Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Обоснование высоты уступа при углубочно-сплошных системах разработки СВИТ угольных пластов Штейнцайг Михаил Романович

Обоснование высоты уступа при углубочно-сплошных системах разработки СВИТ угольных пластов
<
Обоснование высоты уступа при углубочно-сплошных системах разработки СВИТ угольных пластов Обоснование высоты уступа при углубочно-сплошных системах разработки СВИТ угольных пластов Обоснование высоты уступа при углубочно-сплошных системах разработки СВИТ угольных пластов Обоснование высоты уступа при углубочно-сплошных системах разработки СВИТ угольных пластов Обоснование высоты уступа при углубочно-сплошных системах разработки СВИТ угольных пластов Обоснование высоты уступа при углубочно-сплошных системах разработки СВИТ угольных пластов Обоснование высоты уступа при углубочно-сплошных системах разработки СВИТ угольных пластов Обоснование высоты уступа при углубочно-сплошных системах разработки СВИТ угольных пластов Обоснование высоты уступа при углубочно-сплошных системах разработки СВИТ угольных пластов Обоснование высоты уступа при углубочно-сплошных системах разработки СВИТ угольных пластов Обоснование высоты уступа при углубочно-сплошных системах разработки СВИТ угольных пластов Обоснование высоты уступа при углубочно-сплошных системах разработки СВИТ угольных пластов
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Штейнцайг Михаил Романович. Обоснование высоты уступа при углубочно-сплошных системах разработки СВИТ угольных пластов : диссертация ... кандидата технических наук : 25.00.21 / Штейнцайг Михаил Романович; [Место защиты: Моск. гос. гор. ун-т].- Москва, 2010.- 147 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-5/2556

Содержание к диссертации

Введение

1 Состояние вопроса. область, объект и предмет исследований. цель, задачи и методы научных изысканий 10

1.1 Открытая угледобыча в России. Ретроспектива, современное состояние ресурсного потенциала, приоритеты и темпы развития 10

1.2 Характерные горно-геологические условия открытой угледобычи при освоении ресурсной базы месторождений Кузбасса 14

1.3 Анализ научных работ и обобщение опыта применения систем разработки с внутренним отвалообразованием в характерных для Кузбасса горно-геологических условиях 22

1.4 Область, объект и предмет исследований. Цель, задачи и методы научных изысканий 30

2 Исследование влияния высоты уступа на технико-экономические показатели открытой угледобычи при углубочно-сплошных системах разработки 36

2.1. Исследование влияния высоты уступа на объемы вовлекаемого в отработку полезного ископаемого и параметры формируемого выработанного пространства 36

2.2 Исследование влияния высоты уступа на эффективность процессов перемещения вскрышных пород 51

2.3 Исследование влияния высоты уступа на показатели эффективности селективной отработки угольных пластов наклонного и крутого падения 59

2.4. Оценка влияния высоты уступа на экологические показатели при углубочно-сплошных системах открытой угледобычи 81

Выводы и рекомендации по главе д

Обоснование высоты уступа при углубочно- сплошных системах разработки свит угольных пластов 95

Выбор критериев оценки принимаемых технико-технологических решений

2 Методика обоснования высоты уступа при углубочно-сплошной системе разработки свиты наклонных и крутопадающих угольных пластов 98

3 Обоснование рациональных значений высоты уступа при задаваемой глубине карьера первой очереди 102

4 Исследование влияния высоты уступа на инвестиционный потенциал проекта нового производственного строительства... 108 Выводы и рекомендации по главе 114

Обоснование высоты уступа в конкретных горно-геологических условиях освоения угольных месторождений кузбасса (на примере угольного разреза «черемшанский») 116

1 Горно-геологические условия реализации инвестиционного проекта строительства угольного разреза «Черемшанский»... 116

2 Задаваемая проектная мощность и режим работы угольного разреза «Черемшанский». Принятые система и комплексная механизация открытых горных разработок 119

3 Обоснование высоты уступа угольного разреза «Черемшанский» 121

4 Технико-экономическая и экологическая оценка инвестиционного потенциала проекта строительства угольного разреза «Черемшанскии» при рекомендуемой высоте уступа... 125

