на главную
Кодберг Дмитрий Сергеевич
Факультет: Геотехнологий и управления производством
Кафедра: Разработка месторождений полезных ископаемых
Специальность: Подземная разработка месторождений полезных ископаемых
Тема выпускной работы:
МЕТОДИКА СРАВНИТЕЛЬНОГО АНАЛИЗА СИСТЕМ РАЗРАБОТОК ПОЛОГИХ ПЛАСТОВ ПО ВЫХОДУ ПОРОДЫ
Руководитель: к.т.н., проф., первый зам. директора ИМС Стрельников В.И.
Общая характеристика
Горное производство ставит перед горной наукой, развивающейся в тесном взаимодействии с ним,
ряд новых, весьма сложных проблем и задач.
Одной из основных задач горной науки в области исследования природных условий залегания
месторождений полезных ископаемых является проблема горного давления.
Не решена задача, объясняющая механизм взаимодействия крепи выработок с окружающими
породами в зависимости от глубины залегания, степени податливости и жесткости крепи. Нет
удовлетворительных методов расчета крепи для горно-геологических условий. Не изучены условия
устойчивости обнажений пород при различном характере их строения, в результате чего в большинстве
случаев не установлены рациональные параметры систем разработки, оптимальные параметры выработок и
т.д.
Целью работы является разработка методики сравнения систем разработки по критерию выхода
породы от проведения и ремонта выработок.
С научной точки зрения сравнение – это сопоставление объектов с целью установления
сходства и различия между ними. Это один из наиболее распространенных и универсальных методов
познания, который является предпосылкой к обобщению. Сравнение позволяет полнее раскрыть содержание
понятий о сравниваемых объектах и может быть наиболее плодотворным, если удовлетворяет следующим
требованиям:
♦ сравниваются лишь явления, между которыми имеется определенная объективная общность (При
различных системах разработки угольных пластов примыкающие выработки испытывают различные смещения
окружающих пород. Поэтому сравнение и происходит для того, чтобы выявить наиболее подходящую
систему разработки.);
♦ для познания объектов сравнения осуществляется по наиболее важным и существенным (с точки
зрения поставленной задачи) признакам (Такими признаками являются: поперечное сечение выработки,
глубина разработки и геологические параметры окружающих пород.).
Основное содержание
В данной работе применен метод математического моделирования, который широко используется в
горном деле при проектировании новых и реконструкции действующих шахт, главным образом, с целью
оптимизации основных параметров шахт и элементов технологических схем, а также поиска оптимальных
решений задач управления горным производством. На основании этого метода создается модель имитации,
которой называют воспроизведение динамики изучаемой системы путем выполнения ряда последовательных
числовых расчетов, реализуемых на ЭВМ. В нашем случае в качестве числовых расчетов выступают расчет
конечных смещений кровли и почвы в участковых выработках при различных способах их охраны и
проведения и расчет количества запасов угля в пределах участка (и соотношение этих запасов с
выходом породы в выработки). На основании полученных данных по возможным вариантам систем
разработок составляются графики зависимостей и выбирается вариант с наиболее рациональной схемой
проведения выработок.
Предлагаемая методика сравнения систем разработки на наш взгляд позволяет получить более
объективные показатели, чем при сравнении систем разработки по критерию удельных затрат на
проведение, поддержание, транспорт и очистные работы в виду отсутствия достоверных стоимостных
параметров. При укрупненных расчетах в практике проектирования до настоящего времени используются
„стоимостные параметры“, разработанные в свое время ИГД им. А.А. Скочинского и многократно
учитывавшиеся ДонНТУ, ДонУГИ и др.
Недостаток изменения этих „параметров“ в настоящее время тем более очевиден, так как в
угольной промышленности приобретения материалов и оборудования осуществляется по рыночным
(договорным) ценам, уровень заработной платы по разным предприятиям колеблется в широких пределах.
Предлагаемая методика позволяет использовать имеющийся богатый опыт натурных наблюдений за
смещениями пород в выработку [ ] и установить для каждого исследуемого варианта системы
разработки суммарное количество горной породы, которая будет удалена при перекреплении выработки –
Qпер. Общее количество породы, удаленное из шахты в
период проведения выработки (Qпров)
и ремонта (Qрем) – Qобщ,
отнесенное к запасам выемочного участка (zуч) :
Qобщ = (Qпров +
Qрем)/ zуч ,
и предлагается в качестве критерия оценки варианта системы разработки.
Широко используемый в настоящее время критерий – „удельные затраты“ - Собщ :
Cобщ = (∑ K + ∑ R + ∑ G)/
zуч ,
где
∑ K – затраты на проведение участковых выработок;
∑ R – затраты на поддержание участковых выработок;
∑ G – затраты на транспорт по участковым выработкам
может в данном случае использоваться как критерий „пригодности“ предлагаемой методики.
Заключение
Предлагаемая методика, по нашему мнению, может иметь место в случае, если нагрузка на лаву
не ограничивается условиями проветривания, так как эта методика не позволяет учесть разницу в
системах разработки, зависящую от величины внутрилавных удельных затрат.
Перечень ссылок
1. К.Ф. Сапицкий и др. Основы научно-технического творчества молодежи - К.: УМК ВО, 1993 - 184 стр.
2. Д.Д. Выговский, Д.Д. Выговская Стоимостные параметры - Д., ДонНТУ, 2002
3. А.П. Максимов Выдавливание горных пород и устойчивость подземных выработок - М., 1963 - 144 стр.
4. И.Л. Давыдович и др. Горное давление в подготовительных выработках угольных шахт - М., изд-во "Недра", 1971 - 288 стр.
5. Б.К. Куклин Анализ систем разработки пологих пластов Донбасса - М., 1961 - 417 стр.