CC BY
6
УДК 622.016.63 DOI 10.46689/2218-5194-2021-4-1-352-356
ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ СОСТОЯНИЯ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК НА ПОКАЗАТЕЛИ РАБОТЫ КОРОТКОГО ЗАБОЯ
А.Н. Домрачев, Ю.М. Говорухин, Д.Ю. Палеев, И.М. Поздеева
Представлены общая характеристика модели функционирования короткого забоя в рамках концепции оправданного риска и анализ результатов моделирования технико-экономических показателей очистных работ при различных значениях вероятности обрушения выемочной выработки.
Ключевые слова: короткий очистной забой, заходка, технология ведения работ, нагрузка на забой, состояние выработок, имитационная модель, риск обрушения выработки.
Для решения задачи оценки влияния состояния выемочных выработок на показатели работы короткого забоя реализована модель на основе теории массового обслуживания, принципиальная схема которой приведена на рис. 1 [1 - 9].
Рис. 1. Укрупнённая структурная схема модели
Для оценки влияния времени подготовки заходки в качестве основного параметра используется отношение удельной величины подготовки запасов для загрузки одного вагона грузоподъёмностью qвaг к единице модельного времени / . В общем случае данное отношение имеет вид
1 I Б (1)
зах V '
и А,
^ваг
t q
зах ваг
где t3m - длительность операций по подготовке заходки к выемке, мин; D3ax - добыча угля из заходки, т.
Выемка с использованием проходческо -добычного комбайна имитируется как нормально распределённая случайная величина, где в качестве среднего выступает производительность по загрузке вагона в единицах «вагон/мин.» Общее число комбайнов задаётся переменной параметра цикла в итерационной процедуре.
Пункт разгрузки имитируется экземпляром отдельного класса, основными параметрами которого являются число пунктов в одновременной работе, минимальное и максимальное время разгрузки вагона, а также простой/подготовка к разгрузке нового вагона.
Транспортирование угля самоходными вагонами имитируется с помощью экземпляров соответствующего класса, основными параметрами которого являются характеристики случайных величин длительности движения гружёного и порожнего вагонов, которые распределены по нормальному закону. При моделировании влияния обрушения выработки для оценки момента обрушения используется параметр X, который определяется по формуле
365'
где ригв - вероятность обрушения выработки в течение года.
При этом текущая дата генерируется с помощью функций стандартной библиотеки C++ STL. Основные параметры моделирования представлены в таблице, результаты моделирования - на рис. 2.
Сводная характеристика параметров модели
Параметр Ед. изм. Значение
Число пунктов разгрузки в одновременной работе ед. 1
Минимальное время разгрузки с 60
Максимальное время разгрузки с 150
Среднее время движения с грузом с 180
Дисперсия времени движения с грузом с 12
Среднее время движения порожняком с 160
Дисперсия времени движения порожняком с 9
Производительность по загрузке вагона ваг./мин 0,9
Добыча угля из заходки т 210
1200
■g 800
1000
о
1 600
СП
es
I
I 400
~ 200
0
0,3504 0,4015 0,438 0,4745 0,5475 0,6205 0,657 0,7665 0,803 0,876
Вероятность обрушения выработки
Рис. 2. Результаты моделирования нагрузки на короткий забой
В целом, результаты моделирования указывают на целесообразность реализации концепции оправданного риска при выборе технологии проведения и поддержания выемочных выработок при отработке запасов короткими забоями. Снижение вероятности обрушения выработки в достаточно широком диапазоне (0,35...0,76) не влечёт за собой критического изменения нагрузки на короткий забой, что оправдывает применение анкерной крепи в кровле выработки без перетяжки боков и использование крепи усиления только на сопряжениях с заходками.
1. Программирование на языке C++ в среде Qt Creator / Е.Р. Алексеев [и др.]. М.: ALT Linux, 2015. 448 c.
2. Курячий Г.В., Маслинский К.А. Операционная система Linux. Курс лекций: учеб. пособие. 2-е изд., испр. М.: ALT Linux; ДМК Пресс, 2010. 348 с.
3. Домрачев А.Н., Криволапов В.Г. Выбор и обоснование параметров комбинированной технологии при различных способах развития шахтного фонда. Новокузнецк, 2011. 209 с.
4. Методология анализа и оценки риска при ведении аварийно -спасательных работ на горных предприятиях / А.Н. Домрачев, В.Г. Криволапов, Ю.М. Говорухин, А.В. Масленков. Кемерово: Кузбассвузиздат, 2013.
5. Домрачев А.Н. Моделирование работы коротких забоев в качестве элемента комбинированной технологии отработки пологих пластов // Наукоёмкие технологии разработки и использования минеральных ресур-
Список литературы
204 с.
сов. 2016. № 3. С.156-159.