Выводы и рекомендации по главе 133

Заключение 135

Список используемой литературы 138

Введение к работе

Актуальность работы. Стратегия развития отечественного топливно-энергетического комплекса, возрастающая потребность металлургии в коксующихся углях и перспективы практического освоения технологий гидрогенизации с целью производства угольной продукции нетопливного назначения в своей совокупности предопределяют опережающие темпы развития отрасли, которые в планируемой перспективе должны быть обеспечены преимущественно за счет открытого способа разработки вновь осваиваемых месторождений минерального ископаемого. При этом лидирующая роль по-прежнему будет сохраняться за Кузнецким угольным бассейном, где пригодные для открытой угледобычи запасы в основном сосредоточены в месторождениях, представленных свитами наклонных и крутопадающих пластов.

Как следует из теории, подтвержденной практикой открытой угледобычи, в таких горно-геологических условиях предпочтение следует отдавать ресурсосберегающим углубочно-сплошным системам разработки, предусматривающим на начальном этапе освоения месторождения строительство карьера первой очереди с целью формирования и последующего активного использования техногенного ресурса выработанного пространства в период эксплуатации карьера для размещения разрабатываемых вскрышных пород.

Практическая реализация этого ресурса, способствующая рационализации режимов природопользования, представляется возможной за счет оптимизации параметров элементов этой системы разработки, обобщаемых высотой уступа карьера.

Анализ общеотраслевого опыта проектирования показывает, что с

учетом требований действующих правил безопасности высота уступа

определяется проектно на основании анализа горно-геологических условий

залегания полезного ископаемого и технических характеристик

планируемого к применению экскаваторного оборудования и, как правило, принимается для традиционных углубочных продольных систем разработки на уровне максимальных допустимых значений, соответствующих высоте или полуторной высоте черпания экскаватора. Для углубочно-сплошных систем разработки при поперечном расположении фронта работ и целенаправленном управлении техногенным ресурсом выработанного пространства заданной проектом определенной приемной способности применение общеотраслевых рекомендаций по выбору высоты уступа без проведения специальных исследований по данному вопросу может привести при проектировании к принятию ошибочных решений, что отрицательно скажется на эффективности инвестиционных проектов нового производственного строительства.

Изложенное актуализирует научно-практическую задачу

обоснованного выбора этого технологического параметра при проектировании угледобывающих предприятий с применением углубочно-сплошных систем разработки характерных для Кузбасса свит наклонных и крутопадающих угольных пластов.

Объектами исследования являются угольные месторождения Кузбасса, представленные свитой пластов наклонного и крутого падения суммарной мощностью от 100 до 200 м; углубочно-сплошные системы разработки; технологические параметры элементов системы разработки.

Цель исследований заключается в обосновании рациональной высоты уступа карьера, что позволит повысить эффективность углубочно-сплошных систем разработки и инвестиционную привлекательность проектов нового производственного строительства с соблюдением условий рационализации режимов природопользования при освоении характерных для Кузбасса свитовых угольных месторождений.

Основная идея работы заключается в управлении проектными

параметрами элементов углубочно-сплошных систем разработки и

создаваемого техногенного ресурса выработанного пространства карьера с

целью повышения эффективности и инвестиционной привлекательности проектов нового производственного строительства.

Научные положения, разработанные лично соискателем, и их новизна:

  1. Высота уступа является обобщающим проектным параметром элементов углубочно-сплошных систем разработки, оказывающим влияние на технико-экономические и экологические показатели открытой угледобычи, а также на эффективность инвестиций, направляемых на строительство карьера первой очереди, оцениваемые на основе впервые установленных их зависимостей от данного технологического параметра с учетом его влияния на эффективность использования выработанного пространства карьера.

  2. Эффективность углубочно-сплошных систем разработки свит угольных пластов повышается за счет активного использования техногенного ресурса выработанного пространства карьера первой очереди для размещения разрабатываемых вскрышных пород, что достигается управлением проектным параметром системы разработки - высотой уступа с учетом горно-геологических и горнотехнических условий на этапах разработки месторождения.

