Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Проблема рационального извлечения запасов угля в зонах геологических нарушений, цель и задачи исследований 9
1.1. Влияние геологических нарушений различного типа на полноту выемки угля забоями, оснащенными ОМК 10
1.2. Основные принципы экономического обоснования полнлты извлечения запасов 19
1.3. Состав и учет потерь угля у геологических нарушений 24
Глава II. Извлечение запасов угля у мелкоамшштудных текто нических нарушений 33
2.1. Характеристики основных элементов тектонических нарушений и их классификация... 33
2.2. Определение условий для оценки возможности перехода тектонических нарушений забоями, оснащенными ОЖ .35
2.3. Определение объемов потерь угля при переходе ОЖ мелкоамплитудных тектонических нарушений 40
2.3.1. Формирование потерь угля при переходе нарушений, характеризующихся наличием зоны перекрытия 42
2.3.2. Формирование потерь угля при переходе нарушений,характеризующихся наличием зоны зияния 49
2.3.3. Определение объемных величин параметров, характеризующих переход тектонических нарушений забоями, оснащенными ОЖ..52
2.4. Сопоставление объемов потерь угля, вычисленных по предлагаемым формулам и по результатам перехода ОЖ нарушений на шахтах Кузбасса 59
2.5. Возможные схемы извлечения запасов угля у тектонических нарушений, непереходимых ОЖ62
Глава III. Экономическое обоснование уровня извлечения запасов при преодолении геологических нарушений забоями, 0снащенными ОМК 71
3.1. Выбор критерия для проведения сравнительного технико- экономического обоснования 72
3.2. Экономическое обоснование уровня извлечения запасов при преодолении ОМК тектонических нарушений 79
Глава IV. Извлечение запасов угля очистными механизированными .комплексами у границ замещений угольного пласта 105
4.1. Характеристики геологических нарушений с замещением угольного пласта 105
4.2. Выбор рационального уровня извлечения запасов, залегающих у границ карстовых нарушений в условиях Подмосковного угольного бассейна 107
4.3. Экономическое обоснование уровня извлечения запасов у границ нарушений с замещением угольного пласта 120
Глава V. Движение запасов и учет потерь угля при преодолении геологических нарушений забоями, оснащенными ОМК 125
5.1. Общая схема движения запасов шахты и место в ней потерь угля у геологических нарушений 125
5.2. Учет потерь у геологических нарушений, преодолеваемых очистными комплексно-механизированными забоями 131
5.3. Использование результатов исследований в практике планирования показателя извлечения балансовых запасов 135
Заключение 144
Список используемой литературы 148
Приложения
- Основные принципы экономического обоснования полнлты извлечения запасов
- Определение объемов потерь угля при переходе ОЖ мелкоамплитудных тектонических нарушений
- Экономическое обоснование уровня извлечения запасов при преодолении ОМК тектонических нарушений
- Экономическое обоснование уровня извлечения запасов у границ нарушений с замещением угольного пласта
Введение к работе
Построение материально-технической базы коммунизма в СССР связано с дальнейшим развитием основных отраслей тяжелой индустрии и в первую очередь горно-добывающей промышленности. По планам, принятым на ХХУТ съезде КПСС, добыча угля в СССР к 1990 году составит 770-800 млн.тонн в год [I] . В значительной степени возрастает добыча и других полезных ископаемых.
Одним из путей достижения намеченного уровня добычи должна стать интенсификация горного производства. В решениях ХХУІ съезда КПСС и Ноябрьского пленума ЦК КПСС 1982. года [ 2] интенсификация производства выдвинута одной из первоочередных задач народного хозяйства. Особую важность приобретает интенсификация производства на действующих горных предприятиях, которая может быть удовлетворительно решена путем максимального вовлечения в эксплуатацию разведанных запасов месторождений.
