Разработка методики количественной оценки качества проектов угольных шахт на основе учета экономичности и надежности технологических систем, промышленной и пожарной безопасности, страница 10

В качестве параметров и характеристик альтернативных вариантов технологических схем угольных шахт в проектах варьируются: длина лавы 100-400 м, длина выемочного столба 600-3000 м, 2 или 3 выемочных выработки для оконтуривания выемочного участка, проведение выработок одиночными или спаренными забоями, вскрытие и подготовка склонных к самовозгоранию угольных пластов полевыми или пластовыми выработками с проведением профилактических мероприятий, тип и конструкция горношахтного оборудования с сочетанием технических устройств отечественного и импортного изготовления.

Приведенные технологические и технические решения позволяют отрабатывать угольные пласты, благоприятные для применения высокопроизводительного оборудования по выборочной технологии. Следствием применения такой технологии в проектах и на практике является нерациональное использование недр и формирование в пределах шахтного поля участков угольных пластов, отработка которых длинными комплексно-механизированными забоями (КМЗ) нерентабельна.

Аналогичная ситуация сложилась и на угольных разрезах, где запасы угольных пластов мощностью менее 2 м отнесены к забалансовым, не проводятся  предусмотренные проектом рекультивационные работы, ограничена область применения внутренних отвалов, горные работы  ведутся с нарушением лицензионных соглашений.

Таким образом, можно утверждать, что применяемые на шахтах и разрезах современные эффективные по экономическому критерию технологии не адаптивны ко всем запасам в пределах горных отводов угледобывающих предприятий.

Для оценки уровня адаптивности системы разработки длинными столбами с полным обрушением пород кровли (ДСО) и выемкой угля механизированными комплексами разработаны математические модели и алгоритмы [59,60]. В общем случае критерий адаптации системы разработки длинным столбами с полным обрушением пород кровли (ДСО) к природной среде можно представить в виде следующей зависимости:

,                                      (4.1)

где - комплексный критерий адаптации системы разработки длинным столбами к природной среде; N- количество частных критериев адаптации; - частный k-тый критерий адаптации.

Под частным критерием адаптации в формуле (4.1) следует понимать множество работоспособных состояний системы разработки ДСО в заданной среде. Согласно теории вероятности частный критерий адаптации равен вероятности взаимодействия системы разработки ДСО в области благоприятного состояния среды по частному параметру. В качестве примера можно рассмотреть методику определения критерия адаптации системы разработки ДСО по мощности пластов. Пусть в пределах горного отвода шахты запасы угля распределяются по мощности в соответствии с гистограммой на рис. 4.1, исходные данные для которого приняты из  табл. 3.5.

Например, распределение промышленных запасов угля в пределах шахтного поля по мощности пласта соответствует графику, приведенному на рис. 4.1. Для отработки пластов в альтернативном варианте принята механизированная крепь Glinik-15/32-POz  с предельной раздвижностью секций крепи 1,70-3,10 м. При применении этой механизированной крепи часть промышленных запасов будет извлечена (на рис. 4.1 заштрихована). В этом случае критерий адаптации механизированной крепи к мощности угольных пластов составит

,                                                 (4.2)

где – критерий адаптации  механизированной крепи Glinik-15/32-POz к мощности пластов; - объем добычи угля с применением механизированной крепи Glinik-15/32-POz; - объем промышленных запасов в пределах шахтного поля.  

Для рис. 4.1 критерий адаптации (в простейшем случае отношение площадей отработанных запасов и всех промышленных запасов) =0,62.

Аналогично можно рассчитать критерий адаптации системы разработки ДСО по метановыделению, геологическим нарушениям, производительности транспорта, водопритоку, склонности угля к самовозгоранию и т.д.

Рис. 4.1. Схема определения критерия адаптивности технологической схемы шахты