Расчет запасов и потерь угля в шахтном поле. Производственная мощность и срок службы шахты

2.1. Расчет запасов и потерь угля в шахтном поле

По проекту в данном шахтном поле предусматривается отработка пластов XXVI и XXVII. По классу мощности пласты относятся к средним. Размеры шахтного поля таковы: по простиранию – 5 км, по падению – 1,5 км. Следовательно расчет запасов и потерь угля будем производить только по этим двум пластам [1].

Балансовые запасы можно рассчитать по формуле:

                                              , где   (1.1)

 − балансовые запасы, т;

S – размер шахтного поля по простиранию, м, S = 5000 м;

H – размер шахтного поля по падению, м, H = 1500 м;

 − суммарная мощность разрабатываемых пластов, м;

 − средняя плотность угля, т/м³,  т/м³.

 т.

Запасы, получаемые путем исключения из балансовых запасов проектных потерь, подлежат извлечению из недр и называются промышленными запасами. Они рассчитываются по формуле:

                                                  , где        (1.2)

 − промышленные запасы, т;

 − балансовые запасы, т;

 − проектные потери угля, т;

Проектные потери угля подразделяются на общешахтные и эксплуатационные:

                                                   , где        (1.3)

 − потери общешахтные, т;

 − потери эксплуатационные, т;

Угол падения пластов изменяется от 12° до 18°, значит залегание пластов пологое. Для пологого залегания пластов общешахтные потери определяются по формуле:

                                               .    (1.4)

 т.

Эксплуатационные потери рассчитываются по формуле:

                                             , где   (1.5)

− коэффициент эксплуатационных потерь. Принимаем столбовую систему разработки, а значит, выбираем из пределов , ;

 т.

Тогда проектные потери угля составят:

 т.

Промышленные запасы угля составят:

 т.

В итоге  запасы угля на данном шахтном поле получились равными 24796143,8 т. Данное значение принимается для дальнейших вычислений.

2.2. Режим работы шахты

При расчетах в данном проекте будет принят следующий режим работы шахты:

1) число рабочих дней в году – 300;

2) число добычных смен в сутки – 3;

3) продолжительность рабочей смены: на подземных работах – 6 часов; на поверхности – 8 часов;

4) режим работы трудящегося – пятидневная рабочая неделя.

2.3. Производственная мощность и срок службы шахты

Исходя из горно-геологических  и горнотехнических условий для отработки пластов целесообразнее принять механизированный комплекс КМ-138/2, с комбайном 1ГШ-68. В шахтном поле к первоочередной отработке принят XXVI пласт с рабочей мощностью 1,3 м. На пласте будут размещены два очистных забоя. И только после полной отработки пласта XXVI приступим к подготовке пласта XXVII. Ниже приведен расчет для двух очистных забоев пласта XXVI. 

Среднесуточная нагрузка на очистной забой [2] (т/сут):

                                   ,                                                                                     (1.6)

где  A₀ – нормативная нагрузка на очистной забой, т/сут, A₀=3330 т/сут;

ΔA_m – изменение нормативной нагрузки по мощности, т/сут, ΔA_m =16,5 т/сут;

ΔA_l – изменение нормативной нагрузки по длине, т/сут, ΔA_l=2,1 т/сут;

M – заданная мощность, м, m=1,3 м;

m₀ – нормативная мощность, m₀=2 м;

К – поправочный коэффициент, К=0,8÷0,9;

l – фактическая длина очистного забоя, м, l=210 м;

l₀ – нормативная длина очистного забоя, м, l₀=200 м.

 т/сут.

При скорости подачи XVIII – к=1,17

  т/сут.

С учетом того, что на пласте находятся два очистных забоя суточная нагрузка составит:

  т/сут.

Нагрузка на очистной забой по газовому фактору [3] (т/сут):

                                                   ,                                                                                                                                                          (1.7)

где  v_в – допустимая по ПБ [4] скорость движения в лаве, м/с, v_в=4 м/с;

d – допустимая концентрация метана в исходящей струе лавы [4], %, d =1 %;

k_в – коэффициент, учитывающий движение воздуха по выработанному пространству за крепью, k_в=1,3;

q_пл – относительная метанообильность пласта, м³/т, q_пл = 12 м³/т;

σ – коэффициент, учитывающий предварительную дегазацию пласта (значения σ привидены в табл. 2.1).

.

Таблица 2.1

Эффективность предварительной дегазации разрабатываемых пластов на выемочных участках

№ п/п	Схема расположения пластовых скважин	Коэффициент дегазации пласта, Kg	Минимальная величина разрежения у устья скважины
			кПа	мм. рт. ст.
1.	Восстающие или горизонтальные параллельно-одиночные скважины на пологих пластах	0,2 – 0,25	6,7	50
2.	Нисходящие параллельно-одиночные скважины	0,15 – 0,20	13,3	100
3.	Пластовые параллельно-одиночные скважины в зоне предварительного гидроразрыва
4.	Перекрещивающиеся скважины	0,3 – 0,4	6,7	50
5.	Перекрещивающиеся скважины  в зоне предварительного гидроразрыва	0,4 – 0,5	6,7	50

* Числитель – для восстающих или горизонтальных скважин; знаменатель – для нисходящих скважин.

k_е – коэффициент, учитывающий естественную дегазацию пласта и других источников выделения метана при отсутствии добычных работ, k_е=0,7;

S_л – минимальная площадь поперечного сечения призабойного пространства для механизированного комплекса КМ-138/2, [3]:

                                                     ,                                                                                    (1.8)

где  m – мощность пласта, м;

B – длина секции, м, В=5,2 м.

м².

  т/сут.

Так как выполняется условие A_сут < Q_г, то нагрузку на очистной забой оставляем без изменений.

Добыча угля с одного цикла (т):

                                                       ,                                                                                      (1.9)

где  l – длина очистного забоя, м, l=210 м;

r – ширина захвата комбайна, м, r =0,8 м;

g - плотность угля, т/м³,  g=1,41 т/м³;

с – коэффициент извлечения угля, с=0,95.

 т.

Количество циклов в сутки:

                                                               .                                                                                                (2)

циклов.

Принимаем количество циклов n_ц=8.

Фактическая нагрузка на очистной забой (т/сут):

                                                            .                                                                             (2.1)

 т/сут.

Тогда годовая производственная мощность шахты будет равна:

,

где N – число рабочих дней в году, N=300 дней.

т.

Полный срок службы шахты  составляет [1]:

                                                     ,           (2.2)

где,  - расчетный срок службы шахты, лет;

 - время периода освоения, лет;

 - время периода затухания, лет.

Исходя из того, что  млн. т, то  года и  года, принимаем  года.

Расчетный срок службы шахты вычисляется по формуле:

                                                          ;                (2.3)

 лет.

Полный срок службы шахты составит:

 лет.