Научная статья на тему 'Методические принципы выделения геоструктур участков угольных месторождений по критериям технологичности отработки запасов'

Методические принципы выделения геоструктур участков угольных месторождений по критериям технологичности отработки запасов Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
97
36
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Заволокин Д. В.

Проведен анализ долевого участия вариантов систем разработки угольных пластов на шахтах Кузбасса.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Методические принципы выделения геоструктур участков угольных месторождений по критериям технологичности отработки запасов»

---------------------------------------------- © Д.В. Заволокин, 2008

УДК 622.272 Д.В. Заволокин

МЕТОДИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ВЫДЕЛЕНИЯ ГЕОСТРУКТУР УЧАСТКОВ УГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПО КРИТЕРИЯМ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ ОТРАБОТКИ ЗАПАСОВ

Проведен анализ долевого участия вариантов систем разработки угольных пластов на шахтах Кузбасса.

Семинар № 13

И практика проектирования

ж. Л. строительства угольных шахт нового технико-экономического уровня свидетельствует о недостаточной обоснованности геометрических параметров участков месторождений под отработку запасов подземным способом. В пределах этих участков имеет место распространение различных геоструктур, отработка запасов которых требует использования адаптивных к условиям их залегания технологий. В связи с этим актуализируется необходимость решения вопроса корректного выделения геоструктур при определении параметров шахтных полей, разработке календарных планов отработки запасов и формировании программ перспективного развития горного производства.

При решении вопроса выделения геоструктур участков угольных месторождений возникает необходимость в реализации методического подхода, при котором геологическая структура выступает как единый объект технологии отработки запасов. В качестве геоструктуры может выступать синклиналь, антиклиналь, моноклиналь или брахиск-ладка, размеры, которых превышают или соответствуют размерам шахтного поля, а также части последнего вне границ нарушенных участков.

Многообразие распространения различных типов угленосных геоструктур можно проиллюстрировать на примере Кузнецкого угольного бассейна (рис. 1) [1].

Поскольку внутри угленосной геоструктуры присутствуют различные геологические дислокации, то для её рационального освоения и повышения полноты извлечения балансовых запасов из недр, из геоструктуры выделяют более простые субструктуры в геометрических контурах участков, осложнённых нарушениями, которые в свою очередь делятся на отдельные технологические участки (эксплуатационные блоки), условиями выделения которых выступают такие признаки как [3, 4]:

- изменение угла падения пласта не более чем на 15 %;

- изменение суммарной мощности пластов не более чем на 20 %;

- наличие участков, где наблюдается большое число геологических нарушений (размывов, разрывов, частой волнистости и мелкой складчатости и т.д.); наличие участков, где в результате на-рушенности вмещающие породы неустойчивы (в том числе у крупных тектонических нарушений); наличие

участков, где в угольном пласте встречаются породные включения;

- наличие небольших участков, расположенных между тектоническими нарушениями, переход через которые сопряжён с проведением в значительном объёме горных выработок по породе;

- наличие сильно обводнённых участков (в случаях, когда осушение такого участка невозможно или экономически нецелесообразно);

- возможность отработки с использованием только одной технологии (монотехнологии);

- наличие «остаточных» участков, образовавшихся после выделения технологических участков с характер-ными признаками.

Рис. 1. Тектоническая схема

Кузнецкого бассейна: 1 - наиболее крупные брахисинклинали; 2

- обособленные крупные антиклинали; 3 - краевые разломы и крупные взбросы.

Таким образом,

гическая часть угленосной геоструктуры выделяется по совокупности заданных признаков, основными из которых являются отсутствие изменчивости горно-геологи-ческих и горнотехнических условий и можность отработки с пользованием одной определённой технологии

нотехнологии).

