- •Содержание
- •Введение
- •1 Информационное обеспечение процесса проектирования оптимальной технологической схемы шахты
- •1.1 Прогноз инженерно-геологических условий залегания угольных пластов
- •1.2 Оценка степени благоприятности условий залегания угольных пластов для их первоочередной разработки
- •2 Обоснование оптимальной среднесуточной нагрузки на очистной забой
- •2.1 Расчет нормативной нагрузки на лаву
- •2.2 Обоснование уровня среднесуточной нагрузки на лаву по экономическому фактору
- •3 Расчет годовой проектной мощности шахты
- •4 Выбор рациональной системы разработки
- •5 Выбор рациональных схем подготовки угольных пластов
- •6 Выбор рациональных способов и схем вскрытия угольных пластов
- •7 Конструирование рациональных вариантов сетей горных выработок шахты
- •8 Технико-экономическое сравнение вариантов технологических схем разработки угольных пластов
- •8.1 Определение объемов горных работ
- •8.2 Расчет капитальных и эксплуатационных затрат на выполнение горных работ
- •9 Обоснование рациональной технологической схемы ведения очистных работ
- •Перечень ссылок
- •Приложение а
7 Конструирование рациональных вариантов сетей горных выработок шахты
Конструирование рациональных вариантов сетей горных выработок следует производить на основе ранее выделенных предпочтительных вариантов систем разработки, подготовки и вскрытия угольных пластов с использованием морфологического анализа [2].
Перед составлением морфологической таблицы необходимо записать условия несовместимости систем разработки, вскрытия и подготовки угольных пластов. Для этого первоначально запишем их коды: 1-я система разработки имеет код 1.1, 2-я 1.3; схема подготовки – 2.3, 2.4 и 2.5; способ вскрытия – 3.2 и 3.10.
Тогда условия несовместимости записываются в виде логических неравенств: 1.1 не 2.4 и 2.5, 1.3 не 2.4 и 2.5.
Составим морфологическую таблицу 7.1.
Таблица 7.1 – Морфологическая таблица вариантов сетей
горных выработок
|
Номер варианта сети горных выра- боток |
Система разработки (1) |
Способ и схема подготовки (2) |
Способ вскрытия (3) | ||||
|
1.1 |
1.3 |
2.3 |
2.4 |
2.5 |
3.2 |
3.10 | |
|
1 |
+ |
|
+ |
|
|
+ |
|
|
2 |
|
+ |
+ |
|
|
+ |
|
|
3 |
+ |
|
+ |
|
|
|
+ |
|
4 |
|
+ |
+ |
|
|
|
+ |
Перебор вариантов в таблице 7.1 осуществляется по алгоритму, изложенному в источнике [2].
Всего было сконструировано 4-е варианта сети горных выработок, в то время как их формальное количество составляет 12. Уменьшение в 3 раза количества реальных вариантов объясняется введением условий несовместимости отдельных подсистем сети горных выработок.
Из представленных в таблице 7.1 вариантов необходимо выбрать для технико-экономического сравнения конкурентоспособные варианты. Данная задача также решается на основе построения и оценки ФСМ всей сети горных выработок по каждому из указанных вариантов.
Построим ФСМ для 1-го варианта , таблица 7.2. При этом используем модели, представленные в таблицах 4.1, 5.3 и 6.1. Рассчитанные на основе этой модели значения коэффициентов kс.f , kш.f и kn. составим: 0,322; 0,058; 0,734.
Аналогичным образом следует рассчитать kс.f , kш.f и kn. для остальных вариантов. Полученные значения представлены в таблице 7.3.
Таблица 7.3 – Результаты расчетов критериев kс.f , kш.f и kn.