3. Выбор проектной высоты уступа должен основываться на
совокупном учете оптимизированных технико-экономических показателей
угледобычи в период эксплуатации карьера и эффективности инвестиций при
строительстве карьера первой очереди. Область рациональных значений
высоты уступа в зависимости от горно-геологических условий залегания
свиты угольных пластов и глубины карьера первой очереди изменяется в
пределах от 0,7 до 1,0 высоты черпания применяемых экскаваторов.

Научное значение характеризуется установленными зависимостями изменения результирующих технико-экономических показателей угледобычи от высоты уступа, а также разработанной методикой выбора проектной

высоты уступа при углубочно-сплошных системах разработки характерных для Кузбасса свит угольных пластов.

Практическое значение заключается в обосновании рациональной высоты уступа для различных горно-геологических и горнотехнических условий разработки свит угольных пластов месторождений Кузбасса при применении углубочно-сплошных систем разработки.

Достоверность результатов исследований, обоснованность научных положений и выводов обеспечиваются:

-корректным использованием апробированных методов научных
исследований, включающих систематизацию и обобщение результатов ранее
проведенных изысканий, детерминированный факторный анализ с
применением интегральных и логарифмических приемов оценки

исследуемых показателей, экономико-математическое моделирование и статистическую обработку данных с применением современного программного обеспечения;

-сходимостью результатов исследований со среднестатистическими отчетными данными предприятий-аналогов, эксплуатирующих ресурсную базу угольных месторождений Кузбасса в сопоставимых горногеологических условиях;

-применением общепринятых в мировой практике критериев оценки инвестиционного потенциала намечаемых к реализации проектов нового производственного строительства.

Реализация выводов и рекомендаций работы. Результаты исследования приняты к использованию ЗАО «ГИПРОУГОЛЬ» при обосновании проектного параметра высоты уступа разреза «Черемшанский».

Апробация результатов исследований. Основные положения,

обобщенные выводы и рекомендации диссертационной работы одобрены

научными семинарами кафедры технологии, механизации и организации

открытых горных работ МГГУ, научными симпозиумами «Неделя горняка»,

научно-техническими советами ОАО «Кузбассразрезуголь», ООО «УК

Прокопьевскуголь», ООО «Разрез «Черемшанский», ЗАО «Научно-производственная компания «Росуглепром», ООО «Инженерный центр».

Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в пяти статьях в научной периодике, рекомендованной ВАК РФ, и в сборниках научных трудов молодых ученых и специалистов МГГУ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, содержит 27 таблиц, 35 рисунков и перечень литературных источников из 117 наименований.

Характерные горно-геологические условия открытой угледобычи при освоении ресурсной базы месторождений Кузбасса

Кузбасс является одним из крупнейших освоенных угольных бассейнов страны [108; 40; 71]. Здесь запасы угля, пригодные для разработки открытым способом, главным образом сосредоточены в Кемеровском, Крапивинском, Ленинском, Ерунаковском, Бачатском, Прокопьевско-Киселевском, Бунгуро-Чумышском, Терсинском, Кондомском и Томь-Усинском геолого-промышленных районах (рис. 1.1). Продуктивные угольные отложения в этих районах Кузбасса расчленяются на две мощные серии - балахонскую (С2-3 - Pi) и кольчугинскую (Pi). Первая включает до 60 рабочих пластов угля суммарной мощностью около 100 м, вторая —до 65 пластов общей мощностью почти 200 м. Степень метаморфизма углей повышается со стратиграфической глубиной залегания пластов и в направлении увеличения мощности продуктивных отложений - с востока на запад. Наряду с региональным метаморфизмом вблизи силлов диабазов на юге и севере бассейна локально проявляется термальный и контактный метаморфизм. Характеристика угленосности упоминаемых геолого-промышленных районов Кузбасса с распространением балахонской и кольчугинской серий отложений приведена в табл. 1.1. Результаты технико-экономического обоснования кондиций природной ресурсной базы основных геолого-промышленных районов Кузбасса [108; 89; 40; 78] показывают, что примерно 85% общих промышленных запасов угля, доступных открытому способу добычи, сосредоточены в свитах пластов наклонного и крутого падения. Анализ горно-геологических условий залегания минерального ископаемого показывает, что месторождения Кузнецкого угольного бассейна могут быть условно разделены на три группы: Северная, Центральная и Южная (рис. 1.2). В Северном Кузбассе благоприятными для открытых горных работ являются Кедровско-Крохалевская и Глушинская брахисинклинали. Общие запасы здесь оцениваются почти в 5,5 млрд. т (в том числе, до 900 млн. т здесь пригодны для открытых разработок). Отложения Кемеровской подсвиты включают (сверху вниз) пласты: Кемеровский (1,5-7 м), Волковский (7-30 м), Подволковский I (2-10 м) и Подволковский II (3-11 м). Углы падения пластов изменяются в широком диапазоне - от 5 до 40. Помимо нарушений пликативного характера встречается большое число синклинальных и антиклинальных складок, в которых сосредоточено более 50% запасов угля.

