CC BY
23
1975 1980 1985 1990 1995 2000 2003
Кол-во шахт (технических единиц) 20 20 18 17 16 7 7
Годовая добыча угля, тыс. тонн 9910 10460 11800 10350 5914 4514,5 4161
Среднединамическая мощность пласта, м 1,27 1,24 1,25 1,29 1,38 1,46 1,61
Среднединамическое количество очистных забоев 60,6 70,5 62,9 56 33 14,3 13,7
Среднесуточная нагрузка на очистной забой, т 482 438 477 467 447 1004 870
Производительность труда, т 48,4 41 41,1 39,2 29,2 - -
Резко снизились дотационные средства, что сказалось на техническом положении шахт. Недостаточный объем господдержки не позволил не только наращивать уровень производства посредством введения новых мощностей шахт или их реконструкции и технического перевооружения, но и сохранить достигнутый.
С 1993 года начался процесс реструктуризации шахтного фонда АО «Гуковуголь», основной целью которой являлось значительное улучшение основных технико-экономических показателей работы АО «Гуковуголь» на основе закрытия неперспективных и особо убыточных шахт.
Всемирным банком было предложено оставить в работе только три наиболее перспективные шахты («Гуковская», «им. 50-летия Октября», «Алмазная»). Поэтому варианту предусматривалось закрытие 12 шахт и резкое сокращение добычи угля (до 2,9 млн т в 2000 гоДУ>
ИТР АО «Гуковуголь» был разработан свой вариант реструктуризации шахтного фонда. Он предусматривал: ликвидацию неперспектив-
ных шахт («Комиссаровская», «Октябрьская», «Центральная», «Гундоровская», «Донецкая»); концентрацию горных работ за счет роста на-
грузки на очистной забой; сокращение протяженности горных выработок; отказ от отработки запасов, где применить современную технику и технологию нового поколения не представляется возможным. Как показало время этот вариант оказался правильным, он позволил сохранить производственный потенциал шахтного фонда при его качественном изменении, сохранить занятость населения и исключил социальное напряжение в регионе.
Это было достигнуто за счет технического перевооружения. Если в 80-е - 90-е годы добыча осуществлялась механизированными комплексами КМ-87УМП, КМ-88, КМК-97, КМТ, то в настоящее время очистные забои оснащены механизированными комплексами типа КД-90, КМ-103 и КМ-137
Резко была увеличена нагрузка на очистной забой с 447 т в сутки в 1995 году до 900-1000 т в 2000-2004 годах. Это привело к значительному улучшению технико-экономических показателей АО «Гуковуголь».
Намеченные цели предусмотренные программой реструктуризацией шахтного фонда полностью выполнены. В настоящее время это безубыточное предприятие, не имеющее долгов по зарплате и уплате налогов.
— Коротко об авторах -----------------------------------------------------
Сузинь Сергей Анатольевич - Шахтинский институт (филиал) Южно-Российского государственного технического университета (НПИ).
© А.А. Обухов, В.Ф. Мельниченко, 2005
УДК 622.33
A.A. Обухов, В. Ф. Мельниченко ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ ОБЪЕМОВ ПРОВЕДЕНИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК W0 В ПРЕДЕЛАХ ПАНЕЛИ ДЛЯ ШАХТ ВОСТОЧНОГО ДОНБАССА
Семинар № 11
Формирование коэффициента совершенства горного хозяйства
Под коэффициентом совершенства горного хозяйства шахт К“сш понимается величина, учитывающая степень непрерывного соответствия направленности технических решений по всему комплексу горного хозяйства, росту производительности труда, нормам и ограничивающим условиям во всем многообразии влияющих факторов.
Таким образом, коэффициент Касш характеризует “скелетно-сосудистую” сторону горного хозяйства - его сложность, емкость, качественные характеристики и геологическую среду. Исходя из этого, коэффициент совершенства горного хозяйства шахт Касш является отображением множества М влияющих факторов и показателей.
Если весь информационный массив, то есть множество {М} , разбить на подмножества
{А} и задаться условием Ц е М , тогда все
многообразие влияющих факторов и параметров на совершенство горного хозяйства шахт можно представить следующим образом
касш : {м МАМА МАМА},
где V - дизъюнкция (логическое сложение элементов) в отношении множеств Ц .
Разбив подмножества Ц по факторам, получим:
{Д} - определяет группу геометрических параметров горного хозяйства;
{В2} - определяет группу горно-геологических факторов;
\Ц3} - определяет группу технических параметров;
{В4} - определяет группу технологических факторов.
В группу геометрических параметров входят:
протяженность выработок активная, км; протяженность выработок пассивная (поддерживаемые), км;
сечение выработок, м2; удаленность мест доставки, км; количество выработок очистных; количество проходческих забоев; длина проветриваемых путей, км; число стволов; длина лав, м;
коэффициент подрывки боковых пород.