Партия и правительство уделяют большое внимание решению этого вопроса, ЦК КПСС и Совет Министров СССР 30 июня 1981 года приняли постановление [ 3] "Об усилении работы по экономии и рациональному использованию сырьевых, энергетических и других материальных ресурсов". Этим постановлением намечена широкая программа экономического и социального развития страны на Х1-ю пятилетку и на 80-е годы. Для выполнения постановления необходимо вовлечь в производство огромные сырьевые, топливно-энергетические и другие материальные ресурсы. Однако добыча сырья и топлива обходится все дороже, а запасы полезных ископаемых не восполнимы. В этих условиях наиболее экономичное и рациональное использование всех видов материальных ресурсов приобретает особое народно-хозяйственное значение.
Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР [ 3] , решения которого направлены на повышение эффективности использования топливно-энергетических ресурсов в I98I-I985 г.г. и на период до 1990 года, отмечено, что уровень работ в этом вопросе не в полной мере отвечает современному этапу развития экономики страны, задачам, поставленным ХХУІ съездом КПСС, указано, что необходимо осуществить комплекс мероприятий по коренному улучшению работ, направленных на экономию топлива и других видов энергии. И в решениях Декабрьского 1983 года пленума ЦК КПСС [4] отмечено, что вопрос рационального использования и охраны недр, по-прежнему остро стоит перед горно-добывающими отраслями страны.
В этой связи одним из важных вопросов, еще не получившим должного научного решения, является проблема выбора рационального уровня извлечения запасов при разработке месторождений со сложными горно-геологическими условиями, где одним из наиболее значительных является наличие в угольных пластах геологических нарушений. Это особенно важно, если учесть современное стремление к полной комплексной механизации горнодобычных работ и неизбежное сокращение месторождений с благоприятными горно-геологическими условиями залегания полезного ископаемого.
Переход к планированию шахтами показателя извлечения балансовых запасов является важным этапом в развитии рационального использования и охраны недр. Однако, при установлении плановых показателей извлечения, есть еще вопросы требующие своего решения. Одним из них является вопрос об учете потерь угля, возникающих по геологическим причинам. Включение данного вида потерь в эксплуатационные, снижает точность определе-іния показателя извлечения, запутывает производство первичного учета потерь. Выделение потерь по геологическим причинам в отдельный вид приведет к искажению плановых показателей извлечения, так как нет методики, позволяющей учитывать при планировании показателя извлечения, отдельно эксплуатационные потери и потери по геологическим причинам.
Настоящая работа посвящена разработке приемлемых в горном производстве решений по установлению рационального уровня извлечения запасов угля, залегающих у границ геологических нарушений, при добыче этих запасов комплексно-механизированными забоями. Автором защищается методический подход к решению вопроса о планировании потерь угля у геологических нарушений различного вида (тектонических и замещений угольного пласта), преодолеваемых очистными кошлексно-механизированными забоями.
На основе всестороннего учета горно-геологических, горнотехнических и экономических факторов в работе предлагается комплексное решение задачи выбора рациональной, экономически обоснованной схемы извлечения запасов угля, залегающих у границ геологических нарушений, преодолеваемых комплексно-механизированными забоями. На основе выбранного уровня извлечения запасов, соответствующего технологической схеме, обеспечивающей безопасность ведения очистных работ, высокие технико-экономические показатели и полноту извлечения, разработаны методы определения и учета потерь угля. Полученные решения позволили впервые в практике отечественного горного дела решить положительно вопрос о планировании потерь угля, возникающих по геологическим причинам.
Диссертационная работа включает исследования, проведенные автором в течении 1980-1984 годов по тематике научно-исследовательских работ, выполняемых лабораторией охраны недр ВНИМЙ, в соответствии с тематическим планом, утвержденным Минутле-промом СССР.
Выводы и рекомендации диссертации использованы при составлении "Указаний по нормированию, планированию и экономической оценке потерь угля в недрах на шахтах Подмосковного бассейна" и "Указаний по рациональному ведению горных работ в зонах влияния геологических нарушений".
Работа выполнялась в лаборатории охраны недр Всесоюзного, ордена Трудового Красного Знамени, научно-исследовательского института горной геомеханики и маркшейдерского дела и на шахтах производственных объединений по добыче угля "Северокуз-бассуголь", "Тулауголь", "Новомосковскуголь".
