Министерство образования и науки РФ

Московский государственный горный университет

Кафедра подземной разработки пластовых месторождений

Практическая работа № 2

на тему:

Определение производственной мощности шахты и расчёт срока её службы

По дисциплине:

«Технология разработки месторождений полезных ископаемых»

Выполнил: студентка 4 курса

Факультета РРМ группы ГГ-1-08

Кузьмина Елена Олеговна

Проверил: доцент кафедры ПРПМ

Брынько Анатолий Федорович

Москва 2011 г

Цель работы – приобретение навыков по определению мощности шахты и расчёту срока её службы по укрупнённым значениям исходных данных.

Теоретические основы

Шахта, как горное предприятие, характеризуется качественными и количественными параметрами.

Качественные характеристики включают сведения, которые определяют принципиальные особенности предприятий и могут быть выражены только путем их описания, например, способ вскрытия и подготовки шахтного поля.

Количественные характеристики (параметры) шахты выражаются с помощью чисел. К основным количественным параметрам относят: производственную мощность, срок службы, балансовые и промышленные запасы, размеры шахтного поля по простиранию и падению.

Различают производственную и проектную мощности шахты.

Производственная мощность шахты А – максимально возможная в реальных условиях добыча ПИ установленного качества в единицу времени (сутки, год), определяемая исходя из условий производства в рассматриваемом периоде на основе наиболее полного использования оборудования, рационального режима работы, эффективной технологии и организации производства при соблюдении требований безопасности и правил технической эксплуатации.

Проектная мощность – потенциально возможный объем добычи угля, предусмотренный утвержденным проектом и соответствующий, заложенным решением по технике, технологии и организации работ, измеряется в т/год или т/сут.

Срок службы Т – время, в течение которого будут извлекаться промышленные запасы.

Следовательно, между основными параметрами угольной шахты существует следующая зависимость:

T=Z/A,

т.е. при постоянных запасах с увеличением проектной мощности шахты срок ее службы уменьшается.

Фактическая производственная мощность действующих в настоящее время шахт колеблется в широких пределах. Наряду с крупными шахтами, суточная добыча которых составляет 20 000 т/сут, работают и небольшие шахты с добычей 1 000 т/сут.

Установлено, что более мощные шахты обеспечивают лучшие показатели производительности труда и себестоимости угля. Поэтому в настоящее время рекомендуется строить крупные шахты с большим сроком службы. Так, для основных бассейнов проектной мощности шахт в соответствии с параметрическим рядом рекомендуется применять 1,8;2,1;2,4;3,0;3,6 млн. т/год, а на участках с особо благоприятными горно-геологическими условиями – 4,5-6 млн. т/год. Строительство шахт, проектная годовая мощность которых менее 1,8 млн. т ( 0,9;1,2;1,5 млн. т), допускается только при соответствующем технико-экономическом обосновании и для добычи дефицитных коксующихся углей.

Срок службы шахт получается как производная величина при обосновании мощности шахты и запасов ее поля, при этом рекомендуется расчетные сроки службы новых шахт с годовой добычей более 1,8 млн. т принимается равным 40-60 лет. Фактические сроки службы ныне действующих шахт составляет на пологих пластах 40-60 лет, на крутых до 80-100 лет.

На протяжении всего срока службы предприятия выделяются следующие характерные этапы: строительство и ввод в эксплуатацию; освоение проектной мощности, стабильная работа; подготовка новых горизонтов (или реконструкция); затухание добычи и выбытие мощности.

Время на развитие добычи необходимо в начальный период работы шахты, когда она после сдачи в эксплуатацию постепенно осваивает свою проектную мощность. Продолжительность периода добычи зависит от мощности шахты и степени отклонения от принятых в проекте решений. К этим отклонениям относится: существенно меньшие объемы горных работ и линия очистных забоев; расхождение между фактическими и принятыми в проектах горно-геологическими условиями; более низкие уровень механизации и автоматизации производственных процессов, а так же темпы горнопроходческих работ, подготавливающих недостающую линию очистных забоев и др.

Сроки освоения проектной мощности шахты с достаточным приближением можно определить по формуле, мес:

=32- 24/A,

Где А – годовая проектная мощность шахты в млн. т

Свертывание добычи относится к последним годам работы шахты, когда дорабатываются отдельные части шахтного поля, погашаются ранее остановленные целики и т. д. При таких условиях шахта совершает работу против установленной проектом.

Полный срок службы шахты (лет) с учетом периода развития и свертывания добычи

=Т + 0,5t

где - период относительной стабильной работы шахты.

Фактическое суммарное время (лет) на развитие и свертывание добычи ориентировочно можно определить по формуле:

t= 2,3 + 1,84А

Проектную мощность угольных шахт и размеры шахтных полей следует обосновать технико-экономическими расчетами с учетом новейших достижений науки, техники и передового опыта.

Производственная мощность шахты не является величиной постоянной. Под влиянием изменения горно-геологических условий, технического прогресса, возможной реконструкции она меняется во времени, иногда в весьма широких

Мощность шахты является важнейшим производственным параметром, определение которого требует обязательного учёта конкретных горнотехнических и горно-геологических показателей.

На производственную мощность шахты А_ш.г оказывают значительное влияние величина запасов угля в шахтном поле, число и мощность разрабатываемых угольных пластов, состав и свойства вмещающих пород, газоносность пластов и ряд других факторов.

Производственная мощность шахты А_ш.г определяется исходя из суммарной нагрузки на действующие лавы, работающие на различных пластах или участках пласта, и суточной добычи угля из подготовительных забоев:

где К_п.з – коэффициент, учитывающий добычу угля из подготовительных забоев; n_р.д – число рабочих дней в году; n_л – 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; шахтного подъёма; технологического комплекса на поверхности шахты и вентиляции.

В учебных целях для укрупнённого расчёта можно пользоваться формулой, предложенной П. З. Звягиным:

где С, φ, К₁, К₂, К_пр – расчётные коэффициенты; Е=0,1 – коэффициент сравнительной экономической эффективности капитальных вложений (показывает то, что капитальные вложения, потраченные на строительство шахты, окупаются в течение 10 лет); Z – суммарные промышленные запасы шахтного поля, тыс. т (из 1 раб.).

Среднемесячная нагрузка на очистной забой Q определяется по формуле:

где N – число рабочих дней в месяце (N=25,6); L – длина лавы (для маломощных пластов L=180-230 м, для пластов средней мощности L=150-200 м, для мощных пластов L=120-150 м); v – среднесуточная скорость подвигания линии очистного забоя, м/сут; m – мощность пласта, м; γ – средняя плотность угля, т/м³; С – коэффициент извлечения угля в очистном забое (С=0,98).

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; 3,6; 4,5; 6,0 млн. т в год) и с учётом расчётного срока службы шахты.

Расчётная проектная мощность шахты А_расч будет находиться между двумя смежными значениями мощности шахты параметрического ряда А_п, т.е.:

А’_п<А_расч< А’’_п.

Для того чтобы сделать выбор из двух значений параметрического ряда, необходимо определить срок службы шахты по формулам:

где t₁ и t₂ – суммарное время на освоение проектной мощности и свёртывание добычи (t=5-6 лет).

Из полученных значений выбирается такое, которое наиболее близко отвечает (и не противоречит) рекомендациям норм технологического проектирования.

Нормами технологического проектирования угольных шахт предусмотрено: шахты с производственной мощностью до 3 млн. т/год должны иметь срок службы не менее 40-50 лет, а с производственной мощностью более 3 млн. т/год – 50-60 лет и более.