CC BY
65
УДК 622:681.31
© А.Н. Домрачеев, К. Д. Лукин, 2006
А.Н. Домрачеев, К.Д. Лукин
ОБОСНОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ГЛУБОКИХ РАЗРЕЗОВ КУЗБАССА НА ПРИМЕРЕ РАЗРЕЗА “БАЧАТСКИЙ”
~П азрез “Бачатский” является од-
.яГ ним из крупнейших разрезов в Российской Федерации. Объемы добычи угля составляют порядка 8.2 млн т/год, годовой объем вскрыши- 41 млн м3, глубина горных работ приближается к 500 м. Характеристика разрабатываемых разрезом пластов приведена в табл. 1.
Вскрытие верхних горизонтов разреза +231 м и +201 м в северо-западной части месторождения выполнено внешней капитальной траншеей, нижележащие горизонты вскры-вались скользящими съездами с восточного борта разреза. После реконструкции разреза в 1970-х годах была сооружена внешняя капитальная траншея для вскрытия транспортных горизонтов +237, +221 и +205 м.
Месторождение разрабатывается по комбинированной системе. Сложные горно-геологические условия предопределили применение транспортной системы разработки с применением железнодорожного и автомобильного транспорта. В настоящее время на разрезе ве-
дется техническое перевооружение, первым этапом которого стал ввод в эксплуатацию мехлопаты P&H 2800 с емкостью ковша 34.96 м3. Для повышения эффективности автомобильного транспорта планируется приобретение и запуск в работу автосамосвалов БелАЗ 75600 грузоподъемностью 320 т.
В рамках развития специализации “Комбинированная разработка месторождений полезных ископае-
мых”кафедрой разработки пластовых месторождений ГОУ ВПО “Сибирский государственный индустриальный университет” была выполнена работа по синтезу оптимального варианта развития горных работ на разрезе “Бачатский” до горизонта -50 м в границах Центрального блока по пластам “Мощный” и “Бе-зымянный-П”
В качестве основных вариантов развития горных работ рассматривались отработка пласта “Мощный” открытым способом (после завершения технического перевооружения), от-крыто-
подземная отработка пласта
Таблица 1
Характеристика угольных пластов Бачатского месторождения
Пласт Мощность пласта, м Угол падения, град Марка угля Зольность угля, %
Мощный 8.0-15.0 65-90 КС 4.0-12.0
Горелый 2.3-22.8 65-90 СС 8.0-25.0
Безымянные^-Ш) 0.3-8.2 65-90 СС 6.0-30.0
Спутник Мощного 0.5-3.7 65-90 СС до 30
Прокопьевский 1.0-10.0 65-90 СС 7.0-15.0
Рис. 1. Укрупненный граф вариантов технологической схемы разреза “Бачатский” при отработке запасов горизонта -50 м
Рис. 2. Скриншот расчета кратчайшего пути на графе вариантов технологической схемы отработки горизонта -50 мразреза “Бачатский” в средеgoblin-2.6
Таблица 2
Варианты технологической схемы разреза “Бачатский” при отработке запасов горизонта -50 м
№ № на- № ко- Элемент технологической схемы разреза
дуги чального нечного
узла узла
0 0 1 Вскрытие пласта “Мощный” тремя наклонными стволами с поверх-
ности для отработки запасов открытым способом
1 0 2 Вскрытие тремя внутренними стволами из выработанного простран-
ства разреза пласта “Безымянный II”
2 0 4 Вскрытие пласта “Мощный” скользящими съездами
3 1 4 Вскрытие пласта “Мощный” квершлагами от наклонных стволов с
поверхности
4 1 3 Вскрытие пласта “Мощный” квершлагами от наклонных стволов для
подземной отработки
5 2 5 Вскрытие пласта “Безымянный-П” квершлагами от наклонных ство-
лов из выработанного пространства
6 1 5 Вскрытие пласта “Безымянный-П” квершлагами от наклонных ство-
лов с поверхности
7 2 3 Вскрытие пласта “Мощный” квершлагами от наклонных стволов из
выработанного пространства
8 3 6 Этажная полевая подготовка пласта “Мощный”
9 4 7 Углубочная двухбортовая система разработки пласта “Мощный”
10 5 8 Этажная пластово-полевая подготовка пласта “Безымянный II”
11 5 9 Этажная полевая подготовка пласта “Безымянный II”
12 6 4 Подэтажная гидроотбойка по пласту “Мощный”
13 6 13 Отработка пласта “Мощный” горизонтальными слоями комплек-
сами КНКМ (или 2КМКЛ с закладкой)
14 7 12 Отработка пласта “Мощный” мехлопатами
15 8 11 Подэтажная гидроотбойка по пласту “Безымянный-П”
16 9 10 Отработка пласта “Безымянный II” агрегатами ЩРПМ
17 14 16 Безнапорный гидротранспорт по пласту “Мощный”
18 16 19 Подземное обезвоживание на пласте “Мощный”
19 13 19 Гравитационный транспорт на пласте “Мощный”
20 12 18 Автотранспорт из забоев мехлопат на пласте “Мощный”
21 11 15 Безнапорный гидротранспорт по пласту “Безымянный-П”
22 15 17 Подземное обезвоживание на пласте “Безымянный-П”
23 10 17 Конвейерный транспорт на пласте “Безымянный-П”
24 17 18 Конвейерный подъем с пласта“Безымянный-П”
25 18 19 Фиктивная соединительная дуга
26 19 20 Конвейерный транспорт по наклонному стволу с поверхности
27 18 20 Автотранспорт по скользящим съездами и траншеям
28 15 20 Напорный гидротранспорт и гидроподъем до обогатительной фабри-
ки разреза
29 12 19 Конвейерный транспорт из забоев мехлопат по пласту “Мощный”
“Мощный” с ведением очистных работ открытым и подземным способами и подземная разработка пласта “Безымян-ный-II” из выработанного пространства разреза.
