Технология подземных горных работ (стр. 4 из 17)
1.5. Производственная мощность и срок службы шахты
Производственная мощность и срок службы являются основными количественными характеристиками, определяющими тип шахты. Производственная мощность шахты предопределяет не только количественные параметры всего технологического комплекса, но и основные технико-экономические показатели работы шахты.
Производственной мощностью шахты называется количество полезного ископаемого в тоннах, добываемого в единицу времени (сутки, гор). Различают проектную и фактическую производственную мощность шахты.
Срок службы (существования) шахты равен периоду, в течение которого отрабатываются промышленные запасы угля в пределах шахтного поля.
Между промышленными запасами
, годовой производственной мощностью шахты 
и сроком ее службы 
существует следующая зависимость: = 
× 
. (1.5)При правильной конфигурации шахтного поля промышленные запасы угля в шахтном поле определяются по формуле
, (1.6)где S — размер шахтного поля по простиранию, м;
Н—размер шахтного поля по падению, м;
SR — суммарная производительность рабочих пластов в шахтном поле, т/м2;
— общий коэффициент извлечения угля в шахтном поле.Суммарная производительность пластов в шахтном поле равна
SR = m 1g1 + m2g2 + …+
, (1.7)где
— мощности рабочих пластов в шахтном поле, м; 
— плотность угля соответствующих пластов, т/м3.Определение производственной мощности шахты является одной из важнейших задач при ее проектировании. Окончательно рекомендуется принимать типовое значение производственной мощности шахты из следующего ряда: 0,9; 1,2; 1,5; 1,8; 2,4; 3,0; 3,6; 4,5; 6,0 млн.т в год.
Расчетный срок службы шахты мощностью более 1,8 млн.т в год рекомендуется принимать не менее 50—60 лет.
Полный срок службы шахты
будет несколько больше расчетного за счет времени освоения проектной мощности и ее затухания к концу отработки запасов: = 
+ 
, (1.8)где
— срок освоения проектной мощности шахты (принимается в зависимости от мощности равным 2—3 годам); 
— срок затухания добычи к концу отработки запасов (принимается также равным 2—3 годам).Между годовой
и суточной 
мощностями шахты существует следующая зависимость: = 300 , (1.9)где 300 — число рабочих дней шахты в году.
Для обеспечения установленной производственной мощности шахты необходимо иметь соответствующую линию очистных забоев, под которой понимают суммарную длину всех очистных забоев на шахте.
Следовательно, число очистных забоев
, обеспечивающих заданную мощность, можно определить по формуле 
= 
, (1.10)где
— суммарная длина очистных забоев по шахте, м; 
— длина очистного забоя, м.Вполне очевидно, что число действующих очистных забоев по шахте не может быть дробным. Поэтому окончательно принимают целое число забоев.
Для обеспечения стабильной добычи угля по шахте рекомендуется кроме действующих иметь резервные и резервно-действующие очистные забои. Резервно-действующие забои работают неполное число рабочих смен в сутки. Они предназначены для восполнения потерь добычи угля из действующих забоев при простое последних.
1.6. Шахтное поле и деление его на части
Шахтным полем называется часть угольного месторождения, отводимая для разработки одной шахте (рис. 1.7). Параметрами шахтного поля являются размеры по простиранию S и падению Н. Шахтное поле, имеет границы по восстанию, падению и простиранию.
Границы шахтного поля могут быть фиксированными и условными.
Форма шахтных полей может быть различной и зависит от горно-геологических условий залегания угольных пластов. При выдержанных элементах залегания угольных пластов, к которым относятся угол падения и направление простирания, и отсутствии геологических нарушений шахтное поле имеет прямоугольную форму, наиболее удобную для разработки. В других случаях шахтное поле принимает форму, соответствующую форме залегания месторождения или его части.
При составлении планов шахтное поле с пологими пластами изображают, как правило, в проекции на горизонтальную плоскость, с крутыми — на вертикальную плоскость. Отдельные участки шахтного поля изображают в плоскости пласта.
Рисунок 1.7 - Шахтное поле: АБ — граница по восстанию; ВГ — Граница по падению; АВ, БГ— границы по простиранию
Размеры полей угольных шахт колеблются в широких пределах. На пологих пластах они составляют 3—10 км по простиранию и до 2—3 км по падению. При наличии в шахтном поле мощных крутых пластов — 3—4 км по простиранию и до 0,5—0,7км по падению.
Поскольку поля современных шахт имеют значительные размеры, как по простиранию, так и по падению, то отработка их осуществляется частями в определенной последовательности. Этим обеспечивается концентрация очистных и подготовительных работ.
В целях удобства и обеспечения системного характера отработки шахтное поле разделяют на транспортные горизонты, выемочные ступени, крылья, этажи, панели, блоки, выемочные поля, столбы и полосы.
Прежде всего, шахтное поле по падению разделяют горизонтальными плоскостями на транспортные горизонты. Транспортные горизонты — это комплекс вскрывающих и подготавливающих выработок и выработок околоствольного двора, располагаемых на одном уровне и служащих для транспортирования угля к стволу (штольне), а также материалов и оборудования от ствола (штольни). Нередко в условиях пологого падения шахта имеет один транспортный горизонт. В этом случае он делит шахтное поле на две части (выемочные ступени) — бремсберговую и уклонную, в пределах которых уголь поступает на транспортный горизонт соответственно сверху вниз или снизу вверх. При наличии нескольких транспортных горизонтов каждый из них может иметь ствол, бремсберговую и уклонную части. В этом случае часть шахтного поля, заключенная между двумя соседними транспортными горизонтами, может являться уклонной для верхнего и бремсберговой для нижнего.
Выемочная ступень — часть шахтного поля, ограниченная по простиранию границами шахтного поля, а по падению смежными транспортными горизонтами или границей шахтного поля и транспортным горизонтом. Высота ступени по вертикали равна разности отметок смежных транспортных горизонтов. На пологих и наклонных пластах наклонную высоту ступени (бремсберговой или уклонной части) принимают равной 1000—1200 м и более.
По простиранию шахтное поле делят на крылья. Крыло — часть шахтного поля, расположенная по одну сторону от главного ствола или какой-либо другой вскрывающей выработки. Шахтные поля бывают двукрылые и однокрылые. Если главный ствол расположен в центре шахтного поля по простиранию, то такое шахтное поле является двукрылым. Наиболее распространены двукрылые шахтные поля, так как в этом случае при прочих равных условиях снижаются затраты на транспорт полезного ископаемого, поддержание горных выработок и проветривание. Как правило, угольные пласты в крыльях разрабатывают одновременно. Однокрылые шахтные поля обусловлены особым рельефом поверхности или наличием наземных объектов, исключающих возможность заложения главного ствола посередине шахтного поля. Часть пласта (шахтопласта) в пределах выемочной ступени делят на этажи или панели.