6 Выбор основного и вспомогательного трастпорта на выемочном участке

В качестве основного вида транспорта на выемочном участке принимаем конвейерный с применением ленточных конвейеров 1Л800. Как промежуточный между лавным конвейером и 1Л800 стоит принять скребковый перегружатель КСП-1.

Для доставки материалов и оборудования к лаве в качестве вспомогательного принимаем рельсовый транспорт с применением напочвенной канатной дороги ДКН.

8 Способ подготовки длинных столбов

Направление проведения выработок от магистрального транспортного штрека до главного вентиляционного (так как угол падения пласта не превышает ), для обеспечения проветривания тупиковой выработки свежей струей воздуха и чтобы избежать скопления воды в забое выработки.

Проводить выработки при сравнительно небольшой крепости вмещающих пласт пород необходимо комбайнами. Для этого возможно применение проходческих комбайнов 4ПП2М, ГПКС.

В обоих вариантах возможно, как повторное использование конвейерных выработок в качестве вентиляционных, так и иные варианты подготовки столбов. Но в виду того, что глубина ведения работ составляет в среднем 300м, породы вмещающие пласт относительно неустойчивые, повторное использование становиться затратным, хотя для варианта с подсвежением в любом случае необходимо поддержание ходка для подсвежения исходящей струи и транспортировки полезного ископаемого, во втором случае, вентиляционная выработки позади лавы на время ее отработки не нужна, и ее поддержание будет неоправданно, поэтому для варианта без подсвежения примем способ подготовки столбов вприсечку к выработанному пространству с проведением выработок от транспортного штрека к вентиляционному противоположно направлению движения очистного забоя.

9 Составление экономико-математических моделей систем разработки

Для сравнения систем разработки составим их экономико-математические модели.

Сравнение сводится к расчету удельных затрат на отдельные виды (основные) горных работ [1] по системам разработки и к выполнению условия:

Где – суммарные затраты соответственно на проведение (сооружение) выработок, их поддержание и транспорт угля по ним, грн;

Z – запасы угля в выемочном поле, т.

Так как в одном из вариантов планируется в пределах выемочного столба проведение обоих выработок, а в другом повторное использование с восходящим проветриванием, то необходимо установить целесообразность применение того или иного варианта с учетом затрат на отработку всего блока.

Для комбинированной системы разработки (столбовой со сплошной со схемой 1-В) суммарные затраты на проведение (сооружение) горных выработок в пределах блока принимают вид

Где – затраты на проведение (сооружение) соответственно конвейерного, вентиляционного ходков, скипа, разрезной печи и на оборудование очистного забоя, грн.

–количество выемочных столбов в пределах блока;

–затраты на проведение (сооружение) соотвественно конвейерного, воздухоподающего и вентиляционного штреков, грн.

Общие затраты на проведение какой-либо выработки могут быть записаны следующим образом:

Где – стоимость проведения 1м выработки, грн;

–длина выработки, м.

Получим суммарные затраты на проведение (сооружение) горных выработок:

Полная стоимость проведения 1м горной выработки в зависимости от ее типа определяется по формулам, приведенным в табл. 9.1 [1]:

Условные обозначения к табл. 9.1

–коэффициент стоимости проведения выработки, учитывающий затраты, постоянные на 1м и не зависящие от площади поперечного сечения, грн/м;

–тоже, постоянные на 1, грн/;

Таблица 9.1 – Формулы для определения полной стоимости проведения 1м горной выработки

Горные выработки	Полная стоимость 1м, грн.
Горизонтальные и наклонные, проводимые по: Породе (квершлагов): Углю и смешанным забоем (ходков и разрезной печи):

–коэффициент, учитывающий уменьшение стоимости проведения выработки смешанным забоем или только по углю по сравнению со стоимостью проведения ее по породе, грн/;

F – площадь поперечного сечения выработки в свету крепи, ;

η – отношение площади забоя по углю к полному сечению выработки в свету крепи;

–поправочный коэффициент, учитывающий глубину работ, обводненность и выбросоопасность забоя, длину транспортировки горной массы на изменение стоимости проведения

–коэффициент глубины работ:

–средняя глубина расположения выработки, км;

–коэффициент обводненности забоя;

–коэффициент выбрасоопасности забоя;

–коэффициент влияния длины транспортировки горной массы.

