Планирование горных работ на шахтах. Учебное пособие

81

Комбинированный метод является наиболее, гибким. При этом методе могут быть рационально использованы все имеющиеся данные статистики, теоретические положения, расчетные формулы, а также экспериментальные данные, полученные на моделях или в натуре. Поэтому нормативы, составленные по комбинированному методу, наиболее полно и достоверно отражают специфику производства в конкретных условиях.

Метод аналога: установление нормативов П и Р по аналогии. В качестве аналога выбирают месторождение примерно с оди-

наковыми горно-геологическими условиями, эксплуатируемое с применением тех же (или сходных) систем разработки, что и на месторождении, для которого составляются нормативы. Предполагается, что на аналоге есть детально разработанные и обоснованные нормативы П и Р.

При составлении нормативов П и Р по любому методу они должны быть проверены по экономическим факторам.

5.6. Экономическая оценка потерь

Экономическая оценка потерь необходима для осуществления выбора оптимального варианта разработки месторождения с целью наиболее полного (комплексного) извлечения запасов угля из недр и максимально возможного, экономически целесообразного снижения потерь. В большинстве случаев размеры потерь и засорения угля взаимосвязаны, поэтому при нормировании следует исходить из их суммарного экономического влияния.

Граница технической и экономической целесообразности снижения потерь за счет увеличения засорения в каждом конкретном случае различна и определяется с помощью техникоэкономического сопоставления возможных вариантов ведения горных работ. Сравниваемые варианты должны отличаться друг от друга размерами потерь и засорения. Достигается это за счет изменения границ извлекаемых балансовых запасов и количества прихватываемых вмещающих пород, а также изменения технологии основных производственных процессов.

Размеры потерь и засорения в зависимости от характера их образования определяются различными способами. Потери в виде слоя мощности пласта на всей площади определяются расчетным

82

путем. Обязательным условием достоверности определения потерь и засорения в этом случае является уточнение контактов пласта и зольности погашенных балансовых запасов по данным эксплуатационной разведки.

При современном уровне техники и организации горных работ каждую тонну полезного ископаемого из угольного пласта, залегающего даже в самых сложных горно-геологических условиях можно добыть. Суть в том, во сколько обойдется эта добытая тонна полезного ископаемого, т. е. будет ли ее добыча экономически оправданна. Таким образом, в общем случае потери угля в недрах сопровождаются компенсацией за счет снижения себестоимости добытого угля, снижения транспортных расходов, а также расходов на обогащение угля и т. п.

Экономическая оценка потерь полезного ископаемого в недрах заключается в сопоставлении ценности теряемого полезного ископаемого Цпи и экономической компенсации, вызываемой этими по-

терями Вп.

Если Цпи > Вп, т. е. потери возмещаются лишь частично, значит, потери приносят экономический ущерб, равный разности

(Цпи – Вп).

В случае если Цпи < Вп, потери экономически оправданны. Экономическая оценка последствий от потерь угля имеет

смысл только тогда, когда повышение уровня потерь обеспечивает более низкую себестоимость добычи по сравнению с решением при меньшем уровне потерь.

Вариант решения с меньшим уровнем потерь принято называть базовым. Ущерб от потерь выражается произведением количества недоизвлеченного полезного ископаемого и ценности добытой его тонны. Для месторождений угля ценность одной тонны потерь Цп определяют как разность между оптовой ценой С0 и приведенной себестоимостью С добычи с зольностью балансовых запасов по базовому варианту с меньшими уровнем потерь:

Себестоимость добычи в зависимости от стадии, на которой оценивают потери, устанавливают по данным бухгалтерского учета или вычисляют по элементам затрат с учетом общешахтных расхо-

83

дов на стадии проектирования.

Величину возмещения определяют как произведение количества добытого угля при варианте решения с повышенным уровнем потерь на стоимость возмещения 1 т добычи.

Стоимость возмещения 1 т добычи Вп определяют из выраже-

ния:

где С1 и С2 – себестоимости добычи 1 т угля с зольностью балансовых запасов по сравниваемым вариантам решения задач.

Если при экономической оценке потерь угля можно определить возмещение за счет потерь без учета себестоимости добычи, то задача решается проще. В выражение просто подставляют полученное возмещение, не касаясь себестоимости добычи.

5.7.Норматив подготовки вскрытых, подготовленных

иготовых к выемке запасов

Разность между балансовыми запасами предприятия и проектными потерями и запасами, нецелесообразными для отработки по технико-экономическим причинам, составляют промышленные запасы. По сути, промышленные запасы представляют собой количество полезного ископаемого, которое подлежит выемке горнодобывающим предприятием в пределах его технических границ.