6. Retreat Mining Practices in Kentucky / Marshall Miller & Assotiates, Inc // Enviromental and Public Protection Cabinet Kentucky Departament for Natural Resources Hudson Hollow, 2006. 154 c.
7. Ghasemi E., Ataei M. Assessment of roof fall risk during retreat mining in room and pillar coal mines // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 2012. Vol. 54. Р. 2-9.
8. Rashed G., Mohamed Kh., Kimutis R. A coal rib monitoring study in a room-and-pillar retreat mine // International Journal of Mining Science and Technology. 2021. January. Vol. 31. Issue 1. Р. 127-135.
9. Napa-García G.F., Cámara T.R., Torres V.F.N. Optimization of room-and-pillar dimensions using automated numerical models // International Journal of Mining Science and Technology. 2019. September. Vol. 29. Issue 5. Р. 797801.
Домрачев Алексей Николаевич, д-р техн. наук., проф., науч. сотр., aleksejdomracev21 @gmail. com, Россия, Новокузнецк, Сибирский государственный индустриальный университет; Новокузнецк, Национальный горноспасательный центр,
Говорухин Юрий Михайлович, канд. техн. наук, вед. науч. сотр., [email protected], Россия, Новокузнецк, Национальный горноспасательный центр,
Палеев Дмитрий Юрьевич, д-р техн. наук., нач. научно-исследовательского отдела; вед. науч. сотр., [email protected], Россия, Новокузнецк, Национальный горноспасательный центр; Пермь, Горный институт УрО РАН,
Поздеева Ирина Михайловна, мл. науч. сотр., [email protected], Россия, Новокузнецк, Национальный горноспасательный центр
ESTIMATION OF ENTRY CONDITION INFLUENCE ON THE SHORT WALL
PERFORMANCE
A.N. Domrachev, Yu.M. Govorukhin, D. Yu. Paleev, I.M. Pozdeeva
In this paper concept description of the operating short wall within the bounds of the justified risk approach is described. Analysis of the results of working process modeling are carried out. Engineering-and-economical performance of longwall panels at various values of probability of entry roof fall is studied.
Key words: short wall, cut, technology of working operations, the load on a long fully-mechanized longwall, entry condition, simulation model, entry roof fall risk.
Domrachev Alexey Nikolaevich, doctor of technical sciences, professor, researcher aleksejdomracev21 @gmail. com, Russia, Novokuznetsk, Siberian State Industrial University; Novokuznetsk, National Mine Rescue Center,
Govorukhin Yuri Mikhailovich, candidate of technical sciences, leading researcher, govorukhinym@mail. ru, Russia, Novokuznetsk, National Mine Rescue Center,
Paleev Dmitry Yurievich, doctor of technical sciences, head of research department; leading researcher [email protected], Russia, Novokuznetsk, National Mine Rescue Center; Perm, Mining Institute, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences,
Pozdeeva Irina Mikhailovna, junior researcher, irina.pozdeeva4387@yandex. ru, Russia, Novokuznetsk, National Mine Rescue Center
Reference
1. Programming in C++ in a Qt environment with a Creator / E.R. Alekseev [et al.]. Moscow: Alt Linux LLC, 2015. 448 p.
2. Kuryachiy G.V., Maslinsky K.A. The Linux operating system. Course of lectures: studies. stipend. 2nd ed., corrected by M.: Alt Linux LLC; Publisher DMK Press, 2010. 348 p.
3. Domrachev A.N., Krivolapov V.G. Selection and justification of the parameters of the combined technology in various ways of mine fund development. Novokuznetsk, 2011. 209 p.
4. Methodology of risk analysis and assessment when conducting rescue operations at mining enterprises / A.N. Domrachev, V.G. Krivolapov, Yu.M. Govorukhin, A.V. Maslenkov. Kemerovo: Kuzbassvuzizdat, 2013. 204 p.
5. Domrachev A.N. Modeling of the operation of short faces as an element of the combined technology of working out shallow layers // High-tech technologies for the development and use of mineral resources. 2016. No. 3. pp. 156-159.
6. The practice of retreat mining in Kentucky / Marshall Miller & Assotiates, Inc// Cabinet of Environmental Protection and Public Protection, Kentucky Department of Natural Resources, Hudson Hollow, 2006. 154 p.
7. Gasemi E., Atai M. Assessment of the risk of roof collapse during the development of retreat in coal mines in rooms and pillars. In the International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 2012. Volume 54. p. 2-9.
8. Rashed G., Mohammed H., Kimutis R. Investigation of monitoring of coal fins in a mine with a retreat in the room and column// International Journal of Mining Science and Technology. Volume 31. Issue 1. January 2021, p. 127-135
9. Napa-Garcia G.F., Camara T.R., Torres V.F.N. Optimization of room sizes and columns using automated numerical models// International Journal of Mining Science and Technology, 2019. Volume 29. Issue 5. September. p. 797-801.