Все основные результаты работы по аналитическим и шахтным исследованиям получены лично автором. Разработка рекомендаций по внедрению результатов исследований проводилась при непос-редсвенном участии автора.
Отдельные этапы работы докладывались на конференциях: "Вопросы теории и практики разработки и обогащения полезных ископаемых" в ИПКОН АН СССР, 1982г. ; "Совершенствование техники, технологии и организации шахтного строительства, открытых и подземных горных работ" в КузНИИШахтострой, 1983г. ; на ежегодных конференциях молодых ученых Северо-Запада во ЕНИМИ, 1982, 1983 г.г. ; на встрече специалистов по вопросу "Совершенствование нормирования, определения учета потерь и разработка мероприятий по снижению потерь полезных ископаемых при добыче" (4-6 октября 1983г.), проведенной Центральным правлением НТГО Минуглепрома СССР и павильоном "Угольная промышленность" ВДНХ СССР.
Автор выражает искреннюю признательность за оказанную практическую помощь на разных стадиях выполнения работы канд.техн. наук А.Л.Губенко, инж. Л.М.Шерману и другим сотрудникам лаборатории охраны недр, а также сотруднику лаборатории шахтной геологии канд.геол-минер,наук Г.А.Любичу.
Основные принципы экономического обоснования полнлты извлечения запасов
Понятие рационального использования недр включает в себя не только снижение потерь полезных ископаемых при добыче, но и сокращение до минимума издержек производства. Для социалистического производства важно получить необходимый продукт с наименьшими затратами общественно необходимого труда. При добыче угля этого можно добиться лишь в том случае, когда бережное использование запасов будет сочетаться с целесообразными затратами на их извлечение из недр.
Вопросу экономической оценки потерь угля в недрах особенно большое внимание стали уделять в послевоенные годы, в период, когда угольная промышленность страны, восстановив свое хозяйство, вышла на новые рубежи в обеспечении экономики страны энергетическим и химическим сырьем.
Литература по экономической оценке потерь полезных ископаемых весьма обширна, но, как правило, данный вопрос ставился в общей форме и в этих случаях, как отмечает А.Н.Омедьченко [94], экономическая оценка потерь рассматривалась скорее с качественной, чем с количественной стороны.
Оборотной стороной проблемы, как правильно отмечают А.П. Судоплатов и Й.А.Бабокин [I2l] , стало то, что во многих случаях борьба за снижение потерь превращалась в самоцель и порой задергивала внедрение в производство более экономичных и производительных систем разработки.
Полемика по вопросу экономической оценки потерь угля в недрах, развернутая в середине 50-х годов на страницах журнала "Уголь" и вызванная статьей А.П.Судоплатова и И.А.Бабокина [l2l], позволила обменяться мнениями по этому вопросу и наметить пути его решения.
Поисками приемлимнх решении занимались и в горно-рудной и в угольной промышленности. Обзор литературы, посвященной этому вопросу, осуществлен многими авторами, но наиболее полно и це-ленаправлено это сделано А.Н.Омельченко в работе [94] и М.И. Агошковни[і22]. Следует отметить большой вклад таких авторов как Р.П.Каплунова, обосновавшего в работе [57] , что в стоимость потерянной руды входит сумма затрат, произведенных на эту руду, но вывод автора, что руда и до произведения этих затрат уже имела ценность, равную разности между ценой и себестоимостью металла в руде, неправилен, т.к. полезное ископаемое, залегающее в недрах, к которому не приложен общественно необходимый труд, стоимостью не обладает.
Л.В.Крыжов в статье [бб] отмечает, что полезное ископаемое в недрах приобретает стоимость не сразу, а постенно по мере того, как на него затрачивается в процессе горного производства общественно полезный труд. Ошибочно мнение Ж.В.Крыжова о том, что любое увеличение потерь всегда ведет к снижению производительности горного предприятия за счет резкого увеличения услов-нопостоянных расходов при снижении добычи. Зачастую оставление дополнительных целиков улучшает условия поддержания кровли, что позволяет повысить темпы работы очистного механизированного за боя.
