5. Сопротивление системы горных выработок, законы вентиляционных сетей.

Совокупность связанных между собой горных выработок шахты, по которым движется воздух, называется вентиляционной сетью.

Места соединения трех и более выработок называются узлами сети. Выработка (или цепь последовательно соединенных выработок), соединяющая два узла, называется ветвью. Часть схемы, ограниченная со всех сторон ветвями и не содержащая ветвей внутри себя, называется элементарным контуром или ячейкой.

Для расчета сопротивления вентиляционной сети необходимо:

1. определить общее сопротивление;

2. определить общий расход воздуха;

3. найти распределение.

Возможные случаи расчета:

1. известна общая депрессия h_о, а Q_о – произвольно (но известно)

2. известно Q₁, Q₂ … Q_n, R₁, R₂ … R_n

3. известны параметры выработок и задано требуемое распределение Q_n

4. известны только параметры выработок

Билет №24

1. Запасы и потери полезных ископаемых. Шахтное поле. Границы и размеры шахтного поля. Запасы шахтного поля.

Общее количество ПИ в недрах в пределах месторождения (или его части) называется геологическими запасами:

Z_геол= Z_бал+ Z_заб , т (или м³)

где Z_бал - балансовые запасы,

Z_заб - забалансовые запасы.

Забалансовые – запасы, которые в настоящее время экономически невыгодно разрабатывать ввиду сложного геологического строения, малой мощности пласта, низкого содержания полезного компонента или трудной доступности и т.д., но которые могут быть объектом промышленного использования в будущем.

Балансовые - запасы (разведанные и изученные), разработка которых экономически выгодна при современном уровне развития техники, экономики и географическом положений.

При разработке МПИ не вся величина Z_бал будет извлечена из недр. Часть будет оставлена в недрах в виде потерь П.

Z_пр = Z_бал - (П_п+ П_э),

где Z_пр - промышленные запасы ПИ;

П_П - проектные потери ПИ;

П_Э - эксплуатационные потери ПИ.

Промышленные запасы - часть балансовых запасов, которая будет извлечена на пов-ть;

Проектные потери ПИ - запланированные проектом. К ним относятся:

• потери в предохранит. целиках: целики под объектами на пов-ти (заводы, ЖД, водоемы и т.п), целики для охраны стволов и др.

• барьерные целики – целики между ШП.

Эксплуатационные потери ПИ - не запланированы и не избежны, остаются в недрах в процессе разработки: разубоживание; потери при транспортировке; непредвиденные потери, связанные с горно-геологич. условиями (изоляция плывунов, оставление ПИ в местах с повышенной опасностью при разработке), потери при обогащении и т.п.

Для справки: Потери качества руды за счет уменьшения в ней полезного компонента называются разубоживанием. Разубоживание происходит за счет присечки породы при очистной добыче, если вынимается ПИ за контуром залежи; при выемке тонких пластов комбайном, когда мощность пласта меньше той, которую может вынимать комбайн, при этом высекается часть пустой породы. Разубоживание ПИ происходит также при проведении подготовительных выработок с присечкой боковых пород; при вывалах пород кровли, которые перемешиваются с ПИ. Часть полезного компонента может теряться при транспортировании руды за счет собственного веса по почве выработок. При добыче разубоженного ПИ повышается себестоимость добычи: на отбойку пустой породы тратится дополнительная энергия, повышение расходов на ее транспортирование и подъем, переработку на обогатительной фабрике, транспортирование примешенной пустой породы на отвал и укладка ее в отвал.

Отношение промышленных запасов к балансовым называют коэффициентом извлечения

С = Z_пр: Z_бал (доли ед. или %)

Примеры:

Для тонких пластов С = 0,9-0,92 (или 10%-8%)

средн мощн. С = 0,85-0,9

мощных пологих С = 0,82-0,85

мощных крутых С = 0,8-0,82

Потери выражают коэффициентом потерь – отношение потерь к балансовым запасам.

К_п = П : Z_бал

Очевидно, что С+К_п = 1

Потери (особенно сверхнормативные) приносят экономический вред при разработке месторождений.

При сверхнормативных потерях происходит более быстрая отработка месторождения. При этом могут не полностью окупиться расходы на разведку месторождения, строительство шахты и других промышленных объектов. При этом же возникает необходимость строительства нового рудника, для чего требуются денежные средства. Предприятие несет также убытки от недополучения прибыли за счет недобытого ПИ. Осуществление мероприятий по снижению потерь нередко связано с дополнительными затратами, что влечет за собой удорожание добычи.

Месторождение ПИ может иметь различные размеры по площади. Если они таковы, что могут быть отработаны одним горным предприятием (шахтой, рудником, карьером), то такое месторождение не делят на части.

При значительных размерах МПИ его делят на части, которые затем отрабатываются несколькими предприятиями.

Часть МПИ, отведенную для разработки одной шахтой, называют шахтным полем (ШП).

Для шахтного поля, также как и в целом для МПИ могут быть определены значения Z_геол; Z_бал; Z_заб; Z_пр; П а также С и Кп.

В ШП может быть один или несколько угольных пластов.

ШП имеет свои границы, которые определяют его размеры. Границами шахтного поля являются поверхности, ограничивающие его от остальной части месторождения.

При негоризонтальном залегании пластов различают границы ШП:

• по восстанию - верхняя техническая граница;

• по падению - нижняя техническая граница

• по простиранию - их принято именовать по названию сторон света (восточная, западная, северная, южная технические границы).

(при ответе на вопрос можно привести свой пример ШП и его границ)

Границы ШП могут быть:

• Естественные (фиксированные) - проходят по большим геологическим нарушениям или когда пласты выходят под наносы

• Искусственными – границы шахтных полей соседних шахт (***если на месторождении одна шахта, то такое ШП имеет только естественные границы) .

Шахтные поля принято изображать:

• В горнотехнической литературе - в виде проекций на горизонтальную плоскость, (для крутых пластов — на вертикальную).

• В учебной литературе - в виде разрезов в плоскости пласта (поскольку все размеры, как по падению, так и простиранию получаются неискаженными).

• Полную характеристику формы и условий залегания пластов в ШП дают гипсометрические планы - рельефное изображение поверхности почвы пласта в виде изогипс.

Изогипса - это линия, соединяющая точки почвы пласта с одинаковой высотой (отметкой) относительно уровня моря (например, изогипса –500,0 м означает, что все точки ее располагаются на 500 м ниже уровня моря). По изогипсам можно судить об изменении направления простирания пласта и угла его падения.

При выдержанной гипсометрии угольного пласта (т. е. при спокойном его залегании) ШП имеет форму прямоугольника, вытянутого по простиранию.

При сложной гипсометрии пласта (т.е.при непостоянстве углов падения и направления простирания) и при наличии крупных г/г нарушений) ШП имеет неправильную форму.

По мере возможности шахтному полю стремятся придать форму прямоугольника, вытянутого по простиранию пласта.

Реальные размеры ШП:

• для пологих пластов S = 3-10 (до 20) км, H = 1,5-5 км;

• для крутых пластов S = 2,5-7 км, H = 0,8-2,0 км.

Отработка шахтного поля может вестись прямым или обратным порядком.