WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

По результатам экономико-математического моделирования установлено, что наибольшее значение чистого дисконтированного дохода при вскрытии запасов для подземной разработки будет получено (рис. 4):

- при использовании драглайнов с емкостью ковшей 10-11 м3 для шахт с годовой производственной мощностью до 1 млн.т., а так же для шахт мощностью до 2-3 млн.т. при длине разрезных траншей до 1500 - 1750 м и глубине залегания до 55-60 м.

- при использовании драглайнов с емкостью ковшей от 10-11 до 15-20 м3 для организации шахт производственной мощностью более 2 млн.т. при длине разрезных траншей более 1750 м и глубине вскрытия до 70 м.

Рис. 4. Относительная величина чистого дисконтированного дохода для драглайнов с различной емкостью ковша, с учетом разницы в сроках ввода месторождения в эксплуатацию и прибыли, полученной за счет реализации добытого полезного ископаемого при мощности проектируемого предприятия 2 млн.т. в год.

Капитальные и разрезные траншеи, вскрывающие карьерные поля или маломасштабные запасы при выбуривании пластов, являются, как правило, стационарными или полустационарными выработками с длительным сроком службы. К тому же при выбуривании пластов вскрытие осуществляется на всю длину их выхода, что создает значительную протяженность разрезных траншей. При этом угол откоса борта траншеи, обеспечивающий устойчивое положение выработки на весь период эксплуатации, в значительной степени определяет объем горно-строительных работ.

При проведении траншей, вскрывающих шахтное поле, порода от их проходки располагается на бортах и в дальнейшем при восстановлении поверхности перемещается обратно в выработанное пространство. С целью предотвращения опасности обрушения бортов траншей и повышения эффективности горных работ восстановление поверхности рекомендуется осуществлять по мере подвигания фронта монтажных работ по установке крепи (рис. 5).

Предложенная организация работ позволяет рассматривать устойчивое положение бортов траншей, вскрывающих шахтное поле, только на участке опережения монтажных работ горно-строительными, при этом длина участка определяется возможностью безопасного ведения монтажа вблизи забоя драглайна. Опыт метростроителей показывает, что при различных скоростях подвигания фронта горно-строительных работ время открытого положения данного участка не превышает 15-25 суток. Это дает возможность рассматривать краткосрочную устойчивость откосов бортов траншей, вскрывающих шахтное поле, с минимальным запасом устойчивости, определяемым значением коэффициента устойчивости = 1,1.

а) б)

Рис. 5. Организация безопасного ведения горно-строительных работ при обеспечении кратковременной устойчивости траншей, вскрывающих шахтное поле:

а) опережение монтажных работ горно-строительными: 1 –крепь; 2 – часть выработки, засыпанная породой из отвала; 3 – незакрепленный участок траншеи (опережение монтажных работ горно-строительными; 4 – ось драглайна; Lоп – участок опережения монтажных работ горно-строительными, м; б) восстановление нарушенной поверхности: 1 – отвалы на бортах траншеи; 2 – крепь; 3 – засыпанная часть траншеи; 4 – пласт.

Используя данную величину для условий залегания некоторых угольных месторождений Мосбасса теоретически определены допустимые углы откосов бортов траншей, величины которых соответствуют углам откосов рабочих уступов карьеров в соответствующих породах, рекомендуемых ВНИМИ. Устойчивое положение траншеи с углом откоса борта 55о при открытом стоянии более 25 суток в песчано-глинистых породах подтверждено физическим моделированием на эквивалентных материалах c критериями подобия, принятыми в соответствии с П-теоремой (Бакенгама) (рис. 6). Результаты, полученные на модели, пересчитаны на натуру с соответствующими масштабами моделирования.

Рис. 6. Физическая модель откоса борта траншеи, вскрывающей запасы для подземной разработки в условиях Воротыно-Чапаевского месторождения.

Разность между углами откосов рабочих и не рабочих уступов (по рекомендации ВНИМИ) составляет до 20о. Вследствие этого объем горно-строительных работ уменьшается на величину разности углов откосов бортов траншей и разницы ширины траншей по дну, что увеличивает скорость подвигания горно-строительных работ в 1,4-1,5 раз, по сравнению с проходкой траншей при длительном сроке стояния (рис. 7), а так же суммарной длины вскрывающих траншей.