Для ветрикальных , для горизонтальных и наклонных выработок

Где – средняя длина транспортировки, км;

–коэффициент, учитывающий период строительства или работы шахты в течение, которого проводится выработка;

- стоимость укладки одного рельсового пути;

n – количество рельсовых путей в выработке

Таким образом, полная стоимость проведения 1м горной выработки из формул табл 9.1 и формул (9,3)-(9,7): для вентиляционного и конвейерного ходков:

Для разрезной печи:

Капитальные затраты на оборудование очистного забоя (грн) составляют

Где – стоимость механизированного комплекса, грн

Затраты на оборудование очистного забоя из формулы (9,8) будут равны:

для конвейерного штрека:

Для воздухоподающего штрека:

Для вентиляционного штрека:

Суммарная стоимость поддержания выработок (грн) будет равна

Где – стоимость поддержания соответственно конвейерного и вентиляционного ходков, грн;

Конвейерный ходок поддерживается в зонах I и II, а вентиляционный в зонах III, IV, штреки в зоне I. Следовательно, получим следующие выражения;

Где – стоимость поддержания 1м вентиляционного ходка в год в массиве угля и пород вне зоны влияния очистных пород, грн;

Для всех выработок, поддерживаемых в массиве угля или пород

–стоимость поддержания 1выработки в год в массиве угля или пород, грн;

–стоимость перекрепления 1м конвейерного ходка позади в зоне влияния очистных работ за все время нахождения его в этой зоне, грн;

–стоимость поддержания 1м конвейерного и вентиляционного ходка позади забоя в выработанном пространстве вне зоны влияния очистных работ, грн;

–длина соответственно конвейерного и вентиляционного ходков, м;

–скорость подвигания очистного забоя, м/год.

Для определения стоимости поддержания 1м выработки рекомендуются следующие зависимости:

для бортовых ходков, поддерживаемых в зоне временного опорного давления впереди забоя лавы

Для бортовых ходков, поддерживаемых в зоне влияния очистных работ позади забоя лавы

Для выработок, поддерживаемых в выработанном пространстве в зоне установившегося горного давления

Где – стоимость перекрепления 1выработки в зоне временного опорного давления, грн;

–стоимость перекрепления 1выработки в зоне влияния очистных работ, грн;

–стоимость поддержания 1выработки в год в зоне установившегося горного давления, грн;

F – площадь сечения выработки в свету, ;

–коэффициенты, учитывающие влияние вида крепи на стоимость поддержания выработки в разных зонах;

–коэффициенты, учитывающие влияние глубины разработки на стоимость поддержания выработки в зависимости от условий поддержания и угла падения пласта;

Н – средняя глубина разработки, м;

–коэффициент, учитывающий влияние устойчивости окружающих пород на стоимость поддержания;

–коэффициент, учитывающий влияние мощности разрабатываемого пласта на стоимость поддержания выработок, по которому они пройдены ( для условий пологих пластов принимается численно равным мощности пласта);

–коэффициент, учитывающий влияние скорости подвигания очистных работ, на стоимость поддержания выработок, пройденных по разрабатываемому пласту:

–месячная скорость подвигания очистных работ, м/мес;

–коэффициент, учитывающий влияние способа охраны выработок на стоимость их поддержания;

–коэффициент, учитывающий влияние длины лавы на стоимость поддержания выработки, подверженной влиянию очистных работ (для наклонных выработок );

Определим стоимости поддержания выработок из формул (9.9)-(9.15)

Для вентиляционного ходка:

Аналогично осуществляет расчет для системы разработки столбовой со сплошной с подсвежением исходящей струи на выработанное пространство.

При данной системе разработки транспортировка полезного ископаемого будет осуществляться на верхний горизонт, откуда через конвейерных штрук и бремсберг будет подаваться к стволу.

Таким образом, при данном варианте конвейерный и воздухоподающий штруки будет находиться на горизонте -300м, а вентиляционный на -50м.

Суммарные затраты на проведение ( сооружение) горных выработок принимают вид:

Конвейерный ходок поддерживается в зонах I, II, III, IV, а воздухоподающего 1-го столба в зонах I и II, последующих II, IV.

Штреки, бремсебрг и вспомогательный ходок в зоне I.

.

Результаты расчетов для сравниваемых вариантов систем разработки снесем в таблицу 9,2-9,4.