Основные варианты технологической схемы разреза формализованы в виде графа и приведены на рис. 1 и в табл. 2.
В качестве параметров дуг графа были приняты удельные приведенные затраты З„р, руб/т
ЗПр = (Ci+EKi)/Znp.i (1)
где Q - эксплуатационные затраты по i-му варианту, руб; E - нормативный коэффициент эффективности капзатрат; K i - капитальные затраты по i-му варианту, руб; Znpi - промышленные запасы, подлежащие отработке с использованием i-го элемента технологической схемы, т.
Для оценки технико-экономичес-ких показателей использовались практические данные действующих разрезов, регрессионные модели и нейросетевая модель технико-экономичес-ких показателей разреза на основе нейросимулятора Штуттгартского университета SNNS 4.2 [1, 2]. Расчет оптимального пути на графе выполнен с использованием среды goblin-2.6 [3], работающей под операционной системой ALT Linux 2.4 Master. Опции расчета кратчайшего пути goblin-gsearch -s 0 -t 20 bachat 1, где bachatl.gob-файл, содержащий исходные данные по графу. Скриншот расчета с указанием оптимального пути приведен на рис. 2.
В результате выполнения расчета установлено, что оптимальным вариантом технологической схемы разреза “Бачатский” при отработке горизонта -50 м является вскрытие тремя наклонными стволами с поверхности и квер-
шлагами с отработкой запасов пласта “Мощный” открытым способом, автомобильным транспортом в пределах рабочей зоны разреза, конвейерным транспортом угля на обогатительную фаб-рику по главным квершлагу и наклонному стволу и выдачей пород вскрыши на конвейерные отвалы по двум вспомогательным наклонным стволам и квершлагам.
Проведенные исследования послужили основанием для ряда выводов.
1. При отработке крутонаклонных и крутых пластов до достижения разрезом граничного коэффициента вскрыши (эта величина составляет для Кузбасса 12-15 м3/т) замещение открытых горных работ подземными в современных горнотехнических и экономических условиях не представляется целесообразным.
2. Несмотря на общепризнанную
эффективность использования выработанного пространства разреза в качестве вскрывающей выработки для разрезов глубиной более 350 м предпочтение может быть отдано вскрытию наклонными стволами с поверхности. Причиной нецелесообразности использования выработанного пространства разреза может стать сложившаяся в ходе длительной эксплуатации высокозатратная система автомобильного или автомобильно-
железнодорожного транспорта угля.
3. Следующим этапом в развитии открыто-подземной технологии добычи угля в Кузбассе может стать переход на вскрытие нижних горизонтов глубоких разрезов подземными горными выработками. Опыт такого в скрытия имеется на Коркинском разрезе (Челябинский буроугольный бассейн).
----------------------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Лукин К.Д., Домрачев А.Н. К вопросу обеспечения при научных исследования в об-
об использовании свободного программного ласти технологии горного производст-
ва//Горный информационно-анали-тический
бюллетень/ МГГУ.-2005.-№8.-С.49-52.
2. SNNS Stuttgart Neural Network Simulator. User Manual, version 4.2./ Andreas Zell, Gunter Mamier, Michael Vogt, Niels Mache.
3. Christian Fremuth-Paeger. A Library for Graph Matching and Network Programming Problems. Universinat Augsburg, 2003.-276 pages.
— Коротко об авторах -----------------------------------------------------------------
Лукин К.Д. - кандидат технических наук, доцент,
Домрачев А.Н. - доктор технических наук, профессор,
кафедра «Разработка месторождений полезных ископаемых», Сибирский государственный индустриальный университет, г. Новокузнецк.
------------------------------------- ДИССЕРТАЦИИ
ТЕКУЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ЗАЩИТАХ ДИССЕРТАЦИЙ ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ И СМЕЖНЫМ ВОПРОСАМ
Автор Название работы Специальность Ученая степень
КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ЗАХАРОВА Алла Геннадьевна Закономерности электропотребления на угольных шахтах Кузбасса 05.09.03 д.т.н.
ГВОЗДКОВА Татьяна Николаевна Обоснование структуры бестранспортных схем разработки свит из трех пологих угольных пластов 25.00.22 к. т. н.
РОМАНЕНКО Татьяна Юрьевна Повышение эксплуатационной безопасности системы электроснабжения угледобывающих предприятий (на примере ОАО «УК Кузбассразрезуголь») 05.09.03 к. т. н.