В целом, месторождения Северного Кузбасса характеризуются свитовым залеганием угольных пластов, широким диапазоном углов падения пластов, разнообразным рельефом поверхности (от равнинного до пересеченного), пликативной и дизъюнктивной нарушенностью, значительным количеством синклинальных и антиклинальных складок. Их количество варьируется в пределах от 12-16 до 35-40 пластов с единичной мощностью достигающей 25м. В Центральном Кузбассе открытые горные работы ведутся на месторождениях Ленинского, Бачатского, Прокопьевско-Киселевского, Бунгуро-Чумышского, Ерунаковского и Терсинского геолого-промышленных районов. В Ленинском геолого-промышленном районе общие запасы минерального ископаемого составляют более 22,4 млрд. т, из которых примерно 25% благоприятны для открытых горных разработок. В Бачатском районе продуктивная угольная толща представляет собой обособленную свиту из 16 пластов, залегающую на участке длиной 15 км при ширине 1,5-2 км и характеризуется сложноскладчатым строением с крутым (45- 90) падением крыльев складок.

Рельеф поверхности спокойный, без резких колебаний отметок. Геологические запасы месторождения составляют около 1,8 млрд. т угля; примерно 39% из них относятся к коксующимся маркам. Для открытых горных работ пригодны около 950 млн. т. Мощность пластов колеблется от 1,5 м (пласт Подгорелый) до 25-30 м (пласт Мощный). Основными рабочими пластами являются Мощный, Горелый (12-16 м), Прокопьевский (6-8 м). В Прокопьевско-Киселевском геолого-промышленном районе продуктивные отложения образуют вытянутую с севера на юг синклинальную структуру свиты пластов с многообразными пликативными и дизъюнктивными нарушениями и занимают участок длиной 50 км и шириной 6 км. Общие запасы здесь составляют более 12,0 млрд. т, (в том числе до 900 млн. т пригодны для открытых горных разработок). Мощность пластов колеблется от 0,5 до 35 м; углы падения изменяются от 50 до 90. Месторождения повсеместно покрыты рыхлыми отложениями мощностью 10-30 м. Бунгуро-Чумышский геолого-промышленный район занимает участок длиной 20 км и шириной 10 км. Общие запасы угля оцениваются почти в 8,0 млрд. т, (в том числе более 780 млн. т пригодны для открытой разработки). t Продуктивные отложения представлены свитой пластов, залегающих в виде синклинальных и антиклинальных складок с углами падения 50-80. Ерунаковский геолого-промышленный район представлен свитой угольных пластов, залегающих в виде синклинальных и антиклинальных складок. Разведанные запасы угля в районе составляют 16,7 млрд. т (из них для открытых горных разработок пригодны примерно 30% запасов).