А.А.Сергеев в работе [ Пб] считает, что экономическое значение потерь полезных ископаемых в недрах должно определяться ущербом, нанесенным этими потерями не отдельному горно-добывающему предприятию, а народному хозяйству. В данном случав необходимо отметить, что речь идет о потерях, соответствующих выбранным для внедрения технологическим решениям (схемы вскрытия, подготовки и системам разработки). Также справедливо решение автора о необходимости включения в себестоимость продукции затрат на разведку.
Я.3.Банковский в работе [109] правильно определил понятие экономической оценки потерь угля "...совокупность расчетов, по результатам которых определяется экономически целесообразный размер потерь угля в недрах при эксплуатации угольных месторождений". Обозначен автором и круг вопросов, которые можно решить на основе этого метода.
К.Л.Пожарицкий и П.В.Володомонов в работах [ 104] и [ 19] указывают на необходимость учета потерь при экономической оценке потерь дифференциальной горной ренты, но их предложения сложны для применения в производстве и дают завышенные результаты.
Работы В.Ф.Беседина [іб] и А.С.Астахова [ 12]посвящены методологии экономической оценки потерь угля в недрах с учетом фактора времени.
Все авторы рассматривали экономическую оценку потерь угля в недрах с точки зрения выбора рациональной системы разработки, вопрос возникновения потерь внутри системы ведения очистных работ и их экономической оценки до сих пор не изучался.
Итогом обобщения многолетних исследований стала разработка "Типовых методических указаний по оценке экономических последствий от потерь твердых полезных ископаемых при разработке месторождений" [ 127]. На основе этой Типовой методики БНИМИ была разработана методика технико-экономического анализа, включенная в отраслевую инструкцию [ЮЗ]. В этих документах критерием экономической оценки, наиболее полно учитывающим интересы отрасли и народного хозяйства при выборе оптимального варианта разработки месторождения или его части была обоснованно выбрана прибыль на I тонну погашенных балансовых запасов. Эта прибыль формируется из разности себестоимости добычи и замыкающих затрат -предельно допустимых с точки зрения народного хозяйства, затрат на получение единицы готовой продукции в некотором районе и в определенное время [100, 140].
Н.А.Хрущев отмечает в своей статье [62], что стоимостная оценка потерь должна быть различной в зависимости от ее целей. Об этом же говорится и в коллективном труде авторов [75] под общей редакцией А.Н.Омельченко, что для решения одной и той же задачи, но в условиях разных отраслей и подотраслей могут применяться различные методы конструирования размеров замыкающих затрат в каждом конкретном случае оценки указывается и в работе [ 122].
Сложность вопроса об установлении размеров замыкающих затрат показывает, почему Типовыми методическими указаниями по экономической оценке последствий от потерь [127] не исключается возможность использования в некоторых случаях для проведе-ния технико-экономических расчетов вместо замыкающих затрат оптовых цен, особенно, как указывается в работе [75], для шахт,
Определение объемов потерь угля при переходе ОЖ мелкоамплитудных тектонических нарушений
При наличии в выемочном столбе мелкоамплитудного тектонического нарушения запасы столба можно разделить на три части: запасы, залегающие перед и за зоной влияния нарушения на работу очистного механизированного забоя (зоны I и II), и третья часть - это собственно запасы, залегающие в зоне влияния нарушения (зона Ш), как показано на рис. 2.1.
Зоны I и II характеризуются нормальным для данного выемочного участка горно - геологическими условиями разработки. Но для того, чтобы получить возможность ведения очистных работ в зоне П, лежащей за нарушением по ходу очистного забоя, необходимо осуществить мероприятия по преодолению зоны влияния нарушения (зоны Ш), учитывая безопасность ведения горных работ, минимально возможные затраты, сохранение темпов добычи и полноты выемки запасов. Зона Ш ограничивается таким положением линии очистного забоя, когда хоть одна из секций крепи (Ж испытыва ет прямое или косвенное влияние нарушения (выход к сместителю, резкое изменение величины давления на секции крепи и др.).
