Дипломная работа: Электрификация и автоматизация технологических процессов применительно к условиям ГП Торезантрацит
На оцениваемой площади подземные воды содержатся в породах четверичного и каменноугольного возрастов. В четверичных отложениях выдержанного горизонта нет, вода содержится в основном в опесоченных прослоях суглинков. Водоотдача их невелика, обычно при каптировании горизонта получают незначительные дебиты порядка 0,5÷0,7м3 /ч. В обводнении горных выработок он практически участия не принимает.
Основные водоносные горизонты, оказывающие влияние на обводнение горных выработок, приурочены в основном к песчаникам и реже известнякам карбона. Циркуляция подземных вод происходит в основном по открытым трещинам в этих породах. Пористость водоносных пород, благодаря небольшим величинам, не оказывает большого влияния на их водоотдачу. Величина ее для песчаников с глубиной снижается от 4,21% (глубина 100 м) до 2,79 % (глубина 1100÷1200 м), а у известняков соответственно от 4,76% до 2,25%.
В связи с этим по условиям накопления и циркуляции подземные воды карбона преимущественно пластово-трещинного типа. Благодаря переслаиванию водоносных пород с водоупорами и наклонному залеганию пород они обладают напором, величина которого различная и связана с условиями и глубиной залегания водоносных горизонтов. В отдельных случаях пьезометрические уровни вскрываемых скважинами горизонтов устанавливается выше земной поверхности.
Геологическая характеристика пластов h8 и h7
В настоящее время основные очистные работы ведутся по пласту h8. Пласт h8 относится к числу наиболее мощных и выдержанных. Мощность пласта колеблется от 1,36 до 1,48, средняя мощность пласта равна 1,42м. Угол залегания пласта колеблется от 6º до 8º. Шахтой "Прогресс" разрабатывается двумя панелями - северной и южной. Уголь трещиноват. Эндогенные трещины имеют азимут падения 18÷30º при среднем расстоянии между трещинами 1÷2 см.
Непосредственная кровля пласта представлена алевролитами песчано-глинистыми (40 %), глинистыми (30 %) и песчаными (30 %).
Алевролит песчано-глинистый распространен в основном в центральной части шахтного поля, слагая кровлю пласта на северной и большей части южной панели. Незначительное распространение приурочено к западной части поля в южной половине его. Мощность его изменяется от 0,1 до 0,2 м.
Предел прочности на сжатие изменяется от 21,3 до 102,6 МПа при среднем значении 51,1 МПа. Коэффициент размягчения составляет в среднем 0,62; после водопоглощения прочность алевролита снижается почти на 40% . В очистных подготовительных выработках южной панели, на площадях с развитием зеркал скольжения по наслоению с расстоянием между ними 3÷2 см, сланец песчано-глинистый отслаивается в виде куполообразных вывалов до 3÷4 см, что осложняет ведение горных работ.
Куполообразные вывалы на северной панели редки, ложная кровля отмечена местами в I-й восточной лаве на незначительных площадях. Алевролит песчано-глинистый следует считать малоустойчивым (Б3).
Алевролит глинистый приурочен, в основном, к северо-западной части шахтного поля и площади южной панели. Мощность алевролита изменяется от 0,5 до 48,72 м.
Предел прочности на сжатие изменяется от 23,7 до 88,6 МПа при среднем значении 47,6 МПа, после водопоглощения составляет 26,0 МПа, т.е. уменьшается почти на 45%. В горных выработках шахты "Прогресс" кровля малоустойчива, сопровождается куполообразными вывалами, а на площадях, где глинистый алевролит обогащен углистым веществом, ложной кровли мощностью от 0,3 м до 0,6 м, реже 1,0 м.
В южной и юго-восточной частях шахтного поля наблюдается расщепление угольного пласта h8. Контур расщепления проходит в восточных лавах южной панели приблизительно на горизонте минус 550 м, а на западе около минус 650 м.
