30.Размеры рудничного (шахтного) поля. Определение длины по простиранию (метод вариантов) и падению (при известной длине шахтного поля по простиранию).
Шахтное поле характеризуется длиной (Lш.п) по простиранию, шириной (Вш.п) вкрест простирания, глубиной (Нш..п) по падению оруденения, объемом (V), запасами (Q).
На размер шахтного поля влияет много факторов. Главными из них являются: производственная мощность рудника (шахты), природные условия, высота этажа, требуемые капитальные вложения, эксплуатационные затраты.
При установлении размеров шахтного поля возможны два случая:
а) размеры шахтного поля определяются величиной месторождения, достаточной для разработки его только одной шахтой. Обычно они изменяются в пределах от 300-500 м и до 1.5-2 км.;
б) для месторождений со значительными запасами размеры шахтного поля определяются оптимизацией по какому – либо критерию эффективности.
31.Выбор места заложения вскрывающих выработок по методу акад. Л.Д.Шевякова.
На месторождениях с выдержанной мощностью на больших площадях оптимальные размеры шахтного поля могут быть определены аналитически по методу академика Л.Д.Шевякова. Суть этого метода в том, что себестоимость добычи выражается в виде функции от длины шахтного поля и количества этажей (ширины поля).
сд = f(L,В).
Минимум себестоимости добычи имеет место, когда частные производные функции равны нулю. Аналитический метод заключается в решении двух уравнений, полученных путем приравнивания нулю найденных частных производных целевой функции
dcд / dL = 0
dcд / dB = 0
где сд - функция оптимизирующего критерия (себестоимости добычи) в зависимости от размеров шахтного поля (L и B).
В качестве критериев могут быть приняты такие показатели, как приведенные затраты, прибыль и др.
32. Обоснование высоты этажа. Аналитический метод, метод вариантов. Проверка высоты этажа по фактору необходимого опережения вскрытия и подготовки этажа.
Основной метод решения задачи, как и в случае выбора способа вскрытия - метод вариантов.
Сущность метода вариантов заключается в том, что при нескольких значениях размеров рудничного поля определяются все капитальные и эксплуатационные затраты, зависящие от размеров шахтного поля (на проходку стволов, штолен, вертикальных, наклонных, спиральных, околоствольных дворов, квершлагов, рудоспусков, спиральных и петлевых съездов, штреков, на вентиляцию, водоотлив, на транспорт и подъем руды, поддержание выработок и т.п.). Затем при каждом варианте размеров шахтного поля определяется величина приведенных затрат, приходящихся на 1 т руды. Сравнением устанавливается вариант, обеспечивающий минимум затрат. При этом целесообразно размер рудничного поля по падению представить как общую наклонную высоту количества этажей.
Высота этажей в зависимости от горно-геологических условий и систем разработки может быть принята по нормам технологического проектирования.
Для того чтобы определить размер рудничного поля по падению можно принять, что Lш.п - длина шахтного поля по простиранию, тогда: А = Lш.п *M***((1-П) / (1-Р)) t = n*hэ / где t - срок отработки месторождения длиной по простиранию, - годовое понижение горных работ; - объемная масса руды, т/м3; M - горизонтальная мощность рудного тела, м;
Подставив в формулу удельных приведенных затрат значения А и t, получим выражение
в котором два
неизвестных Lш
и n.
Приняв количество этажей в реальных пределах, можно для каждого варианта найти зависимости удельных приведенных затрат от длины рудничного поля Lш, найти минимальные значения затрат при каждом варианте высоты этажа и, сравнив эти варианты, установить такое количество этажей n, которое обеспечивает минимум затрат, а значит, соответствует оптимальным размерам рудничного поля по простиранию и падению. Зная количество этажей, можно найти размер рудничного поля по падению по формуле B = nhэ/sin, где - угол падения рудной залежи, град.; B - размер рудничного поля по падению.
При окончательном установлении размеров шахтного поля необходимо учитывать ограничивающие факторы: проветривание глубоких шахт и управление крупным рудником. Для глубоких шахт, главной особенностью которых является резкое осложнение проветривания по температурным условиям, когда на глубинах около 1.5 км необходимо иметь вентиляционные участки длиной не более 400-500 м, чтобы наряду с интенсивным проветриванием горных выработок не допустить величину депрессии у главной вентиляционной установки свыше (7-7.5)103Па. Эти условия будут влиять на уменьшение размеров шахтного поля, особенно по простиранию.