Анализ научных работ и обобщение опыта применения систем разработки с внутренним отвалообразованием в характерных для Кузбасса горно-геологических условиях

Применительно к характерным условиям месторождений Кузбасса, представленных крутопадающими угольными пластами, система разработки с внутренним отвалообразованием, позволяющая снизить землеемкость горных работ, впервые была предложена проф., д.т.н. Томаковым П.И. [66]. При этом проведенные институтами «Гипрошахт» и «Кузбассгипрошахт» проектные проработки показали существенные преимущества поперечных систем разработки по сравнению с традиционными углубочными продольными [25]. В дальнейшем, целесообразность применения поперечных систем разработки с внутренним отвалообразованием, предусматривающих формирование пионерной выемки-карьера первой очереди, была установлена применительно к условиям целого ряда угледобывающих разрезов, в том числе, для «Сибиргинского», «Междуреченского», «Кедровского», «Красного Брода» разрезов. Детализация составляющих этого научного положения была осуществлена в трудах Абдибекова Н.К., Барсукова М.И., Ермолаева В.А., Муратова Х.Ш., Ненашева А.С., Цепилова Н.Н. и др. Ретроспективный анализ отечественного опыта строительства угольных карьеров [3; 7; 10; 18; 49; 72] показывает следующее. При эксплуатации свитовых угольных месторождений Кузбасса, представленных преимущественно наклонными и крутопадающими пластами, как правило, освоение проектной мощности предприятий осуществляется в течение 6-8 лет. В том случае, если при этом применяются наиболее прогрессивные углубочно-сплошные системы разработки, почти половина упомянутого срока строительства отводится на формирование карьера первой очереди, мощность которого оценивается примерно в 35% осваиваемой проектной мощности угледобывающего предприятия [1; 25; 59; 69]. При этом суть технологии отработки карьерного поля сводится к следующему (рис. 1.З.). На этапе подготовки месторождения к эксплуатации, на одном из флангов создается карьер первой очереди, глубина которого относительно невелика по отношению к предельной глубине карьера на противоположном фланге карьерного поля. При строительстве карьера первой очереди, как правило, применяются углубочные продольные системы разработки, предусматривающие размещение вскрышных пород во внешних отвалах. Далее отработка запасов минерального ископаемого осуществляется по углубочно-сплошной поперечной системе разработки: горные работы ведутся по всей глубине рабочей зоны одновременно на всех уступах (уступы, в основном, отрабатываются со стороны висячего бока угольных пластов); фронт горных работ развивается по простиранию залежи; горные работы получают относительно интенсивное развитие в плане, которое через определенные промежутки времени чередуется с их углублением. При таком технологическом порядке отработки запасов формируется наклонное дно карьера с параметрами, обеспечивающими эффективное складирование вскрышных пород в выработанном пространстве. Характерно, что генеральный угол наклона дна на этапах эксплуатации месторождения может изменяться в зависимости от направления углубления горных работ [25] и составляет примерно 2,0 град.

Принципиальная схема формирования рабочей зоны карьера при углубочно-сплошной системе разработки со складированием в выработанном пространстве основных объемов разрабатываемых вскрышных пород приведена на рис. 1.4. Применение углубочно-сплошных систем разработки, обеспечивающих ускоренное вовлечение в производственный процесс и активное использование техногенного ресурса выработанного пространства, гарантирует технико-экономическую эффективность процессов открытой угледобычи при соблюдении следующих основных принципов построения схем этих ресурсосберегающих и ресурсовоспроизводящих геотехнологий: ограничение глубины отработки на наименее угленасыщенном фланге (карьер первой очереди) при условии вовлечения в эксплуатацию основных запасов минерального ископаемого у противоположного фланга на полную расчетную глубину рабочей зоны; управление направлением, темпами углубки и подвигания фронта горных работ по простиранию с целью создания возможности размещения основных объемов вскрышных пород во внутреннем отвале; придание системе разработки технологической гибкости, позволяющей варьировать мощность добывающего предприятия в зависимости от складывающейся конъюнктуры рынка производимой товарной продукции, степени совершенства вновь создаваемой и применяемой горнотранспортной техники, прочих управляемых и контролируемых факторов [25;59].

