Расчет линии очистных забоев для пологих и наклонных пластов

Общие понятия

Для выполнения запланированной добычи угля и обеспечения ритмичной работы шахты необходимо иметь определенную линию очистных забоев, под которой понимается суммарная длина всех лав в шахте. Согласно существующему положению она состоит из действующих, резервно - действующих и резервных забоев.

Под действующими забоями понимают такие очистные забои, которые работают полное число смен по добыче угля в сутки (обычно три смены по шесть часов и реже две смены, например, на выбросоопасных пластах).

Резервно-действующими называют забои, которые работают неполное число рабочих смен в сутки. Они предусматриваются для компенсации потерь добычи угля при выходе из строя или вынужденных простоях части действующих лав.

Для обеспечения устойчивой и ритмичной работы шахты в соответствии с рекомендациями §76 ПТЭ необходимо планировать работу по добыче угля в одну смену в сутки:

1) при разработке пластов в благоприятных горно-геологических условиях — одного очистного забоя из пяти-шести работающих на шахте;

2) при разработке пластов в сложных горно-геологических условиях — одного очистного забоя из трех-четырех работающих.

Резервными называют забои, оборудованные и подготовленные к работе, но не работающие и периодически вводимые в работу для обновления "отстоявшейся" кровли в забое.

Резервные забои необходимо располагать на пластах с низким уровнем механизации, например, при выемке угля отбойными молотками, врубовыми машинами, буровзрывным способом с креплением забоев индивидуальной крепью. При разработке крутых пластов, опасных по выбросам угля и газа, резерв очистных забоев должен составлять 15..20% от числа действующих.

Пусть в шахтном поле одновременно разрабатывается несколько пластов суммарной мощностью S m ^’, и вся добыча обеспечивается только действующими очистными забоями. Тогда годовая добыча шахты будет выражаться формулой, которую можно вывести на основании рис. 20.1.

Рисунок 20.1 – К расчету линии очистных забоев	Аш. г = FSm^’g c = hд VдSp^’c, т,	(20.1)
где F – годовая площадь выемки на одном пласте, м^2; g – плотность угля в массиве, т/м^3; c – коэффициент извлечения угля в очистном забое, c = 0,95..0,97; hд – действующая линия очистных забоев (суммарная длина всех действующих лав) на каждом пласте, м; Vд – годовое подвигание действующих очистных забоев, м;
Vд=N r nц kг , м,	(20.2)

N – число рабочих дней в году (N =300 дней); r – ширина вынимаемой полосы угля в забое за один цикл, м; n_ц – число циклов за сутки;
k_г – коэффициент, учитывающий влияние горно-геологических условий на ритмичность работы лавы, k_г =0,85..0,95 (большее значение принимается для благоприятных условий).

Из формулы (20.1) найдем

(20.3)

Если часть добычи поступает из резервно-действующих лав, то в формулу (20.3) необходимо ввести поправочный коэффициент, учитывающий эту добычу (точнее, исключающий ее из общешахтной), т. е.

(20.4)

где k'_д – регламентированный коэффициент добычи угля из действующих очистных забоев в общешахтной добыче. Может быть выражен как отношение числа лаво-смен в сутки действующих забоев к числу лаво-смен всех очистных забоев (действующих и резервно-действующих), т. е.

(20.5)

где n_см.д, n_{см.рез.-д} – число смен по добыче угля в сутки соответственно в действующих и резервно-действующих очистных забоях (лавах); S n_л.д, S n_{л.рез.-д} – соответственно число действующих и резервно-действующих очистных забоев по шахте; S n_л.об – общее число очистных забоев по шахте

Snл.об = Snл.д + Snл.рез.-д.

(20.6)

При благоприятных горно-геологических условиях и трех сменах по добыче угля, согласно регламентациям ПТЭ §76, будем иметь

k^’д =

при неблагоприятных горно-геологических условиях

k^’д =

По аналогии можно найти значения коэффициента k'_д при двух сменах по добыче, который будет равен при благоприятных условиях 0,89..0,91 и неблагоприятных — 0,80..0,86. В расчетах надо принимать большие значения.

