Введение к работе
-у:. .
Актуальность работа. Угольные месторождения Кузбасса представляют собой свиту нарушенных пластов. Порядок разработки месторождений устанавливается по критерию минимума текущего коэффициента вскрыши, что ведет к постоянно меняющейся интенсивности отработки различных частей поля разреза. Трудоемкость открытой разработки таких месторождений обусловлена многими факторами, к которым следует отнести сложные горно-геологические условия разрабатываемых месторождений, несоответствие рабочих параметров выемочно-погрузочного и транспортного оборудования сложному пространственному положению и структуре пластов з забое, несогласное подвигание фронта горных работ по отношению к залеганию пластоз и др. Это приводит к увеличению потерь угля и возникновению вспомогательных горных работ, доля которых на разрезах северного Кузбасса достигает 65...75 % от объемов вскрыши. На их выполнении задействовано около 1/3 списочного парка экскаваторов.
Прогнозирование производительности выемочно-погрузочного оборудования осуществляется исходя из достигнутой. Недостаточно учитывается сложность ведения горных работ, их изменчивость от горно-геологических условий, сложность вскрытия эабочих горизонтоз.
Для снижения потерь угля при зыемке пластов наклонного падения добычные заботы ведутся уступами уменьшенной высоты, что является причиной снижения производительности экскаваторов. В этих условиях эффективность открытой шработки месторождений зо многом определяется обоснованностью принимаемых )ешешш по динамике развития горных работ.
Анализ развития горных работ на разрезах северного Кузбасса показывает, что нападение их фактического положения в пространстве с плановым контуром оставляет 59 % , а выполнение по времени в совпадающих контурах отклоняется на рок до 7,5 месяцез. Следовательно, повышение эффективности добычи угля за счет іационального направления развития горных работ з пределах контуров разреза влястся актуальной научной задачей.
Диссертационная работа выполнялась в рамках исследований по целевой омплексной программе Мкнуглепрома СССР ЦКОП 150805, по региональной :рограмме " Сибирь " АН СССР ( программа " Уголь Кузбасса " ) в соответствии с
-4-планом научно - исследовательских работ Кузбасского политехнического института в период 1981-1989 гг.
Цель теботы - повышение эффективности добычи угля открытым способом за счет рационального направления развития горных работ.
Идея работы заключается в том, что при обосновании рационального направления развития горных работ учитываются объемы специфических вспомогательных экскаваторных работ и особенности их появления.
Научные пэло>хег-'К. представляемые к защите:
необходимость в выполнении вспомогательных горных работ, объемы которых находятся в параболической зависимости от угла откоса рабочего борта и высоты рабочей зоны, обусловлена сложноструктурным залеганием пластов, трудностью вскрытия рабочих горизонтов и сложным контуром фронта горных работ;
порядок развития горных работ, обеспечивающий рациональное использование недр и повышение достоверности планов горных работ, необходимо обосновывать с учетом текущего коэффициента вскрыши, потерь полезного ископаемого, объемов вспомогательных горных работ;
годовую производительность зкскаваторно-автомобильных комплексов необходимо обосновывать во взаимосвязи с порядком развития горных работ и сложностью горнотехнических условий добычи угля, характеризующейся количественной оценкой условий выемки угольных пластов. Научная ковтака работы заключается в том что:
- установлена параболическая зависимость между объемом выполнения
вспомогательных горных работ, углом откоса рабочего борта и высотой рабочей зоны;
- установлен характер взаимосвязи между величиной текущего коэффициента
вскрыши и уровнем эксплуатационных потерь полезного ископаемого при выборе
направления развития горных работ;
определены параметры отклонения производительности экскаваторных комплексов от ее среднего значения з зависимости от вероятностного соотношения объемов горной массы по типу сложности разрабатываемого блока;
установлены зависимости, позволяющие определять производительность экскаваторных комплексоз з конкретных сложных горно-геологических и горнотехнических условиях вариантов расстановки экскаваторов в пространстве рабочей зоны разреза.
-5-Обоскоязиноеть и досточгркоеті» научных положений, выводов и рекомендаций
подтверждается:
- методами обобщения и анализа теоретических исследований, технико-
экономического анализа, математической статистики и подтверждается 95 %
надежностью статистических зависимостей технико-экономических показателей
работы разреза от результатов планирования горных работ;
- технологическая необходимость и объемы выполнения вспомогательных горных
работ экскаваторами кг разрезах Кузбасса обоснованы технико-экономическим
анализом, методами математической статистики и аналитической геометрии;
- рациональный вариант порядка развития горных работ с учетом
эксплуатационных потерь полезного ископаемого, текущего коэффициента вскрыши и
объема вспомогательных горных работ определен на основе математического
моделирования месторождений, метода вариантов при совпадении зон выемки с
фактом по добыче 68,4 %, по вскрыше 72,7 %, по горной массе 71,7 %;
рациональный вариант схемы экскавации обоснован технико-экономическим анализом, аналитическим методом и методом линейного программирования при отклонении расчетной величины производительности экскаваторных комплексов от фактической на 8...16% против 16...30% по существующей методике;
эффективность технологических решений ведения вспомогательных горных работ подтверждена знедрекием на разрезе "Черниговский".
Научиод зтачжге работы заключается в установлении закономерностей изменения производительности экскаваторко-автомобилькых комплексов и параметров вспомогательных горных работ от горнотехнических условий разработки при годовом планировании горных работ.
Пряуткчегкса зкг-азкке ре.бзтм заключается в разработке метода расчета порядка развития горных работ, позволяющего иметь рациональный уровень потерь полезного ископаемого, формировать рациональный вариант расстановки экскаваторов в пространстве рабочей зоны разреза, планировать технологически необходимые збъемы вспомогательных горных работ с использованием ЭВМ.
Реализация зьгзодоз и секоге^даний заботы. Технологические схемы зспомогательных горных работ использованы при разработке отраслевого рабочего юкумента ?Д 12.18.С82-88 "Альбом оптимальных инженерных решений при троизводстве горно-вскрышных работ з нетинозых условиях на строительстве и
рсконструкции разрезов". Технология ведения вспомогательных горных работ внедрена на разрезе "Черниговский" с фактическим экономическим эффектом 42,2 тыс.р (в ценах 1985г.).
' Апробация работьз. Основные результаты исследований докладывались и получили одобрение на научно-технической конференции НТО - Горное (Кемерово, 1983г.), на научных конференциях Кузбасского политехнического института, на технических совещаниях инженерно-технических работников разреза АО "Черниговец" (г.Березовский, 1985,1988гг.) и концерна "Кузбассразрсзуголь" (г.Кемерово, 1985г.).
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 6 статей.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 84 наименований, 11 приложений, изложенных на 179 страницах машинописного текста, Содержит 35 рисунков, 31 таблицу.
Автор считает приятным долгом выразить благодарность сотрудникам кафедр открытых горных работ Кузбасского государственного технического университета, Московского государственного горного университета, работникам концерна "Кузбассразрсзуголь", разрезов "Кедровский" и "Черниговский" за помощь в организации и проведении исследований; докторам технических наук П.И.Томакову, Н.Н.Медникову, А.С.Ташкинову за полезные консультации.