На горных предприятиях с целью организации их ритмичной работы производится нормирование запасов по степени их подготовленности, причем различают вскрытые запасы, подготовленные запасы и готовые к выемке запасы. Например, при подземной разработке к вскрытым запасам относят часть промышленных запасов, вскрытых капитальными горными выработками и для отработки которых не требуется проведения дополнительных вскрывающих (капитальных) выработок (шахтных стволов, капитальных квершлагов, капитальных уклонов и т. п.), а только подготовительных и нарезных выработок. Количество вскрытых запасов не нормируется.

Подготовленные запасы являются частью вскрытых запасов полезного ископаемого, для отработки которых пройдены все гор- но-подготовительные выработки, предусмотренные проектом в со-

84

ответствии с принятой системой разработки, обеспечивающие безопасность работ, полноту выемки запасов.

Необходимое количество подготовленных запасов предусматривается проектом рудника (шахты), пятилетним и годовыми планами развития горных работ предприятия.

Готовые к выемке запасы представляют собой часть подготовленных запасов, для отработки которых пройдены все подготовительные и нарезные выработки, необходимые для начала очистной выемки полезного ископаемого в соответствии с принятой системой разработки.

Конкретные контуры вскрытых, подготовленных и готовых к выемке запасов определяют в соответствии с требованиями, предъявляемыми отраслевыми инструкциями по определению и учету вскрытых, подготовленных и готовых к выемке запасов полезных ископаемых.

Подготовленные и готовые к выемке запасы нормируются, причем выражаются в месяцах работы предприятия.

Обеспеченность горного предприятия подготовленными и готовыми к выемке запасами на плановый период определяют по формуле

где Дпл – плановая добыча полезного ископаемого; Зн и Зк подготовленные и готовые к выемке запасы на начало и конец планового периода.

Наличие подготовленных и готовых к выемке запасов – важнейшее условие для обеспечения ритмичности работы горного предприятия по добыче полезного ископаемого.

Величины подготовленных и готовых к выемке запасов на конец планового периода определяются из выражений:

где tпз – норматив подготовленных запасов, мес.; tгв – норматив готовых к выемке запасов, мес.

85

Вопросы для самоконтроля к главе 5

5.1.Как определяется устойчивость применительно к горным выработкам? Факторы, снижающие устойчивость пород кровли пласта.

5.2.Назначение целиков у горных выработок.

5.3.Как рассчитываются размеры целиков у вскрывающих выработок?

5.4.Зависимость ширины угольных целиков от глубины расположения выработки.

5.5.Как производят нормирование и планирование потерь и разубоживание полезных ископаемых?

5.6.Что выражает коэффициент извлечения из недр полезного компонента?

5.7.Какие методы расчета потерь и разубоживания полезных ископаемых вы знаете?

5.8.Какие методы нормирования потерь и разубоживания полезных ископаемых вы знаете?

5.9.Как учитывается движение запасов полезного ископаемо-

го?

86

ГЛАВА 6. МЕТОДИКА СОСТАВЛЕНИЯ ПЛАНОВ РАЗВИТИЯ

ГОРНЫХ РАБОТ И ПЛАНА ДОБЫЧИ

6.1. План добычи угля

План добычи угля по шахте устанавливается суммированием плана добычи из всех очистных и подготовительных забоев.

Количество очистных забоев, которые будут в работе в пла-

нируемом году, определяется из графика ввода-выбытия лав.

Плановая среднесуточная нагрузка определяется на основе действующих нормативов и методики расчета нагрузки на очистной забой.

Плановый объем добычи угля из подготовительных забоев определяется, исходя из намечаемых объемов проведения подготовительных выработок и выхода угля с 1 м каждой выработки, полученной из паспорта проведения выработок.

Если на протяжении ряда лет объем добычи из подготовительных выработок значительно не меняется, то его можно принять в фактически сложившемся проценте от добычи из очистных участков. Рассчитанный объем добычи должен быть увязан с величиной спроса на уголь и имеющейся производительной мощностью отдельных технологических звеньев шахты.

В тех случаях, когда по предварительным расчетам объем добычи выше объема спроса и не сдерживается технологическими звеньями производственного процесса, шахта имеет резерв роста нагрузки. В остальных случаях шахта должна предусмотреть в плановом периоде мероприятия, направленные на устранение «узких мест» и рост нагрузки на шахту. Одновременно с этим должна производиться увязка средней зольности добываемого угля по забоям или участкам с установленной нормой зольности по шахте.

При составлении плана развития горных работ и добычи соблюдается следующий порядок:

1)анализ выполнения плана горных работ текущего года и определение ожидаемого положения очистных и подготовительных забоев на начало планового периода;

2)составление плана механизации и организации горных работ в плановом периоде;

3)составление плана развития очистных работ и расчет ожидаемой плановой добычи из забоев (участков, предприятия);

87

4)составление плана развития подготовительных работ и расчет ожидаемой плановой добычи из них;

5)составление плана добычи по шахте.

