Обновлениешахтного фонда

Поэтапный подход к проектированию и развитию каждой шах­ты существенно меняет практику обновления шахтного фонда страны. Так же, как и отдельная шахта, в течение некоторого вре­мени не остается неизменным и шахтный фонд государств. Наблюда­ются изменения качественные и количественные, происходят гео­графические сдвиги в размещении отдельных предприятий, вовле­каются в эксплуатацию новые, часто худшие в горно-геологичес­ком отношении месторождения и части шахтных полей.

Основной путь развития шахтного фонда страны - это путь периодического для отдельной шахты и непрерывного для шахт­ного фонда в целом обновления посредством проведения капи­тальных мероприятий и работ. На будущее намечают программу широкого и глубокого обновления шахтного фонда прежде всего в форме реконструкции шахт перспективных, а также закрытия (консервации) шахт убыточных.

Новое строительство шахт, так и реконструкция подчинены общей цели - рациональному размещению угледобывающих мощностей.

Шахтный фонд изменяется в целом в зависимости от изменения отдельной шахты. Каждая вновь вводимая шахта является объектом практического примене­ния прогрессивных технологических решений и техники, органи­зационных форм ведения процессов и, естественно, вносит замет­ную долю в общий производственно-технический уровень шахтно­го фонда.

Пример. Введение в эксплуатацию ш. «Покровская» (1974 г.) подтверждает собой реальность запроектиро­ванной высокой концентрации горных работ, блочной структуры шахтного поля и сек­ционной схемы вентиляции, широкого применения механизиро­ванных очистных комплексов и конвейерного транспорта и т.д.

Многовариантность решений при проектировании шахт

Шахта как действующее горное предприятие представляет собой совокупность многих взаимосвязанных производственных процессов и операций, осуществляемых с помощью машин и механизмов по определенной технологической схеме.

Общую схему сопряжения производственных процессов в едином непрерывном взаимодействии посредством горных выработок и средств механизации можно определить как технологическую схему шахты (качественный параметр шахты).

Основными ее элементами являются (рис. 4):

• вскрывающие и подготавливающие горные выработки;

• околоствольные дворы;

• насосные, трансформаторные и другие камеры;

• транспортные и вентиляционные выработки;

• машины, установки и механизмы.

Основными формирующими решениями в конкретных горно-геологических условиях, которые обеспечивают своеобразие варианта технологической схемы, можно считать способ и схему вскрытия, способ и схему подготовки, систему разработки и схему вентиля­ции, а также вид средств механизации общешахтных производст­венных процессов.

Горная наука и практика разработки месторождений, развитие горной техники в настоящее время дают достаточный простор в части применения тех или иных способов, схем вскрытия и подго­товки, систем разработки и средств механизации производствен­ных процессов. Поэтому в любых горно-геологических условиях всегда имеется возможность рассмотрения достаточно большого множества вариантов и подвариантов технологических схем раз­работки, для того чтобы использовать наиболее прогрессивную и экономичную схему.

Разработка вариантов технологических схем, следовательно, сводится к составлению качественно отличных комбинаций: способ и схема вскрытия - способ и схема подготовки - схема вентиляции - схемы транспорта и подъема - в сумме представляющих собой некоторое множество.

Множество вариантов технологических цепочек, качественно различающихся на каком-либо элементе, можно назвать множеством расчетных вариантов. Это множество расчетных вариантов технологических схем шахты удобно представить в форме блок-схем (рис. 5), обеспечивающих наглядность.

Кроме того, подобные блок-схемы упорядочивают множество конкурирующих вариантов, повышают объективность совместного и комплексного их сравнения.

Рис. 5. Блок схема формирования расчетных вариантов

При выборе способа и схем вскрытия и подготовки, системы раз­работки маловероятны случаи, когда можно ограничиться одним вариантом решений. Неодновариантность решений на одном элементе технологической схемы (уровне блок-схемы), как правило, влечет за собой неодновариантность решений и на другом.

Пример. Отработка шахтного поля блоками предполагает свой вариант вскрытия по сравнению с отработкой без деления на бло­ки. В свою очередь, способ вскрытия шахтного поля вертикаль­ными стволами предполагает свои способы отработки шахтного поля по глубине и вскрытия угольных пластов по сравнению со способом вскрытия наклонными стволами. Конструирование како­го-либо варианта схемы вскрытия (центральная, фланговая и от­несенная) намечает тот или иной вариант схем вентиляции, тран­спорта, технологического комплекса на поверхности и т.д.

В общем случае множество расчетных вариантов N_р.в., является функцией числа вариантов на каждом элементе технологической схемы:

N_р.в. = Р(Х₀; Х₁;Х₂;...;Х_п),

где Хо - множество независимых переменных, характеризующих горно-геологические условия угольных пластов или части место­рождения; X₁ - множествокачественных решений по делению и отработке шахтного поля; Х_г - множество качественных решений по вскрытию шахтного поля; Х„ - множество качественных реше­ний по n-ому элементу технологической схемы или производст­венному процессу.

Применяя 5-10 вариантов вскрытия шахтного поля, 3-5 вариантов схем и способов подготовки, 3-5 вариантов систем отработки выемочных участков, 3-4 схемы проветривания, 2-3 схемы транспорта, 2-3 варианта схемы подъема и технологиче­ского комплекса на поверхности и т.д., можно получить 5-15 тыс. вариантов технологических схем шахты.

Выбор наиболее удачного из них, с эконо­мической точки зрения, потребует рассмотрения всех вариантов. Не сопоставляя их между собой в технико-экономическом плане, мы не сможем с уверенностью утверждать, что рекомендуемый в проекте вариант лучший.

Из этого следует, что многовариантность решений проек­та строительства и реконструкции (развития) шахты порождает проблему оптимального выбора, т.е. проблему оптимальности.