Подсчет балансовых и промышленных запасов, обоснование величины потерь угля в шахтном поле

Практическое занятие № 1

Цель работы. Приобретение навыков укрупненного опре­деления балансовых и промышленных запасов, обоснование величины потерь угля в шахтном поле.

Теоретические основы выполнения работы. Часть угольного месторождения, отведенную для разработки одной шахте, на­зывают шахтным полем. Границами шахтного поля являют­ся поверхности, оконтуривающие его по простиранию и па­дению.

Запасы угля на шахтном поле — количество угля в недрах, заключенное в пределах шахтного поля. По народнохо­зяйственному значению запасы угля делят на геологические, балансовые, забалансовые и промышленные. Геологическими называют общие запасы угля в пределах шахтного поля как не предназначенные для разработки, так и извлекаемые при существующем уровне техники и технологии. Балансовыми считают такие запасы, разработка которых экономически целесообразна при существующем уровне техники и технологии. Забалансовыми называют такие запасы угля, разработка ко­торых в настоящее время вследствие некондиционной мощ­ности пластов, высокого содержания пустой породы, значи­тельной сернистости угля, наличия многих геологических нарушений или обводненности экономически нецелесообраз­на. В будущем, с совершенствованием техники и технологии добычи и обогащения угля, забалансовые залежи могут быть полностью или частично вовлечены в разработку.

Форма шахтного поля бывает прямоугольной или в виде неправильной фигуры. Прямоугольные, вытянутые по прости­ранию шахтные поля, как правило, размещают в пределах выдержанных и спокойно залегающих месторождений. Если залегание угольных пластов характеризуется крупными гео­логическими нарушениями, границы полей часто приурочива­ют к этим нарушениям. Поэтому шахтные поля нарушенных месторождений имеют неправильную форму. Такие же шахт­ные поля встречаются при наличии вблизи действующих шахт охранных целиков под водоемами, железными дорога­ми, зданиями и сооружениями.

Расчет балансовых запасов, потерь и промышленных за­пасов шахтного поля производится по методике А. П. Килячкова.

Балансовые запасы шахтного поля:

где S—размер шахтного поля по простиранию, м;

H—размер шахтного поля по падению, м;

n—число рабочих пластов в шахтном поле;

— мощность i-го рабочего пласта, м;

—объемная масса угля i-го рабочего пласта, т/м3.

Для определения промышленных запасов необходимо установить величину потерь по каждому из пластов по их источникам: общешахтные (в барьерных и охранных целиках); эксплуатационные и связанные с геологическими на­рушениями.

Промышленные запасы определяются по формуле

где —суммарные потери угля, т.

Потери определяются на основании расчетов частных видов потерь: общешахтных, эксплуатационных и вблизи геологических нарушений, т. е.

где — общешахтные потери;

—потери, связанные с геологическими нарушения­ми пластов;

—эксплуатационные потери.

Общешахтные потери слагаются из потерь угля в барьер­ных (Z1) и охранных (Z2) целиках, т. е.

Барьерные целики оставляют у границ шахтного поля, чтобы исключить возможность вскрытия старых затопленных горных выработок соседних шахт.

Потери в барьерных целиках определяются по формуле

Ширина барьерных целиков (h) условно принимается равной 50 м.

Охранные целики оставляют для предотвращения разру­шений технологического комплекса на поверхности, промышленных зданий и сооружений, а также природных объектов. Потери в охранных целиках условно составляют при пологих пластах 1—2%, при крутых—2—4% от балансовых запасов:

Потери в целиках вблизи геологических нарушений ( ) определяются характером и числом нарушений. Их величина в среднем равна 1—1,5% от балансовых запасов, т. е.

Таким образом, величина общешахтных потерь и потерь в целиках около геологических нарушений

Эксплуатационные потери включают потери по пло­щади в целиках у горных выработок: по мощности—в па­чках угля в кровле и почве пласта, а также потери угля в забоях и при транспортировании.

Эксплуатационные потери угля:

где —коэффициент эксплуатационных потерь; принима­ется для тонких и весьма тонких пластов — 0,08; средней мощности—0,12; мощных пологих—0,15; мощных крутых— 0,20.

Суммарные потери угля в шахтном поле:

Промышленные запасы шахтного поля:

Результаты расчетов сводим в табл. 5.1.

По итоговым данным определятся коэффициент извлече­ния запасов угля из недр:

Пример выполнения работы. Подсчитать промышленные запасы шахтного поля для следующих горно-геологических и горнотехнических условий: размер шахтного поля по простиранию—5000 м; по падению—3000 м; угол падения пласта— 10°; количество пластов—3, их мощность == 1,2 м,

=0,8 м и ==1,7 м; средняя плотность угля—1,4 т/м3.

1. Определяем балансовые запасы в шахтном поле:

=5000 3000 (1,2+0,8+1,7) •1,4=77700000 т.

2. Подсчитываем потери угля в шахтном поле:

в барьерных целиках

=2 50 5000+(3000—250) 3,7 1,4=4092200 т;

— в охранных целиках

= 0,01 • 77700000 = 777000 т;

потери в целиках около геологических нарушений

=0,01 77700000 =777000 т;

общешахтные и в целиках около геологических нару­шений

= + + =4092200+777000+777000=5646200 т;

— эксплуатационные

=(77700000— 5646200) 0,09=6484842 т;

—суммарные

= 5642200 + 6484842 =12127042 т.

3. Определяем промышленные запасы угля в шахтном поле:

=77700000—12127042=65572958 т.

4. Рассчитываем коэффициент извлечения запасов угля из недр:

Коэффициент извлечения имеет важное значение при раз­работке месторождения, он определяет уровень добычи угля, поэтому стремятся к рациональному его повышению.

Содержание и порядок выполнения работы

После ознакомления с теоретическими основами выполнения работы студент получает вариант задания, отражаю­щий горно-геологические и горнотехнические условия шахтного поля.

По заданным горно-геологическим и горнотехническим условиям (табл. 52) студенты осуществляют расчет промыш­ленных запасов шахтного поля Приводится графическая ин­терпретация шахтного поля с нанесением границ возможных потерь угля

Контрольные вопросы

1 Что называется шахтным полем?

2. Какие запасы полезного ископаемого называются про­мышленными?

3. Какие бывают шахтные поля по форме границ?

4. Какие виды потерь вы знаете?

5. Какие запасы угля в шахтном поле относятся к балан­совым?

6. Могут ли забалансовые запасы в шахтном поле быть переведены в категорию балансовых и наоборот?

7. Перечислите виды потерь угля в шахтном поле, дайте определение и укажите их среднее значение (в %).

8 Что называется коэффициентом "извлечения "запасов угля? Приведите его укрупненные значения для пластов различной мощности.

Практическое занятие № 2