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;

Контрольные вопросы

1. Что называют производственной мощностью шахты?

2. Чем определяется период наращивания производственной мощности шахты после сдачи ее в эксплуатацию и каковы его значения?

3. Назовите количественные значения параметрического рода мощностей шахт.

4. Что такое срок службы шахты?

5. Какие факторы предопределяют производственную

мощность шахты?

6. Как рассчитывается полный срок службы шахты и какое рекомендуется соотношение между мощностью шахты и сроком службы?