Верхняя угольная пачка мощностью 0,04÷0,07 м, постепенно удаляется от основной на расстояние 2,7м и более метров. Контур зоны расщепления имеет сложную конфигурацию. Междупластье в расщепленном интервале представлено глинистым алевролитом с обилием углистых включений. При ведении горных работ на площадях, где междупластье увеличивается более 0,5м, оно становится трудноподдерживаемым в горных выработках. Зона нерасщепленного пласта прослеживается на северном крыле и центральной части шахтного поля. Алевролит глинистый относится к неустойчивым породам (Б2).
Алевролит песчаный распространен, в основном, в западной части южной половины шахтного поля и в меньшей мере на востоке северной половины его. Предел прочности на сжатие изменяется от 33,6 до 98,9 МПа при среднем значении 61,1 МПа. После водопоглощения предел прочности изменяется от 35,2 до 58,7 МПа при среднем значении 44,6 МПа, прочность сланца уменьшается при этом на 27% алевролит песчаный относится среднеустойчивому (Б4).
Основная кровля представлена преимущественно сланцем песчаным в меньшей мере глинистым и песчано-глинистым алевролитами. Алевролит песчаный по своим прочностным характеристикам (σсж =70,6 МПа) относится к труднообрушаемым породам, но учитывая наличие трещиноватости и резких контактов по слоям, следует считать его среднеобрушающимся (А 2). Алевролит глинистый основной кровли относится к легкообрушающимся (А1). Песчано-глинистый алевролит и перемещающиеся породы (алевролит песчаный и глинистый) основной относится к породам средней обрушаемости (А 2).
Почва пласта представлена алевролитом песчаным (92%), песчаником (3,5%), алевролитом глинистым (3%) и песчано-глинистым (1,5%).
Алевролит песчаный имеет предел прочности на сжатие от 16,3 до 125,7 МПа при среднем значении 50,0 МПа. Коэффициент размягчения составляет 0,64.
В горных выработках шахты "Прогресс" наблюдается интенсивное пучение почвы. Наряду с большой глубиной разработки (900÷1200 м) на процесс пучения влияет увлажнение (на южном крыле шахтного поля) и приближение ниже залегающего угольного прослоя мощностью 0,20÷0,30 м, к пласту h8 на расстояние 0,45÷2,0 м и более.
В очистных выработках пучение почвы наблюдается незначительно и существенного влияния на процесс угледобычи не оказывает. В подготовительных выработках пучение почвы происходит в среднем на 0,2 м в месяц. Оно вызывает деформации крепи и уменьшение сечения подготовительных выработок. В связи с этим каждые 5-6 месяцев выработки перекрепляются с подрывкой вспученных пород на величину в среднем до 1,3 м для глубин разработки 800÷900м.
Алевролит песчаный мощностью от 1,0 до 16,2 м прослеживается в почве пласта на отдельных локальных площадях. Предел прочности на сжатие изменяется от 73,3 до 173,9 МПа. По данным физико-механических испытаний песчаник следует считать устойчивым (П3).
Алевролит глинистый относится к неустойчивому (П1) с пределом прочности на сжатие 65,3 МПа, будет образовывать ложную почву на мощность до 0,20 м, склонный к пучению.
Алевролит песчано-глинистый относится к среднеустойчивому (П2), а при увлажнении - к неустойчивому (П1). Предел прочности на сжатие составляет от 29,3 до 54,9 МПа.
Границы, запасы полезного ископаемого и вскрытие шахтного поля
Поле ш."Прогресс" вскрыто 2 центральносдвоенными (главным скиповым и вспомогательным клетевым) и 2 фланговыми (северный и южный) стволами.
В настоящее время по отрабатываемому пласту h8 принята проектом панельная схема подготовки с нисходящим порядком отработки лав.
В южной панели поле отрабатывается столбами по восстанию, в северной панели восточное поле - столбами по восстанию, а западное поле - столбами по простиранию. Размеры панелей составляют 2500 - 3500 м по простиранию и 1500 -1800 м по падению.
Технические границы шахты приняты согласно протоколу согласования с государственной холдинговой компанией "Торезантрацит" и указаны на ситуационном плане поверхности.
Вентиляция шахты
Проветривание всех подземных выработок осуществляется за счет общешахтной депрессии. Схема проветривания шахты - центральная, способ проветривания - нагнетательный.