Рис. 7. Схема сечения траншеи к расчету минимальной эффективной глубины заложения подземной выработки.

Тогда предельный уровень затрат на проходку траншей с креплением для сооружения подземных горных выработок (Зм) можно представить в виде:

Зм Зш + Зд + Зу, руб, (3)

где Зш - разность затрат на проходку более широких траншей по дну (Зш Sш ); Зд – разность затрат на экскавацию горной породы более длиных вскрывающих траншей при известном способе вскрытия без сооружения подземных выработок; Зу - разность затрат на проходку траншей за счет больших углов откосов бортов траншей (Зу Sу ).

Исходя из этого, минимальная эффективная глубина заложения подземных выработок при вскрытии залежи траншеями рассчитывается по формуле:

, м, (4)

где 1, 2 - соответственно угол откоса рабочего и не рабочего уступов, град;

L - превышение длины вскрывающих траншей при известном способе вскрытия, м; Зэк – затраты на экскавацию, руб/м3; b - разность в ширине траншеи по дну, м; L – длина вскрывающих траншей, м; Зкр – затраты на крепление 1 пог. м дна траншеи.

В сравнении со вскрытием стволами эффективное применение траншей для вскрытия шахтных полей маломасштабных запасов в общем виде определяется выражением:

Зкт Зк ст, (5)

где Зкт - капитальные затраты на вскрытие шахтного поля траншеями;

Зк ст -капитальные затраты на вскрытие шахтного поля стволами.

Структура капитальных затрат при вскрытии шахтного поля траншеями представлена следующим образом:

Зкт = Зк + Звт + Зкрд + Зрт, руб, (6)

где Звт – затраты на проходку вентиляционной траншеи; Зкрд – затраты на крепление дна траншеи; Зрт – затраты на проходку разрезной траншеи; Зк – затраты на проходку капитальной траншеи.

На основании этого капитальные затраты при вскрытии траншеями запасов для подземной разработки составят:

(7)

где iк – продольный уклон капитальной траншеи, о/оо; iвв – продольный уклон вентиляционной траншеи, о/оо; Н/iк - длина капитальной (транспортной) траншеи, м; Н/iвв - длина вентиляционной траншеи, м; 3,14; Lр – длина разрезной траншеи, м.

С учетом установленных граничных условий эффективного применения траншей, вскрывающих запасы для подземной разработки, и предложенных схем вскрытия, зависящих от условий залегания запасов, разработана блок-схема определения рациональной области вскрытия шахтного поля драглайнами (рис. 8).

По результатам экономико-математического моделирования установлено, что при вскрытии маломасштабных угольных запасов драглайнами для подземной разработки минимальная эффективная глубина траншей составляет 15-20 м. Предельная эффективная глубина вскрытия определена до 60-80 м при проходке траншей двумя уступами. Это позволило установить область рационального применения траншей для вскрытия слабонаклонных угольных залежей (рис. 9).

Рис. 8. Блок-схема определения рациональной области вскрытия шахтного поля траншеями.

Рис. 9. Область эффективного применения траншей при вскрытии шахтного поля в общем виде:

Зкт (выб) – капитальные затраты при вскрытии траншеями при выбуривании запасов;

Зкт (ш.п.) – капитальные затраты при вскрытии траншеями для подземной разработки запасов (шахтного поля); Зк.ст – капитальные затраты при вскрытии подземным способом; S – область эффективного применения траншей для вскрытия шахтного поля.

Вскрытие шахтных полей для подземной разработки запасов осуществляется группой траншей: вентиляционной, разрезной и капитальной, проводимых драглайном с отсыпкой пород на бортах траншей. Последовательность проведения горно-строительных работ при вскрытии условного шахтного поля траншеями представлены на рис. 10.

Вентиляционная траншея, на дне которой монтируется крепь, служит для организации проветривания подготовительных и очистных выработок. Разрезная траншея служит для подготовки проходческого и очистного оборудования для ведения работ по технологии подземной разработки. Капитальная траншея является выработкой для размещения транспортных коммуникаций, по которой осуществляется транспортирование полезного ископаемого на поверхность. По мере проходки траншей на их дне осуществляются монтажные работы по установке крепи и восстановление дневной поверхности.