Исследование влияния высоты уступа на эффективность процессов перемещения вскрышных пород

Как известно, одним из основных факторов, определяющих экономику себестоимость добычи полезного ископаемого, является эффективность процессов перемещения горной массы на расстояние LTp к местам складирования. При этом, как следует из результатов работ [3; 35], затраты на транспортировку Зтр возрастают не пропорционально увеличивающейся дальности доставки горной массы ALTp, поскольку их составляющая (примерно 40-50%) не зависит от величины пробега технологического транспорта: где: Зтр- суммарные затраты на транспортирование, руб/м3; 30- затраты на транспортирование вскрышных пород, руб/м ; ALTp- изменение средней дальности транспортирования, км Полагая, что эксплуатационные издержки, обуславливаемые транспортированием добываемого минерального сырья к складам товарной угольной продукции, в возможных альтернативных вариантах геотехнологий остаются неизменными, для установления совокупного влияния L; Нрз, Hi. и Ну на величину затрат, связанных с транспортировкой вскрышных пород во внешние или внутренние отвалы, представляется целесообразным применение инженерного метода оценок, основывающегося на учете абстрагируемой от конъюнктуры цен на задалживаемые материально-технические и трудовые ресурсы величины энергопоглощения Э{ по процессам открытых горных разработок. Несколько упрощенные, известные [3; 30; 83] в изыскательских работах, взаимосвязи этого показателя с параметрами схем применяемой геотехнологии интерпретируются следующими уравнениями: - при размещении пород во внешних отвалах высотой ho: - при размещении пород во внутренних отвалах: где: Ьф; L — протяженность фронта горных работ вкрест простирания и по простиранию, соответственно, м; Lo — дальность транспортировки по отвальному ярусу, м; g — ускорение свободного падения, м/с2 Сравнительный анализ Эвнеш и ЭВНут показывает, что активное использование техногенного ресурса выработанного пространства позволяет примерно в 2- 2,5 раза сократить ресурсоемкость процессов транспортировки вскрышных пород к месту складирования во внутренние отвалы по сравнению с аналогичным показателем, регистрируемым при внешнем отвалообразовании. Полагая, что величина Эвнш пропорциональна значениям Зтск, установлена степень влияния Ну на интенсивность снижения затрат при транспортировании вскрышных пород во внутренний отвал: График соответствующей зависимости представлен на рис. 2.10. Детерминированный факторный анализ этой зависимости показывает, что заметное сокращение транспортных расходов возможно при снижении исследуемого управляемого параметра Ну до значений 8-12 м. В то же время, увеличение высоты уступа более 15 м практически не оказывает влияния на величину АЗтек.

Это объясняется тем фактом, что при высоте уступа карьера первой очереди менее 8-12 метров формируется выработанное пространство, позволяющее перераспределить значительные объемы разрабатываемых при эксплуатации карьера вскрышных пород во внутренних отвалах, благодаря чему существенно сокращается энергоемкость процессов отвалообразования. С дальнейшим относительным увеличением высоты уступа приемная способность внутреннего отвала и связанное снижение затрат на транспортирование вскрышных пород сокращаются опережающими темпами. Следует отметить, что представленная на рис. 2.10 зависимость носит оценочный характер и позволяет судить только о наличии некоторой области рациональных значений исследуемого параметра высоты уступа. Для целей детального технико-экономического анализа проводимого на стадии определения обоснованности рекомендуемых к практическому освоению в конкретной горно-геологической обстановке разрабатываемых технико-технологических решений следует руководствоваться результатами расчетов, базирующихся на следующих зависимостях, известных из теории открытых горных разработок. Для определения расчетного расстояния транспортирования вскрышных пород необходимо установление положения центра тяжести их объема в пределах рабочей и отвальных зон по высоте карьера. Высота расположения центра тяжести в рабочей зоне по отношению к отметке дна карьера может быть определена по формуле расчета центра тяжести плоской пластины: где: hy - высота уступа, м.