В группу горно-геологических факторов включаются:
углы падения пластов, град.; мощность пластов, м; число пластов; коэффициент крепости угля; коэффициент крепости пород; газоносность пластов, м3/т; нарушенность шахтного поля, наруш./км; температура пород, град., °С; обводненность горных выработок, м3/ч; глубина залегания пластов, м.
Группу технических параметров составляют:
производительность очистного оборудования (т/сут);
производительность проходческого оборудования (м/сут);
производительность транспортного оборудования, т/сут;
потенциальные возможности подъемов, т/сут;
Таблица 1
Вероятность направленности влияния факторов
Наименование факторов Направленность изменения значений фактора Направленность изменения значений производительности труда Количество рассмотренных случаев Вероятность соответствия
рост фактора Р ост произв. труда” рост фактора “Падение произв. труда” поло- жит. Р иол отри- цат. Р отр
Геометрические параметры
Протяженность выработки Рост Рост 125 25 0,83 0,17
активная
Протяженность выработки Рост уменьш. 25 130 0,16 0,84
пассивная
Сечение выработки Рост Рост 200 20 0,91 0,09
Удаленность мест доставки Рост уменьш. 20 120 0,14 0,86
Количество выработок очи- Рост уменьш. 35 150 0,19 0,81
стных
Количество проходческих Рост уменьш. 20 150 0,12 0,88
забоев
Длина путей провегривания Рост Снижение 0 30 0,00 1,0
Число стволов Рост Рост 35 7 0,83 0,17
Длина лав Рост снижение 20 120 0,14 0,86
Коэффициент подрывки по- Рост снижение 20 200 0,09 0,91
род.
Горно-геологические факторы
Углы падения пластов Рост снижение 15 50 0,23 0,77
Мощность пластов Рост Рост 30 2 0,94 0,06
Количество пластов Рост снижение 5 35 0,12 0,88
Коэффициент крепости угля Рост снижение 2 110 0,02 0,98
Коэффициент крепости по- Рост снижение 1 110 0,01 0,99
род
Газоносный пласт Рост снижение 3 30 0,09 0,91
Нарушенность шахтного поля Рост снижение 0 135 0,00 1,0
Температура пород Рост снижение 1 38 0,03 0,97
Обводненность горных вы- Рост снижение 4 50 0,08 0,92
работок
Глубина залегания пластов. Рост снижение 3 30 0,09 0,91
Технические параметры
Производительность очист- Рост Рост 130 6 0,96 0,04
ного оборудования
Производительность про- Рост Рост 130 5 0,96 0,04
ходческого оборудования
Производительность транс- Рост Рост 70 1 0,98 0,02
портного оборудования
Потенциальные возможно- Рост Рост 70 3 0,96 0,04
сти подъемов
Потенциальные возможно- Рост Рост 56 2 0,96 0,04
сти вентиляторов
Потенциальные возможно- Рост Рост 75 8 0,90 0,1
сти вспомогательного обо-
рудования.
Технологические факторы
Число квершлагов Рост снижение 15 50 0,23 0,77
Число уклонов Рост снижение 15 78 0,16 0,84
Направления развития работ Рост снижение 25 55 0,31 0,69
по простиранию
Направление развития работ Рост снижение 21 55 0,28 0,72
по падению
Число ступеней транспорти- Рост снижение 12 120 0,09 0,91
рования по падению
Число ступеней транспорти- Рост снижение 12 120 0,09 0,91
рования по простиранию.
потенциальные возможности вентиляторов, м3/мин;
потенциальные возможности вспомогательного оборудования, м3/ч.
В группу технологических факторов входят:
число квершлагов;
число уклонов (бремсбергов);
направление развития работ по простиранию;
направление развития работ по падению;
число ступеней транспортирования по падению;
число ступеней транспортирования по простиранию.
Поскольку, исходя из вышеизложенного, К“сш определяет степень соответствия направленности технических решений росту или снижению производительности труда по шахте, а значения факторов и параметров и производительности труда имеют флуктуацию в ту или иную сторону и носят случайный характер, то для определения направленности влияния факторов используем принцип соотношения изменчивости параметров и производительности труда по наибольшему числу совпадений. Для этого используем математический аппарат теории вероятностей. Анализ изменения каждого фактора в сторону увеличения его значений является основой принятия решений. Если при этом растут значения и производительности труда, то фактор имеет положительную направленность, если, наоборот - отрицательную. Но как было отмечено, эти изменения носят стохастический характер, поэтому для количественной оценки направленности влияния факторов используем величину наибольшей вероятности попадания фактора в положительное или отрицательное влияние.
Данные для выполнения исследования были собраны по шахтам с охватом всех изменений условий на протяжении 20-летнего периода работы шахт.