Рис. 10. Последовательность проведения горно-строительных работ при вскрытии шахтного поля траншеями:

а) проведение вентиляционной траншеи, б) проведение разрезной траншеи, в) проведение транспортной траншеи (и монтаж добычного комплекса), г) начало добычных работ: 1 – драглайн; 2 – кран; 3 – части монтируемого оборудования, 4 – установленная крепь, 5 – ленточный конвейер, 6 – вентиляционная установка, 7 – землеройно-транспортное оборудование, 8 – восстановленная часть капитальной траншеи, 9 – вентиляционная выработка, наращиваемая подземным способом разработки,, 10 – восстановленная вентиляционная траншея.

Полнота извлечения полезных ископаемых из недр определяется выражением

(8)

где Кизв – показатель извлечения полезного ископаемого из недр при данной системе подземной разработки; Vi – годовой объем добычи полезных ископаемых за i-ый год, т; Зб – балансовые запасы, т.

Вскрытие пластового месторождения траншеями для дальнейшей разработки подземным способом обеспечивает возможность разработки запасов в границах шахтного поля при показателях извлечения, определяемых технологическими особенностями принятой системы разработки. Применение столбовой системы разработки обеспечивает величину показателя извлечения (Кизв) на уровне 0,60,7, камерной - 0,450,5. Тогда как при выбуривании пластов величина показателя извлечения находится на уровне камерной системы разработки только в полосе выбуривания шириной до 300 м.

Расчет экономического эффекта показал, что при вскрытии запасов драглайнами для подземной разработки в условиях Ковалинского месторождения величина чистого дисконтированного дохода составляет 16,6 млн. руб. по сравнению со вскрытием стволами.

На основании анализа технической литературы и выполненных научных исследований ниже представлены рациональные границы различных способов вскрытия при разработке слабонаклонных угольных залежей, где определено место разработанного организационно – технологического решения вскрытия шахтных полей траншеями (табл.).

Таблица

Способы вскрытия и разработки слабонаклонных угольных залежей

Способ разработки

Вскрывающие выработки

Период проведения горно-строительных работ, мес.

Величина разрабатываемых запасов

Глубина залегания

На период строительства

На период эксплуатации

Открыто-«подземная» разработка (технология выбуривания пласта)

Капитальные и разрезные траншеи

Капитальные и разрезные траншеи

Не более 3 мес.

до 0,5 – 1 млн.т.

До 15-20 м

Открыто-подземная разработка (камерно-столбовая или столбовая система подземной разработки)

Капитальные и разрезные траншеи - наклонные стволы и квершлаги

Наклонные стволы и квершлаги

Не более 11 мес.

1 – 12 млн.т.

От

15-20 до 60-70 м

Подземная разработка

Стволы и квершлаги

Стволы и квершлаги

Не менее 18-20 мес.

Более 12-15 млн.т.

Более

60 м

Открытая разработка

Капитальные и разрезные траншеи

Капитальные и разрезные траншеи

Не более 5 мес.

При величине граничного коэффициента вскрыши

К в гр 20 м3 /м3

Заключение

В диссертационной работе изложено научно обоснованное организационно-технологическое решение вскрытия слабонаклонных угольных залежей драглайнами для подземной разработки полезных ископаемых и определена область его рационального применения, что обеспечивает повышение эффективности и полноты извлечения запасов из недр, имеющих существенное значения для экономики страны.

Основные научные результаты, выводы и практические рекомендации выполненных исследований заключаются в следующем:

1. Установлено, что при организации вскрытия шахтных полей слабонаклонных угольных залежей современными драглайнами для разработки запасов подземным способом предельная глубина вскрывающих траншей составляет в один уступ 40-50 м, а в два уступа - 70 м.

2. Получены аналитические зависимости, позволяющие принять рациональное решение по вскрытию шахтного поля траншеями с учетом организационно-технологических факторов. Установлено, что наибольшее значение дохода при вскрытии запасов для подземной разработки будет получено:

- при использовании драглайнов с емкостью ковшей 10-11 м3 для шахт с годовой производственной мощностью до 1 млн.т., а так же для шахт мощностью до 2-3 млн.т. при длине разрезных траншей до 1500-1750 м и глубине залегания до 55-60 м;

Pages:     | 1 || 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»