Анализ результатов работы ведущих горных приятий Кузбасса за 2007 год, осуществляющих добычу угля подземным спо-бом, показал, что на шахтах отрабатывают пологие и клонные (до 350) пласты мощностью от 0,7 до 11 м, с зольностью угля до 40 %, при этом применяются следующие системы разработки: длинные столбы с полным обрушением кровли (ДСО), наклонными слоями (НСО) и камерно-столбовая система (КСО). Долевое участие вариантов систем разработки угольных пластов на шахтах Кузбасса показано на рис. 2.

Анализ показывает, что преобладающими системами разработки в Кузнецком бассейне являются ДСО и НСО (рис. 2). Это свидетельствует о том, что отработке подлежат запасы на основе только одной технологии (монотехнологии). Такой технологический подход не обеспечивает долж-ной полноты извлечения балансовых запасов предприятия.

100

95

90

85

80

75

70

65

60

55

50

45

40

35

30

25

20

15

10

5

ж :

и і

■ ДСО

□ КСО

□ НСО

□ КСС

га ^

К

>

с

О

3

£

наименование шахты

с

<

Рис. 2. Долевое участие вариантов систем разработки угольных пластов на шахтах Кузбасса

В результате применения только одних длинностолбовых систем разработки в недрах остаются значительные запасы угля, образованные за счёт различных видов эксплуатационных потерь по площади, в частности у границ выемочных участков в целиках неправильной формы и у геологических нарушений, эти запасы могут быть частично отработаны посредством доворота механизированного комплекса, использования укоро-ченных очистных забоев или системой КСО, если это удовлетворяет требованиям безопасности, охраны недр и экономичности [2,

3]. Схемы ведения очистных

а)

Рис. 3 Схемы ведения очистных работ у непереходимых нарушений: а - с оставлением «клиньев»; б - с поворотом линии забоя к оси нарушения; в - коротким забоем

в)

работ у непереходимых нарушений показаны на рис. 3.

Таким образом, использование нескольких технологий отработки запасов чётко выделенной складчатой геоструктуры как единого объекта горных работ может повысить эффективность её отработки.

Важным критерием выбора наиболее рациональных вариантов сочетания систем разработки и применяемого при

ШИ

/ \-2 2 х3

^ ці

3

1 - дополнительные выработки;

2 - граница целика;

3 - сместитель;

~ уголь;

потери.

3

этом оборудования является максимально возможная полнота извлечения угля на рациональной экономической основе при соответствии качества получаемого товарного угля требованиям потребителя, а также должен учитываться баланс интересов государства и недропользователя [2].

Исходя из вышеизложенного, процесс корректного выделения геоструктур участков угольных месторождений по критериям технологичности отработки запасов может быть разделён на три итерации:

1. Геология месторождений угля и горючих сланцев СССР, Том 7 - М.: Недра, 1969.

2. Методические рекомендации по технико-экономическому обоснованию кондиций для подсчёта запасов месторождений твёрдых полезных ископаемых - М.: НП НАЭН, 2007г.

3. Указания по нормированию, планированию и экономической оценке потерь угля в

первая - выделение из геоструктуры геологических участков субструктур;

вторая - определение основных элементов геологической субструктуры и обоснование рациональных варианта параметров технологической схемы отработки запасов (рациональных технологических и пространственно-

планировочных решений);

третья - синтез и обоснование рациональной структуры гибкой технологической системы освоения геологической структуры в целом.

-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

недрах по Кузнецкому бассейну, подземные работы - Л.: ВНИМИ, 1991г.

4. Домрачев А.Н. Разработка гибких гео-технологических систем эффективного освоения угленосных складчатых структур - диссертация на соискание учёной степени доктора технических наук - Новокузнецк: 2002. иш=з

— Коротко об авторе ----------------------------------------------------------------

Заволокин Д.В. - аспирант, Московский государственный горный университет.

Доклад рекомендован к опубликованию семинаром № 13 симпозиума «Неделя горняка-2008». Рецензент д-р техн. наук, проф. В.В. Мельник.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.