Практическое занятие № 2
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;