Рассмотрим формирование потерь при переходе ОМК нарушений с различными геометрическими сочетаниями смещенных крыльев пласта и сместителя (рис. 2.1.). Выбор плоскости разреза на рис. 2.2. не случаен, как указывается в [62] , именно в этой плоскости разреза по линии простирания пласта удобнее рассматривать конвейерный и вентиляционные штреки, выработки, которыми было вскрыто переходимое нарушение. Определение основных параметров нарушения в этой плоскости (в указанных выработках) позволит более достоверно оценить возможность перехода нарушения ОМК и более точно установить величину теряемого при этом угля. Исходя из этого, все последующие построения и выводы сделаны на разрезах по линии простирания угольного пласта.
Симметричность в расположении выработок при переходе нарушений относительно плоскости сместителя (см. рис. 2.2.) вызвана не только минимальной в этом случае величиной теряемого при переходе угля, но и минимальным объемом вынимаемой при переходе породы, что оказывает сильное влияние на работу комплекса, особенно при значительной величине крепости этой породы.
В зависимости от соотношения параметров нарушения, возможно несколько вариантов схем перехода с различным геометрическим соотношением смещенных крыльев пласта, сместителя и зоны пере хода. Под зоной перехода подразумевается зона влияния переходимого нарушения на работу ОЖ (рис. 2.1.). Для определения качественных характеристик перехода, с точки зрения полноты извлечения, рассмотрим возможные варианты перехода.
Вариант I. На рис. 2.3 показан, на разрезе по простиранию пласта, переход дизъюнктивного нарушения возникающий при выполнении условияДля производства дальнейших выводов необходимо определить значение величин а и а
Рассматривая далее другие возможные схемы перехода ОЖ тектонических нарушений при наличии зоны перекрытия, установлено, что формулы (2.3) и (2.4) справедливы для любого варианта перехода таких нарушений.Получив формулы для определения величин а и а , можно найти выражения для вычисления сечений теряемых при переходе пачек угля, из рис. 2.3 видно, что они равны
Из подобия треугольников ЗВД и НМР (рис. 2.4) получимусловия подобия для площадей треугольниковДля получения значения зольности горной массы добываемой из зоны перехода ОЖ нарушения необходимо кроме величины вынимаемой пустой породы знать и величину вынимаемого при переходе угля. Площадь сечения, вынимаемого при переходе угля, для рассматриваемого варианта перехода, определится по формуле
Учитывая формулы (2,3) и (2.4), видно, что этот вариант перехода возможен при соотношениях амплитуды Я и вынимаемой мощности ТП , превышающих значение я/тя= 1,5, установленным как предел для переходимых нарушений (см. табл. 2.1). Принимая во внимание развитие горной техники и технологии и возможный в будущем переход ОЖ более крупных тектонических нарушений рассмотрим и этот вариант.
Геометрические построения, приведенные на рис. 2.4, позволяют сделать следующие выводыДля вычисления площади сечения, вынимаемой при переходе пустой породы, будет справедлива формулаПлощадь сечения, вынимаемого из зоны перехода угля, выражается формулойВариант Ш (рис. 2.5), наиболее часто встречаемый в практике вариант перехода, когда амплитуда смещения значительно меньше, вынимаемой комбайном (Ж, мощности угольного пласта.
При вычислении величин а и а1 по формулам (2.3) и (2.4), для условий этого варианта перехода, величина а получается отрицательной (мнимой)что и является условием возникновения третьего варианта перехода ОМК тектонических нарушений с наличием зоны перекрытияусловииДля варианта Ш величина площади сечений, теряемых угольных пачек, определится по формуле
Пустая порода при этом варианте, как видно из рис. 2.5, не присекается.Площадь сечения, добываемого из зоны перехода угля, определится по формулеАналогично нарушениям с наличием зоны перекрытия, при переходе нарушений с зонами зияния, возможно три варианта геометрического соотношения смещенных крыльев угольного пласта, сместите ля и зоны перехода. Рассмотрим их в том же порядке.