Таблица 9,2 – Затраты на проведение выработок по вариантам сравниваемых систем разработки

Наименование выработки	Сечение выработки в свету,	Длина, м	Стоимость проведения, грн/м	Стоимость сооружения 1м выработки, грн/м	Суммарная стоимость сооружения 1м выработки, грн/м		Затраты на сооружение выработок в пределах блока, тыс. грн.
Комбинироваенная система разработки (столбовой со сплошной)
Конвейерный штрек	12,8	2730	1191,55	-	1191,55		3252,9
Воздухоподающий штрек	12,8	2730	1273,92	-	1273,92		3477,8
Вентиляционный штрек	12,8	3700	1054,20	-	1054,20		3900,5
Вентиляционный ходок	12,8	1400	983,58	-	983,58		179001,2
Конвейерный ходок	12,8	1400	983,58	1,69	985,27		17931,9
Разрезная печь	8,1	183	823,78	-	823,78		1959,8
Стоимость монтажа – демонтажа лав, тыс. грн						13000,0
Всего затрат, тыс. грн						61424,1
Величина промышленных запасов, для извлечения которых проводится выработки, тыс.т						8355,8
Удельные затраты, грн/т						7,35

Продолжение табл. 9.2

Наименование выработки	Сечение выработки в свету,	Длина, м	Стоимость проведения, грн/м	Стоимость сооружения 1м выработки, грн/м	Суммарная стоимость сооружения 1м выработки, грн/м		Затраты на сооружение выработок в пределах блока, тыс. грн.
Комбинироваенная система разработки (столбовой со сплошной)
Конвейерный штрек	12,8	2730	1172,65	-	1172,65		3201,3
Воздухоподающий штрек	12,8	2730	1255,01	-	1255,01		3426,2
Вентиляционный штрек	10,8	3700	1071,05	-	1071,05		3962,9
Вентиляционный ходок	10,8	1400	885,67	-	885,67		1239,9
Конвейерный ходок	12,8	1400	983,58	1,69	985,27		17931,9
Разрезная печь	8,1	183	823,78	-	823,78		1959,8
Стоимость монтажа – демонтажа лав, тыс. грн						13000,0
Всего затрат, тыс. грн						44722,0
Величина промышленных запасов, для извлечения которых проводится выработки, тыс.т						8355,8
Удельные затраты, грн/т						5,35

Таблица 9.3 – Затраты на поддержание выработок по вариантам сравниваемых систем разработки

Наименование выработки	Затраты на поддержание 1м выработки (грн/м) в зонах					Суммарные затраты на поддержание выработки (тыс.грн) в зонах						Общие затраты на поддержание выработок тыс.грн.
	I	II	II	IV	I		II	II	IV
Комбинированная система разработки (столбовой со сплошной)
Конвейерный штрек	110,16	-	-	-	721,78		-	-	-		721,8
Воздухоподающий штрек	110,16	-	-	-	721,76		-	-	-		721,8
Вентиляционный штрек	71,26	-	-	-	467,04		-	-	-		467
Вентиляционный ходок	-	-	1847,69	232,49	-		-	2586,77	474,67		39798,7
Конвейерный ходок	101,38	134,12	-	-	310,47		187,78	-	-		6477,3
Всего затрат, тыс. грн										48186,6
Величина промышленных запасов, для извлечения которых проводятся выработки, тыс. т										8355,8
Удельные затраты, грн/т										5,77

Продолжение табл. 9.3

Наименование выработки	Затраты на поддержание 1м выработки (грн/м) в зонах					Суммарные затраты на поддержание выработки (тыс.грн) в зонах						Общие затраты на поддержание выработок тыс.грн.
	I	II	II	IV	I		II	II	IV
Комбинированная система разработки (столбовой со сплошной)
Конвейерный штрек	84,48	-	-	-	596,45		-	-	-		596, 5
Воздухоподающий штрек	84,48	-	-	-	596,45		-	-	-		596,5
Вентиляционный штрек	71,26	-	-	-	656,25		-	-	-		656,3
Вентиляционный ходок	85,54	113,16	-	-	261,97		158,42	-	-		420,4
Конвейерный ходок	-	134,12	-	232,49	-		187,77	-	474,67		7949,3
Всего затрат, тыс. грн										57363,71
Величина промышленных запасов, для извлечения которых проводятся выработки, тыс. т										8355,8
Удельные затраты, грн/т										6,87

Таблица 9.4 – Затраты на транспорт по выработкам по вариантам сравниваемых систем разработки

Наименование выработки	Средняя длина транспортировки,м	Стоимость перевозки 1т угля, грн/тм	Количество перевезенного груза, тыс.т		Общие затраты на транспорт по выработкам тыс.грн
Конвейерный ходок (13 в.с)	700	1,07	642,8		8941,3
Конвейерный штрек	1190	2,41	8355,8		29137,8
Всего затрат, тыс.грн				29078,8
Величина промышленных запасов, для извлечения которых проводятся выработки, тыс.т				8355,8
Удельные затраты, грн/т				3,46