Практическое занятие № 2

Определение производственной мощности шахты и расчет срока ее службы

Цель работы. Приобретение навыков по определению мощ­ности шахты и расчету срока ее службы по укрупненным значениям исходных данных.

Теоретические основы выполнения работы. Мощность шах­ты является важнейшим производственным параметром, определение которого требует обязательного учета конкрет­ных горнотехнических и горно-геологических характеристик.

На производственную мощность шахты оказывают значи­тельное влияние величина запасов, число и мощность уголь­ных пластов, состав и свойства вмещающих пород, газонос­ность месторождения и другие факторы.

Производственная мощность шахты (т/год) опреде­ляется исходя из суммарной нагрузки на действующие лавы, работающие на различных пластах или участках пласта, и суточной добычи угля из подготовительных забоев:

где —коэффициент, учитывающий добычу угля из под­готовительных забоев;

—число рабочих дней в году;

—число действующих на шахте лав.

Производственную мощность действующей шахты можно определить как наименьшую из пропускных способностей ос­новных технологических процессов (звеньев), а именно: фрон­та горных работ; подземного транспорта; околоствольного двора; подъема; технологического комплекса на поверхности;

вентиляции.

В учебных целях, на первом этапе изучения дисциплины, с учетом уровня и объема имеющихся знаний, можно пользо­ваться формулой, предложенной П. 3. Звягиным. При этом следует иметь в виду, что результаты расчетов носят сугубо ориентировочный характер:

где с, , , , —расчетные коэффициенты, значения ко­торых приведены в табл. 6.1; Е==0,1 — коэффициент сравни­тельной экономической эффективности капитальных вложе­ний; Z—промышленные запасы шахтного поля, тыс. т.

Через Q обозначается среднемесячная нагрузка на очист­ной забой в тысячах тонн, которая определяется по формуле:

где N=25—число рабочих дней в месяце;

L—длина лавы, м;

—скорость подвигания забоя лавы, м/сут;

m — мощность пласта, м;

—средняя плотность угля, т/м3;

с=0,98-0,95 — коэффициент извлечения угля в очистном забое.

Количественные значения промышленных запасов, длины лавы и скорости подвигания забоя лавы приводятся в задании.

При решении задачи следует обратить внимание на размерность входящих в формулу величин (Z и Q в тыс. т, и т. д.).

Полученные по формуле результаты следует привести в "соответствие с параметрическим рядом мощностей шахт (1,2;1,5; 1,8; 2,1; 2,4; 3,0; 4,5; 6,0 млн. т в год) с учетом расчётного срока службы шахты.

Расчетная проектная мощность шахты будет находиться между двумя смежными значениями мощности шахты параметрического ряда , т. е.

Для того, чтобы сделать выбор из двух значений параметрического ряда ( или ), необходимо определить срок службы шахты по формуле:

, лет, (6.5)

, лет, (6.6)

где , - суммарное время на освоение проектной мощности и свертывание добычи. Принимается в пределах 5…6 лет.

Из полученных значений и ; с одной стороны, и и , с другой стороны, выбирается такое, которое наиболее близко отвечает рекомендациям норм технологического проектирования.

Аналитический метод расчета мощности шахты, исходя из геологических и из организационно-технических возможностей – это расчет мощности шахты, исходя из природных факторов шахтного поля: объёма запасов, их нарушенности и газоносности, числа и мощности угольных пластов, свойства вмещающих пород, глубины разработки, а также, исходя из технических, организационных возможностей очистных забоев, надежности их работы, приводит к более объективным и надёжным в долговременном плане результатам. Вместе с тем метод аналитического расчета годовой мощности шахты А (тыс. т/год)более доступен, физически понятен и логичен (разработан проф. А. С. Малкиным)*:

, (6.7)

где - коэффициент надежности технологической схемы шахты; при шахте блочного типа =0,85…0,95. Для индивидуальной шахты, вскрытой вертикальными стволами:

при панельной подготовке =0,8…0,85;

этажной подготовке =0,7…0,8.

Для индивидуальной шахты, вскрытой наклонными стволами, =0,8.

- коэффициент, учитывающий общее количество пластов в шахтном поле и количество пластов, принятых к одновременной разработке , определяется по формуле:

; (6.8)

-коэффициент, учитывающий уровень нагрузки на очистной забой, определяется по формуле:

, (6.9)

где - коэффициент, учитывающий условия бассейна (шахтного поля);

(6.10)

где - коэффициент устойчивости кровли пластов; для неустойчивых кровель =0,06;среднй устойчивости =0,08 и устойчивых 0,1;

- коэффициент крепости почвы; при крепости f=3…4 =0,01; при f=5…6 =0,015, при 7 =0,02;

- коэффициент, учитывающий геологическую нарушенность шахтного поля, представляет собой отношение объёма запасов в нарушенной части к промышленным запасам , т.е.

, (6.11)

=0…0,03;

- коэффициент, учитывающий влияние газового фактора, представляет собой отношение относительной газообильности шахты к природной газоносности месторождения ; может изменяться в пределах от 0 (для негазовых шахт) до 1.

- месячная нагрузка на очистной забой, т;

(6.12)

где l – длина лавы, м;

- средняя мощность пластов в шахтном поле, м;

- средняя мощность одновременно разрабатываемых пластов, м;

, (6.13)

где - суточное подвигание очистного забоя, м;

- средняя плотность угля, т/ ;

с – коэффициент извлечения угля в очистном забое,

с=0,95…0,97;

N – количество рабочих дней в месяце; N=25 дней;