Вариант I (рис. 2.6), возникает при удовлетворении условияКак и при рассмотрении цредыдуших вариантов перехода, во-первых, необходимо получить формулы для определения величин агде АД - зона зияния,Аналогично выводам сделанным ранее, формулы (2.19) и (2.20) будут справедливы для любого вида перехода 0Ж нарушений, характеризующихся наличием зоны зияния. Величина площади сечений, теряемых при переходе угольных пачек, для рассматриваемого варианта, определится а учитывая подобие треугольников ВШ и НЕМ получим, аналогично (2.5) и (2.6)а для определения площади сечения пустой породы, вынимаемой при переходеВеличина пощади сечения, добываемого при переходе угля, выразится формулой (рис. 2.7), возникает при амплитудах смещения значительно превышающих вынимаемую мощность угольного пласта (нарушения такого типа в настоящее время относятся к неперехо-дишда (Ж), при выполнении условияПлощади сечений, теряемых при переходе угольных пачек, в данном случае, будут равныПлощадь сечения, вынимаемой при переходе пустой породы,выразитсяS"=MP H-m) ,
Экономическое обоснование уровня извлечения запасов при преодолении ОМК тектонических нарушений
Возможность ведения очистных работ у границ геологических нарушений по той или иной технологической схеме, в первую очередь, определяется горно-техническими возможностями применяемого в очистном забое оборудования. Так, например, выполнение наклона в различных плоскостях всего оборудования сразу или по частям дает возможность переходить мелкоамплитудные тектонические нарушения без перемонтажа в одних случаях, или добиваться увеличения запасов посредством поворота линии очистного забоя в других; большой рабочий ход исполнительного органа очистного комбайна, позволяющий производить выемку ниже основания забойного конвейера, также важный показатель при переходе; большое значение в период работы ОМК у границ геологических нарушений имеет величина сопртивления механизированной крепи, возможность ее сокращения, удлинения (шаг установки секций, комп --лекта), наличие управляемой передней консольной части и возможность передвижки секций крепи сразу за очистным комбайном, что повышает безопасность ведения горных работ.
Учитывая сложившуюся ситуацию в подземных очистных работах на данном этапе развития горного производства, автором выявлены (см. гл. П и ЗУ) граничные условия применения различных технологических схем ведения очистных работ у границ геологических нарушений разного типа, основанные на технических возможностях оборудования современных ОМК.
На следующем этапе из схем, применение которых не противоречит техническим возможностям оборудования ОМК, выбирают к внедрению ту, которая обладает лучшими экономическими показателями и позволяет добиться большей полноты извлечения запасов.
При выборе уровня извлечения запасов при преодолении геологического нарушения очистным комплексно-механизированным забоем, во-первых, рассматривается возможность его перехода без перемонтажа оборудования ОМК. Схема перехода обладает лучшими экономическими показателями по сравнению с другими схемами преодоления нарушений. Это можно доказать, проанализировав дополнительные затраты:- для схемы перехода дополнительные затраты состоят из затратна проведение мероприятий по поддержанию забоя и кровли взоне перехода и затрат, вызванных снижением нагрузки на забой во время перехода нарушения (в I.I. и 2.2. указывалось, что себестоимость добычи при переходе увеличиваетсяв среднем на 10-20%);- для всех других схем характерно наличие дополнительных зат рат на выполнение горно-технических мероприятий:а) проведение и поддержание дополнительных горных выработок,б) установку дополнительного оборудования (транспортного или другого),в) выполнение работ ) связанных с перемонтажем оборудования ОЖ,г) дополнительные меры - по поддержанию забоя и кровли особенно при применении схемы с поворотом линииочистного забоя (см. рис. 2.14, в).
Кроме того, возрастают условно-постоянные расходы, вызванные снижением нагрузки на забой. Схемы с перемонтажом оборудования ОЖ, как уже указывалось в 2.5 и подтверждается анализом технико-экономических показателей работы таких забоев на шахтах Кузбасса, дают увеличение участковой себестоимости в пределах 20-50$.