Табл. 1 отражает выборку значений вероятностей соответствия положительной или отрицательной направленности влияния изменения факторов на изменение производительности труда. Выбирая наибольшие значения вероятностей Рпол и Ротр, получим направленность влияния факторов.
В результате выделяется 10 факторов положительной направленности с соответствующими значениями вероятностей Рпол = 0,83-0,98 и 22 фактора - отрицательной направленности
с вероятностью Ротр = 0,69-1,0. Два фактора (длина путей проветривания и нарушенность шахтного поля) дают вероятность отрицательной направленности 1,0.
Оценка количественного влияния факторов и определение №г0.
На основании данных, приведенных в предыдущем параграфе, представим положительную и отрицательную направленность изменения факторов в виде числовой оси с положительным и отрицательным направлением и разобьем ее на равные интервалы.
Тогда увеличение значений в положительном или отрицательном направлении будет показывать увеличение или уменьшение влияния. В нашем случае все числовые значения факторов и параметров приводятся в порядке их возрастания, охватывая таким образом все условия ведения работ на шахтах объединения “Ростовуголь”.
К примеру, из группы геометрических параметров возьмем такой фактор, как “протяженность выработок активная”. Значения принимаются следующие: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12. Все значения факторов в порядке их возрастания.
Здесь значения самого фактора и порядковый номер в строке этих значений совпадают, то есть для значения 1 см соответствует порядковый номер 1 и т.д., а если это будут мощности пластов, м - 0,6; 0,65; 0,7, ..., то номера порядковые не будут по значениям совпадать с абсолютным значением самого фактора. Таким образом, при представлении ряда значений факторов в порядке их возрастания в виде числовой оси, нас будут интересовать порядковые номера значения в строке фактора, характеризующие удаленность этого значения на числовой оси от минимального или максимального, а, следовательно, и величину вклада в положительное или отрицательное влияние на состояние горного хозяйства шахт. Подобным приемом мы ставим различные по природе, единицам измерения факторы и параметры в условия сравнимости “возрастания” - ‘убывания’, а порядковый номер в числовой последовательности значений фактора покажет степень “возрастания” или “убывания”.
Поскольку Кш - является отображением множества факторов с определенной вероятностью, то в алгебраическом виде его можно представить следующим образом:
Годы 1999 2000 2001 2002 2003 2004
т 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7
5,389 5,389 5,377 5,371 4,921 4,843
т 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9
4,467 4,467 4,457 4,443 4,079 4,014
т 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1
3,884 3,884 3,876 3,864 3,547 3,491
т 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3
3,496 3,496 3,488 3,477 3,192 3,141
т 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5
3,237 3,237 3,230 3,220 2,956 2,909
При 10 200 200 200 200 220 220
к%.
:Е ч.» ■[ _Е
Чс
ГДе Чпог И Чотр - весовые коэффициенты при
факторах соответственно с положительным и отрицательным направлением влияния; г - порядковые номера значений в строке фактора; п - число факторов с положительной и отрицательной направленностью.
Знаки алгебраической суммы коэффициентов наиболее полно отвечают логическому выводу о том, что, если бы было другое действие, то значение К^ш не имело бы смысла, так как достаточно одно из значений факторов приравнять нулю, коэффициент К“сш также становился бы равным нулю, а это лишено смысла.
Исходя из анализа К^ш и направленности факторов объем проведения выработок Ш0 в метрах на 1000 т запасов в пределах панели для шахт Восточного Донбасса является основным для характеристики горного хозяйства шахт.
Объем проведения горных выработок на 1000 т угля в пределах панели определяется, в основном, оптимальной длиной очистного забоя I и оптимальной длиной панели по простиранию - х0 и может быть выражен следующей формулой:
где №опт - оптимальный объем проведения подготовительных горных выработок в пределах панели на 1000 т добычи угля, м; Ьп = 1000 м- длина панели по падению, м; г - промышленные запасы угля в пределах панели
г = х0 ■ Ьп = р ■ с = х0 ■ 1000 ■ п ■ 1,52 ■ т
где п - число ярусных штреков в пределах панели.
Тогда
658,6 + 0,656/„ 1970
К™. =---------Т,—+------------, м/1000 т
т {¿о + 4] хо ■ т
Взяв первую производную по х в ЭММ и приравняв ее нулю, получим х0 = 2000 м, т.е. для условий разработки пластов антрацита на шахтах Восточного Донбасса оптимальную длину панели по простиранию можно принять равной х0 =2000 м.
Подставляя в эту формулу соответствующие значения т, 10 и хо в зависимости от времени Г получим табл. 2, где определены Ш0, по которым можно делать соответствующий прогноз.
— Коротко об авторах ----------------------------------------------------------------
Обухов Анатолий Афанасьевич - Шахтинский институт (филиал) Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института).
Мельниченко Владимир Федорович - шахта им. Октябрьской революции ОАО “Голдуголь”.