Исследование влияния высоты уступа на показатели эффективности селективной отработки угольных пластов наклонного и крутого падения

Как известно [25; 36; 81; 91], в характерных горно-геологических условиях угольных месторождений Кузбасса (табл. 1.3) ежегодные потери минерального ископаемого, обуславливаемые неадекватностью применяемых технико-технологических решений открытой угледобычи фактическим условиям горных разработок, оцениваются примерно в 4,5 млн. т. углей ценных марок в год. Основными видами образования потерь угля при разработке пластов наклонного и крутого падения являются [100]: при буровзрывных работах; в кровле пласта при её зачистке от пород вскрыши; при зачистке угольного пласта; в почве пласта для предотвращения засорения угля вмещающими породами; в треугольниках непрочерпывания, образуемых в верхней и нижней частях откоса угольного уступа, образующихся из-за несовпадения траектории черпания ковша экскаватора с кровлей или почвой пласта; при погрузке и транспортировке.

Основными горно-геологическими факторами, определяющими качественно-количественные показатели ведения добычных работ, являются угол падения пласта, его мощность, наличие породных прослоев, тектоника, крепость угля и вмещающих пород. Помимо контролируемых горно-геологических условий открытой угледобычи, на величину технологических потерь добываемого минерального ископаемого влияние оказывают принимаемая высота отрабатываемого уступа и вид (конструктивно - кинематические возможности) используемой при этом выемочно-погрузочной техники [7; 36; 60; 91]. В общем виде, нормативные потери угля при добыче авторы работы [78] предлагают определять по следующей формуле: где: Ну- высота отрабатываемого уступа, м; Д- добыча угля с учетом засорения на расчетный шаг подвигания фронта работ, т; Асд- зольность добываемого угля с учетом засорения, %; AV зольность отрабатываемых запасов с учетом засорения породными прослоями, включаемыми в добычу из-за невозможности их селективного извлечения, %; Асп- зольность породв засорения, %; уп ; уу- плотность породы и угля, т/м3; a ; р- углы падения пласта и откоса уступа, соответственно, град. Анализ общеотраслевого опыта проектирования угледобывающих предприятий показывает, что широкое распространение получила следующая методика расчета эксплуатационных потерь при добыче угля [99; 109.], суть которой применительно к условиям отработки наклонных и крутопадающих угольных пластов сводится к следующему: потери при наклонном падении пласта (15 a 30) складываются из следующих видов потерь: потери при зачистке кровли пласта (Пкр) - 0,15 м; потери при зачистке верхней площадки уступа (Пкруст.) -0,15м; потери в почве пласта (Ппоч) -0,10м; потери в треугольниках угля в почве уступа, связанные с траекторией движения ковша экскаватора при его ближайшем подходе к забою (ПтреуГНепр) - составляют 0,5-9,6% при изменении мощности пласта от 15 до 1 при угле падения 30, и 0,8-12% при той же мощности пласта и угле падения 15. Потери при крутом падении пласта (а 30) складываются из следующих видов потерь: потери при зачистке кровли пласта (Пкр) - 0,20 м; Потери в треугольнике непрочерпывания и в треугольнике вынимаемого для создания горизонтальной площадки под экскаватор определяются графически, на основе параметров уступа и горного оборудования, путем отстраивания рабочей площадки. где: Sxp.Henp - площадь потерь в треугольнике непрочерпывания где: Srop.nnom - площадь потерь в треугольнике вынимаемого для создания горизонтальной площадки, необходимой для нормальной работы экскаватора.

Суммарные потери при буровзрывных работах, погрузке и транспортировке автомобильным транспортом равны 0,75%. Вместе с тем, помимо снижения качественно-количественных показателей добычных работ, связанных с потерями полезного ископаемого при добычи, при отработке угольных пластов, включающих породные прослои малой мощности (до 1,0 м), неизбежно засорение добываемого угля из-за невозможности качественной селективной отработки породо-угольного контакта. При этом засорение может быть рассчитано по формуле: где: Sn-n - площадь породного прослойка, м2; Уп.п " объемный вес породного прослойка, т/м ; Yy - объемный вес угля, т/м . В настоящей работе при селективной отработке угольных пластов простого строения с углами падения 21-55 градусов общие потери (%) при их селективной отработке предлагается определять по формуле [81]

Похожие диссертации на Обоснование высоты уступа при углубочно-сплошных системах разработки СВИТ угольных пластов