При наличии одинаковых дополнительных затрат на мероприятия по поддержанию забоя и кровли, а также вызванных снижением нагрузки на забой, схемы с перемонтажом оборудования ОЖ имеют также пункты затрат, которых нет при схеме перехода, это затраты на проведение и поддержание дополнительных горных выработок и затраты на выполнение работ по перемонтажу оборудования ОЖ, что при премерно равном снижении нагрузки на очистной забой (см. 2,2.) и высокой степени извлечения запасов при переходе, обеспечивает этой схеме более высокие экономические показатели. Это было подтверждено при сравнении фактических показателей, например, участковая себестоимость I тонны добычи угля из зоны перехода мелкоамшгитудных тектонических нарушений на шахте Березовская" ПО "Северокузбасеуголь" в среднем составила 3,2 руб/т, в то время как из лавы № 367, преодолевшей нарушение такого же типа по схеме с перемонтажом и выемкой части запасов коротким забоем (см, рис. 2.II, б), участковая себестоимость была около 5,3 руб/т.
Экономическая выгода перехода нарушений без перемонтажа оборудования (Ж, при доказательстве возможности такого перехода с технической точки зрения (см табл. 2.1) указывается на экономическую целесообразность оставления при переходе части угля в виде пачек в кровле и почве, т.е. другими словами устанавливается экономически обоснованный уровень извлечения запасов из зоны перехода ОЖ тектонического нарушения.
Из приведенного выше перечня дополнительных затрат видно, что при выборе схемы работы ОЖ при преодолении непереходимых нарушений основное влияние будут оказывать затраты на проведение и поддержание дополнительных горных выработок и степень извлечения запасов из зоны нарушения.
Объемы подготовительных выработок, проводимых дополнительно при схемах преодоления непереходимых нарушений с отработкой части запасов этого нарушения коротким забоем (см. рис. 2.II, б) и поворотом линии очистного забоя в плоскости: пласта (см. рис. 2.II, в) (суммарная длина этих выработок) определяется по формулам:
Допустим, что в обоих случаях L = 100 м, тогда при изменении Данные, приведенные в табл. 3.1, показывают, что объем проведения дополнительных горных выработок в рассматриваемых схемах соизмерим лишь при малых (до 10 ) углах встречи. При значениях угла встречи оС 20 объем проведения дополнительных выработок при повороте линии очистного забоя значительно превышает такую же величину в схеме с коротким забоем. При этом следует отметить, что с увеличением угла встречи извлечение запасов из зоны нарушения при повороте линии очистного забоя снижается, так как при этом исключается возможность наращивания секций механизированной крепи и забойного конвейера и часть запасов теряется (см. рис. 2.II, в).
Учитывая вншеизложеннов, а также трудности работы по схеме с поворотом линии очистного забоя при углах встречи dC 20o (см. 2.5.), можно сказать, что с точки зрения экономической целесообразности применения схемы С ПОВОРОТОМ линии очистного забоя в плоскости пласта желательно при соблюдении условия--При больших углах встречи рассматривается возможность применения других схем преодоления нарушений, а именно схемы с оставлением "углов" (см. рис. 2.II, а) и схемы работы коротким забоем (см. рис. 2.II, б).
В предыдущем параграфе установили, что экономическая целесообразность принятия какого-либо технического решения при ведении очистных работ без изменения параметров системы разработки определяется величиной плановой прибыли на I тонну погашенных балансовых запасов или, другими словами, предпочтение отдается тому решению, при котором лучше соотношение дополнительных затрат к извлеченным балансовым запасам. Дополнительные затраты на преодоление зоны нарушения и степень извлечения балансовых запасов находятся в прямой зависимости - чем большего
Экономическое обоснование уровня извлечения запасов у границ нарушений с замещением угольного пласта
Выбранный ранее, критерий оценки рационального уровня извлечения запасов у границ тектонических нарушений (см. 3.1) -прибыль на тонну погашенных балансовых запасов, залегающих в зоне влияния тектонического нарушения на работу комплексно-ме ханизированного забоя (зона Ш см. рис. 2.1), справедлив и для оценки уровня извлечения запасов у границ замещений угольного пласта (см. рис. 4.1).
