно оборудования для очистных и подготовительных работ.

Агрегатный способ, при котором отдельные составные части или сборочные единицы оборудования, содержащие изношенные детали, заменяются новыми или ранее заранее отремонтированными. Демонтированные при выполнении ремонта составные части и сборочные единицы содержащие изношенные детали подлежат восстановлению, осуществляемому, как правило силами ремонтных предприятий. Этот способ является наиболее прогрессивным, обеспечивающим высокое качество ремонта и подлежит широкому внедрению на шахтах.

При невозможности производства текущего ремонта отдельных видов оборудования допускается производство полнокомплектной замены. Замененное полнокомплектное оборудование выдается на поверхность для осуществления ремонта.

Ремонтный цикл устанавливает наименьшие повторяющиеся интервалы времени или наработки изделия, в течении которых выполняются в определенной последовательности в соответствии с требованиями нормативно-технической документации все установленные виды ремонта.