Задание на самостоятельную работу.   

Используя программу расчета нагрузки на лаву (программный комплекс LAVA-513) и программу och_zaboy.xls постройте график зависимости экономического эффекта дегазации пласта от величины коэффициента дегазации для случая:

1. природная газоносность пласта 20 м³/т с.б.м.;

2. мощность пласта 1,2 м;

3. механизированный комплекс КД90;

4. длина лавы 160 м;

5. система разработки – комбинированная с прямоточным проветриванием на выработанное пространство и подачей свежей струи от вентиляционного штрека к транспортному;

6. другие необходимые для вычислений данные принять самостоятельно.

Моделирование затрат по поддержанию выработки

    При изучении раздела «Системы разработки» курса «Технология подземной добычи угля» и в курсе «Проектирование шахт» подробно излагалась методика расчета стоимости поддержания выработок, основанная на использовании в расчетах значений затрат на поддержание выработки в различных зонах поддержания, т.е. на различном удалении ремонтируемого пикета выработки от действующего очистного забоя. При укрупненном проектировании такая методика вполне оправдана.

    При компьютерном моделировании затрат применяется методика расчета, основанная на непосредственном использовании в экономико-математической модели полученных ВНИМИ [4] зависимостей смещений пород в выработку в различных зонах ее поддержания.

    В общем виде математическая модель затрат на поддержание выработки за полный срок ее существования имеет  вид

                  , грн                                  (3)

где  - значение смещений кровли в выработку за полный срок ее существования, мм,

         - значение смещений почвы в выработку за полный срок ее существования, мм,

          Ф - величина смещений кровли, требующая перекрепления выработки (податливость крепи), мм,

           а_под  - принятая глубина подрывки почвы, мм,

            L - длина выработки, м

          k_пер и k_под – соответственно стоимость одного перекрепления и одной подрывки почвы на 1 м выработки.

Принцип расчета величины смещений пород в выработку

Образы выработки

    Все выработки в зависимости от времени их проведения и места расположения относительно очистной выработки, типа сопряжения с очистной выработкой (лавой) разделены на 28 «образов» (табл. 10).

        Таб.10 Образы выработок в зависимости от вида сопряжения лавы с участковыми выработками

Назначение выработок, образы которых показаны в таблице 10

  Образы 7, 8, 9, 10,11, 12, 13, 14 и 18 характеризуют модуль сопряжения лавы с вентиляционной выработкой и примыкание работающего выемочного участка к ранее отработанному.

    Образы 12, 13, 14 характерны для сплошной системы разработки. Образы 7, 8, 9, 10, 11 - для столбовой или комбинированной систем разработки.

    Образ 18 представляет повторное использование ранее проведенной транспортной выработки в качестве вентиляционной.

  Образы 1, 2, 3, 4, 5 характеризуют проведенную транспортную выработку при столбовой и комбинированной системах разработки в зависимости от того, проведена ли выработка одиночно, спарено или сдвоено с вентиляционной выработкой следующего за порядком разработки выемочного участка.

    Образы 15, 16 и 17 характеризуют среднюю выработку работающего выемочного участка.

    Образы 19, 20, 21, 22, 23 характеризуют проводимую в период работы лавы транспортную выработку.

    Образы 24, 27 и 28 характерны для выработок, подготавливающих новый выемочный участок.

    Образы 24, 25 и 26 представляют вентиляционную выработку подготавливаемого выемочного участка в зависимости от ее удаления от работающего выемочного участка.

Образ выработки не зависит от сохраняемости выработки после прохода лавы. Так, если речь идет о столбовой системе разработки с погашением транспортного штрека после прохода лавы, то образ выработки имеет номер 1 и такой же номер имеет образ транспортного штрека при комбинированной системе разработки, если транспортный штрек после прохода лавы не погашается и сохраняется для следующего по падению выемочного участка.

    Одна и та же участковая выемочная выработка за полный срок ее службы может принимать (иметь вид) нескольких образов, последовательно находясь на стадии подготовки выемочного участка, на стадии его эксплуатации и на стадии повторного использования.

Так, например, при классической схеме выработок столбовой системы разработки (см. рисунок 17) транспортная выработка постепенно "приобретает" образы: 24 - при подготовке, 1 - при эксплуатации, вентиляционная выработка - образы 24 (при подготовке) и 7 (при эксплуатации). Если речь идет о столбовой системе разработки с повторным использованием транспортной выработки в качестве вентиляционной (рис. 15, справа), выработка постепенно "проходит" через образы 24 (подготовка), 1 - (эксплуатация в качестве транспортной) и 18 - (эксплуатация в качестве вентиляционной).

Рис. 17 Схема выработок при столбовой системе разработки (повторное использование штрека (справа), без такового (слева)

Смещения пород в выработку

    В основу расчета величины смещений пород положены исследования, проведенные институтом ВНИМИ за сдвижениями горных пород [4], представленные графиками и номограммами для разных типов выработки.

    На основании статистической обработки графиков и номограмм ВНИМИ получены расчетные формулы величин смещений пород U и скоростей смещения V пород в выработку для пластовых выработок пологого пласта для каждого из «образов» выработки (таб. 11).

Uпр - смещения при проведении, мм

Uпр¹ - смещения при проведении присечной выработки, мм

U1¹ - смещения в присечной выработке в зоне влияния очистного забоя, мм

U1 - смещения в зоне временного опорного давления, мм

U2 - смещения в зоне влияния временного опорного давления второй лавы, мм, U2=U1

U1^ц - смещения пород в зоне временного опорного давления первой лавы (выработка охраняется целиками), мм

U2^ц - смещения в зоне влияния опорного давления второй лавы (выработка охраняется целиками), мм

dU1^ц - смещения позади первой лавы (выработка охраняется целиками), мм

Uоф - смещения в проводимой позади лавы выработке при охране бутовой полосой, мм

Vо - скорость смещений вне зоны влияния очистных работ действующей лавы, мм/месяц

Vo¹ - скорость смещений в присечной выработке вне зоны влияния очистных работ, мм/месяц

V1 - скорость смещений пород в зоне остаточного опорного давления, мм/месяц

V1^ц - скорость смещений в зоне остаточного опорного давления первой лавы (выработка охраняется целиками), мм/месяц

Таблица 11 Расчетные формулы величины смещений кровли и почвы выработки

    По рекомендациям ВНИМИ выполняются расчеты коэффициентов, учитывающих влияние на величину смещений таких факторов, как способ проведения выработки, способ присечки, способ охраны выработки, и др.

Rc - расчетное сопротивление пород на контуре выработки

Ks - коэффициент сечения выработки

Kпр - коэффициент способа проведения выработки

K1 - коэффициент способа присечки

Kk - коэффициент доли смещений кровли

Кохр - коэффициент способа охраны выработки в 3 зоне поддержания

Кц - коэффициент размера охранного целика

Ккр - коэффициент типа кровли по обрушаемости

    Если заданы величины скорости проведения выработки, скорости подвигания лавы, размеры выработки, тогда нетрудно вычислить величины смещений пород кровли и почвы.