При рассмотрении любого случая преодоления ОМК замещения угольного пласта можно применить несколько технологических схем работы ОМК, обеспечивающих условие безопасного ведения горных работ и различную степень извлечения запасов. Условия применения той или иной схемы определяются большей величиной прибыли на тонну погашенных балансовых запасов, рассчитываемой для сравниваемых вариантов.
Методика проведения сравнительного технико-экономического анализа, подробно рассмотренная в 3.2., - полностью справедлива и для установления рационального уровня извлечения запасов при работе ОМК у границ замещений угольного пласта.
Для экономического обснования граничных условий, определяющих уровень извлечения запасов у границ карстовых нарушений в условиях Подмосковного бассейна, автором, были выбраны те из участвующих в статистическом анализе примеры, которые соответствовали разработанным условиям (см. табл. 4.1). Фактические технико-экономические показатели работы этих лав должны были определить экономическую целесообразность применения рекомендаций, предлагаемых автором, при этом основным оценочным критерием должна быть прибыль на I тонну погашенных балансовых запасов. К сожалению удалось установить значение технико-экономических показателей только для 32 из 66 лав, удовлетворяющих условиям, приведенным в табл. 4.1. Однако из 32 значений показателя полной шахтной себестоимости добычи, лишь 4 превышали значение оптовой цены, работали в убыток, это показывает на экономическую целесообразность применения схем работы ОЖ у границ замещений угольных пластов, показанных на рис. 4.2, а-в и 4.3, а, в границах, которые установлены на основе статистического анализа (см. табл. 4.1).
Условия применения других схем работы ОЖ у границ карстовых нарушений определялись значением граничного угла встре-чисСгрлинии очистного забоя с нарушением [36] , который был определен при участии автора, на основе статистических исследований с учетом экономических показателей работы комплексно-механизированных забоев на шахтах Подмосковного бассейна, главным из которых была участковая себестоимость. На основании этого можно считать, что и границы применения схем работы ОМК у непереходимых карстовых нарушений, пересекающих всю ширину выемочного столба (см. рис. 4.3, б-г), определяемые величиной угла встречи линии очистного забоя с нарушением (см. табл. 4.1), экономически обоснованы. Следовательно границы v применения схем работы ОЖ у карстовых нарушений Подмосковного угольного бассейна, приведенные в табл. 4.1, определяют рациональный уровень извлечения запасов, обоснованный технически и экономически.1. Исследования работы комплексно-механизированных лав в условиях Подмосковного и Кузнецкого угольных бассейнов у границ геологических нарушений с замещением угольного пласта, позволили автору выбрать восемь возможных технологических схем работы механизированного забоя в период преодоления им зоны замещения угольного пласта.2. Используя статистический метод анализа работы коїш -лексно-механизированных лав на шахтах Подмосковного бассейна, автором установлены граничные условия (см. табл. 4.1), позволяющие определить рациональный уровень извлечения запасов у границ карстовых нарушений. Результаты статистического анализа позволили выделить нарушения, непереходимые ОМК. За критерий оценки переходимости замещений угольных пластов принято соотношение площади замещения в плоскости пласта W к площади зоны влияния нарушения на работу ОМК V. Автором установлено, что технически возможно и экономически целесообразно переходить ОМК замещения удовлетворяющие условию W/V 15$.3. Экономическая целесообразность использования, разработанных автором, рекомендаций оценивалась по фактическим результатам работы комплексно-механизированных лав у границ замещений угольных пластов, при этом учитывались только те лавы условия работы которых удовлетворяли разработанным граничным условиям (см. табл. 4.1). Удовлетворительное значение технико-экономических показателей работы ОМК в таких условиях (88$ из оцениваемых лав работали рентабельно), указывают на целесообразность применения разработанных рекомендаций с эко- . номической точки зрения.4. Рекомендации по установлению рациональных схем извлечения у границ карстовых нарушений, преодолеваемых комплексно-механизированными забоями Подмосковного бассейна могут быть использованы и в других угольных бассейнах страны, если горно-геологические условия разработки схожи с рассмотренными в анализе (пологое залегание; сходное стороение замещений угольного пласта; применение однотипного оборудования и др.), что было подтверждено на примерах работы комплексно-механи