|
Номер варианта |
Значения критериев | ||
|
kс.f |
kш.f |
kn. | |
|
1 |
0.322 |
0,058 |
0,736 |
|
2 |
0,322 |
0,058 |
0,736 |
|
3 |
0,333 |
0,051 |
0,736 |
|
4 |
0,333 |
0,051 |
0,736 |
Таблица 7.2 – Функционально-структурная модельсети горных выработок по варианту №1
|
Наименование выработки |
Функции | |||||||||||
|
F2 |
F3 | |||||||||||
|
F21 |
F22 |
F23 |
F31 |
F32 | ||||||||
|
f211 |
f212 |
f213 |
f214 |
f221 |
f223 |
f231 |
f232 |
f233 |
f311 |
f312 | ||
|
Ярусный конвейерный.штрек |
|
|
|
|
|
|
+ |
+ |
+ |
+ |
(+) |
+ |
|
Ярусный воздухоподающий штрек |
|
|
|
|
|
|
+ |
+ |
+ |
(+) |
+ |
+ |
|
Главный вентиляционный штрек |
|
|
|
|
+ |
+ |
|
|
|
(+) |
+ |
+ |
|
Главный откаточный.штрек |
|
|
|
|
+ |
+ |
|
|
|
+ |
|
+ |
|
Вентиляционный ходок |
|
|
|
|
+ |
+ |
|
|
|
(+) |
+ |
|
|
Панельныйый конвейерный уклон |
|
|
|
|
+ |
+ |
|
|
|
|
+ |
+ |
|
Панельныйый вспомогательн.уклон |
|
|
|
|
+ |
+ |
|
|
|
|
+ |
+ |
|
Панельный людской уклон |
|
|
|
|
+ |
+ |
|
|
|
+ |
|
+ |
|
Верхняя приемно-отправит. площка |
|
|
|
|
+ |
+ |
|
|
|
+ |
|
+ |
|
Пром. приемн.- отправит. площадка |
|
|
|
|
+ |
+ |
|
|
|
+ |
|
+ |
|
Нижняя.прием.-отправит. площадка |
|
|
|
|
+ |
+ |
|
|
|
+ |
|
+ |
|
Вентиляционный ствол |
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
Главный ствол |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вспомогательный ствол |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
Воздухоподающий ствол |
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
+ |
(+) |
|
|
Вентиляционный квершлаг |
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
Капитальный квершлаг |
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
Дренажный квершлаг |
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
+ |
+ |
|
Продолжение таблицы 7.2
|
Наименование выработок |
Функции | |||||||||||
|
F3 | ||||||||||||
|
F33 |
F34 |
F35 |
F36 |
F37 |
F38 |
F39 | ||||||
|
f361 |
f362 |
f371 |
f372 |
f373 |
f374 |
f391 |
f392 | |||||
|
Ярусный конвейерный.штрек |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
(+) |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
|
Ярусный воздухоподающий штрек |
|
+ |
|
|
|
+ |
|
(+) |
+ |
+ |
+ |
|
|
Главный вентиляционный штрек |
|
+ |
|
(+) |
|
|
|
+ |
|
+ |
+ |
|
|
Главный откаточный.штрек |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
+ |
|
|
|
+ |
+ |
|
|
Вентиляционный ходок |
|
|
|
(+) |
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
Панельный конвейерный .уклон |
+ |
|
+ |
+ |
|
|
|
(+) |
|
+ |
|
|
|
Панельный вспомогательный уклон |
|
+ |
|
|
|
+ |
|
|
|
|
+ |
|
|
Панельный людской.уклон |
|
(+) |
|
|
|
+ |
|
(+) |
|
+ |
|
|
|
Верхняя приемно-отправит. площадка |
+ |
+ |
+ |
|
|
+ |
|
+ |
|
|
+ |
|
|
Промыш. приемно-отправит. площадка |
|
+ |
+ |
|
|
+ |
|
+ |
|
+ |
|
|
|
Нижняя. приемно-отправит. площадка |
|
+ |
+ |
|
|
+ |
|
+ |
|
+ |
+ |
|
|
Вентиляционный ствол |
|
+ |
+ |
|
|
(+) |
|
+ |
|
|
|
+ |
|
Главный ствол |
+ |
|
|
|
+ |
(+) |
|
+ |
|
|
|
+ |
|
Вспомогательный ствол |
|
+ |
+ |
|
(+) |
+ |
|
(+) |
|
+ |
|
(+) |
|
Воздухоподающий ствол |
|
+ |
+ |
|
|
+ |
|
(+) |
|
(+) |
|
+ |
|
Вентиляционный квершлаг |
|
+ |
|
|
|
(+) |
|
+ |
|
|
+ |
|
|
Капитальный квершлаг |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
+ |
|
(+) |
|
+ |
+ |
|
|
Дренажный квершлаг |
|
+ |
|
|
|
+ |
|
(+) |
|
(+) |
+ |
+ |
Приведенные в таблице 7.3 результаты показывают, что варианты 1 и 2, 3 и 4 являются равноценными с точки зрения функционально-структурной организованности.
Вариант 2 предпочтительнее варианта 3 по критерию kс.f , но проигрывает по критерию kш.f . Значения критерия kn для этих вариантов одинаковы. Поэтому варианты 2 и 3 также следует включить в подмножество оптимальных по процедуре Парето.
Таким образом, все четыре варианта сети горных выработок необходимо включать в группу конкурирующих. Выбор из них оптимального следует производить с помощью технико-экономического сравнения.