6.2.Составление плана развития горных работ (ПРГР)

и добычи при системе разработки длинными столбами

Составление плана развития горных работ для конкретных условий рассмотрим на следующем примере:

Пример 1.

Составить годовой план развития очистных и подготови-

тельных работ эксплуатационно-подготовительного участка шахты (с разбивкой по кварталам), разрабатывающего пологий пласт ( 10 ) крепкого угля общей мощностью (она же эксплуатационная) 2,1 м с плотностью 1,3 т/м3.

Режим работы – прерывистый, шестидневная рабочая неделя. Суточный режим – три добычных смены по 6 ч. Этаж разрабатывается системой длинных столбов по простиранию с выемкой на бремсберг. По условиям газовыделения лавы проветривают раздельно.

Фланговые вертикальные ходки проходятся через 1500 м, при этом, длина выемочных столбов с учетом ширины целиков, защищающих бремсберги, и ширины разрезной печи в новом выемочном поле равна 1460 м. Длина лав 200 м.

Выемку угля производят узкозахватным комбайном УКД-300, крепь механизированная OSTROJ 07/21, конвейер забойный скребковый КСЮ-271. Перегружатель скребковый ПС-271.

Полезная ширина захвата комбайна 0,8 м.

На 1 января планируемого года в выемочном столбе (лава II-1) осталось выработать 550 м.

Ширина забоев подготовительных выработок по углю равна: коренного штрека – 4,5 м; конвейерных штреков обеих лав – 3 м, вентиляционных штреков обеих лав и ходков – по 2,5 м, прочих выработок (печи и просеки, оконтуривающие предохранительные целики у подготовительных выработок) – по 2 м.

Целики у всех подготовительных выработок не вынимаются. Ожидаемое положение очистных и подготовительных забоев на начало планируемого года показано на плане горных выработок сплошными линиями (рис. 6.1).

88

Рис. 6.1. План горных выработок при системе длинных столбов по простиранию

Решение. Составление плана развития очистных работ и плана добычи из очистных выработок.

1. План подвигания очистной линии забоев

Комбайновая добыча из лавы за цикл в соответствии с форму-

лой (4.16):

(т).

Норматив нагрузки на очистной забой для заданных условий 2023 т/сут., число циклов в сутки составит: (2023/432=4,6).

Подвигание забоя лавы составит:

суточное – 4,6 0,8 3,68 (м); годовое – 305 3,68 1122,4 (м);

среднемесячное – 1122,4/12=93,5 (м).

По условиям примера, на II этаже в лаве 1 осталось доработать

Так как в лаве II-1 осталось доработать 550 м, то 550 – 257,6 =

89

= 292,4 (м); 294,4 – 279,7 = 12,7 (м); 12,7/3,68 = 3,4 (сут.), следова-

тельно, лава II-1 закончит работу 3 июля, а с 4 июля вступит в работу лава II-2 в следующем выемочном поле. Так как до конца III квартала остается работать 76,6 сут., то будет пройдено 281,8 м.

За IV квартал лава II-1 продвинется еще на 290,7 м.

Таким образом, годовое подвигание лавы II-1 и лавы II-2 за год составит: 257,6 + 279,7 + 294,4 + 290,7 = 1122,4 (м).

На основании этих расчетов составляют план подвигания очистной линии забоев участка (табл. 6.1) и строят график ввода и выбытия очистных забоев участка (табл. 6.2).

Таблица 6.1

Годовое подвигание забоев лав

Таблица 6.2

График ввода и выбытия очистных забоев

2. План длины очистной линии забоев участка

На плане горных выработок, по средней линии каждого выемочного столба откладываются соответствующие подвигания лав, взятые из табл. 6.3, из полученных точек проводятся линии, направленные по линии падения пласта. Эти линии обозначают положения соответствующих лав на конец каждого квартала планируемого года. Измерив их длину по плану горных выработок, определяют длину соответствующих очистных забоев на начало и конец каждого квартала. В данном случае эта величина остается постоянной для

90

каждой лавы и равна 200 м. Среднедействующую длину каждой лавы по кварталам и за год определяют по формуле (4.2).

Таблица 6.3

Годовая добыча из очистных забоев

Среднедействующая длина лавы II-1 в I и II кварталах составит 200 м, так как лава работает весь плановый период. В III квартале лава II-1 работает только 3,4 рабочих дня из 80, поэтому среднедействующая длина ее в III квартале:

лава I-I

лава II-I

Их суммарная длина также равна 200 м. Результаты этих измерений и расчетов сводят в таблицу (табл. 6.7).

3. План площади выемки в очистных забоях

Вычислим площадь выемки за квартал в каждом очистном забое. Например, если расчетная длина лавы И-1 в III квартале равна 200 м, а среднедействующая длина этой лавы в III квартале равна