В случае, если существенная часть добычи поступает из подготовительных забоев (например, при небольших длинах лав), формула для определения действующей линии очистных забоев будет иметь вид:

(20.7)

где k_{о. з} – коэффициент, учитывающий добычу угля из очистных забоев

(20.8)

где l_л – длина лавы, м; S h_ш(р) – суммарная ширина штреков (или раскосок), примыкающих к лаве, м.

Если скорости подвигания очистных забоев по пластам различны, то необходимо принимать средневзвешенное годовое подвигание забоев в группе одновременно разрабатываемых пластов

(20.9)

где V_д1, V_д1,.., V_дn – годовое подвигание действующих забоев по пластам соответственно с мощностью m₁, m₂,.., m_n, м.

После определения действующей линии очистных забоев по каждому пласту по формуле (20.7) рассчитывают следующие показатели.

Действующая линия очистных забоев по шахте

Shд = n'пл hд , м,

(20.10)

где n'_пл – число одновременно разрабатываемых пластов. Для концентрации горных работ и повышения нагрузки на пласт рекомендуется к одновременной разработке принимать не более 2..3 пластов.

Число действующих забоев по шахте при средней длине лавы l_л, м,

(20.11)

Согласно ПТЭ §76 принимается количество резервно-действующих лав Sn_{л.рез.-д}.

Суммарная линия резервно-действующих забоев по шахте

Shрез.-д = lл Snл.рез.-д .

(20.12)

Общее число очистных забоев по шахте

Snл.об = Snл.д + Snл.рез.-д.

(20.13)

Длина общей линии очистных забоев по шахте

Shоб = Shд + Shрез.-д.

(20.14)

Если резервная линия очистных забоев на шахте принята в виде неработающих лав (точнее, периодически работающих), то коэффициент резерва очистных забоев определяется как отношение общего числа лав по шахте к числу действующих

(20.15)

Например, при 5 действующих и 1 резервной лаве на шахте коэффициент резерва будет равен

k_рез = 6 / 5 = 1,2.

Если резервная линия принята в виде резервно-действующих забоев, то коэффициент резерва определяется как отношение числа лаво-смен всех очистных забоев (действующих и резервно-действующих) при условии их работы полное число рабочих смен в сутки к числу лаво-смен только действующих забоев, т. е.

(20.16)

Среднегодовое подвигание общей линии очистных забоев по шахте

(20.17)

Такое подвигание надо принимать при построении календарных планов разработки пластов.

Для весьма газоносных пластов суточная нагрузка на очистной забой может ограничиваться условиями проветривания.

В этом случае расчет линии очистных забоев выполняют в такой последовательности.

Вначале определяют по условиям проветривания суточную нагрузку на забой А_лi по каждому пласту в группе. Далее принимают нормативную или рассчитанную оптимальную длину лавы l_лi по пластам и определяют средневзвешенную длину лавы в группе пластов по формуле

(20.18)

где l_л1, l_л2,.., l_лn – длина лавы по пластам группы соответственно с мощностью m₁, m₂,.., m_n, м.

Затем рассчитывают суточное подвигание действующих забоев по каждому из пластов

(20.19)

а также определяют годовое подвигание действующей линии очистных забоев

Vдi = NVсутi kг

(20.20)

и далее — средневзвешенное годовое подвигание лав по формуле (20.9).

В более сложных случаях, например, при резком различии пластов по зольности или по содержанию серы расчет добычи по пластам производится из условия обеспечения задаваемого потребителем допустимого содержания золы или серы в отгружаемом шахтой угле.

Определив общее число очистных забоев по шахте, производят их размещение в пределах этажа, яруса или выемочной ступени (при погоризонтной подготовке), учитывая в каждом конкретном случае особенности вскрытия, подготовки и системы разработки пластов.

Высоту этажа или яруса определяют по формуле

Нэт(яр) =плlл + Shц + Shш,

(20.21)

где n_л – число лав в этаже (ярусе), расположенных по линии падения пласта; S h_ц – суммарная высота целиков в этаже (ярусе) по линии падения, оставляемых над и под штреками, а также между этажами и подэтажами (ярусами и подъярусами), м; S h_ш – суммарная ширина штреков, просеков и раскосок в этаже или ярусе в плоскости пласта, м.

Схема к расчету высоты этажа (яруса) приведена на рис. 20.2.

Рисунок 20.2 – Расчетная схема для определения высоты этажа (яруса)

Дата добавления: 2015-03-31