ДонНТУ   Портал магистров

Реферат по теме выпускной работы

Содержание

1. Введение

1.1 Актуальность темы

Проектно–ориентированный стиль управления обеспечивает повышение эффективности управляемого процесса на 30–40% и более [1–4]. Особенно актуально управление проектами в угольной промышленности, которая характеризуется специфическими особенностями, повышающими проектные риски [5,6]. Основными факторами увеличения проектных рисков угледобычи является низкая надежность информации о малоамплитудной нарушенности угольного пласта, неустойчивая работа очистного забоя, малая надежность техники и забойного оборудования и др. В связи с этим весьма актуальной задачей является разработка мероприятий по увеличению информационных ресурсов проекта угледобычи, что достигается прежде всего за счет дополнительной разведки малоамплитудной нарушенности выемочного столба.

Однако даже имея достоверную информацию о местоположении и параметрах малоамплитудных нарушений, нельзя заранее определить степень замедления темпов подвигания очистного забоя при переходе зон малоамплитудной нарушенности. Причина этого заключается в том, что малоамплитудные нарушения часто существенно отличаются по типу, амплитуде, углу и азимуту падения сместителя даже в пределах выемочного столба. В связи с этим актуальной задачей является определение зависимости темпов подвигания очистного забоя от интенсивности малоамплитудной нарушенности.

1.2 Цель работы

Цель работы: определение зависимости темпов подвигания очистного забоя от интенсивности малоамплитудной нарушенности

1.3 Объект и предмет исследования

Объектом исследования является вынимаемый столб длинным очистным забоем.

Предметом исследований являются процессы нарушений массива горных пород и их влияние на темпы подвигания очистного забоя.

1.4 Задачи исследования

Основные задачи исследования:

  1. Обосновать методику прогноза малоамплетудного нарушения.
  2. Выявление зависимости скорости подвижки очистного забоя в зависимости от показателей нарушения участка вынимаемого столба
  3. Выбор и обоснование рациональной технологии разработки вынимаемого столба в зависимости от нарушенности

1.5 Идея работы

Идея работы – состоит в взаимосвязи темпы падения подвигания очистного забоя с интенсивностью разрывных нарушений и замещений

2. Основное содержание работы

На рис. 1 показаны типичные вертикальные разрезы малоамплитудных нарушений в условиях ш/у Покровское. Как типичные нарушения встречаются надвиги 1, сбросы 2, сдвиги 3, размывы 4. Амплитуда разрывных нарушений изменяется от 0 до 5м и более. Гистограмма амплитуд нарушений показывает, что она удовлетворительно согласуется с экспоненциальным распределением (рис. 2). Это свидетельствует о том, что чаще встречаются нарушения с малой амплитудой. В связи с этим возникает отдельная задача определения эквивалентности нарушений с точки зрения их перехода очистными забоями.

Например одно нарушение с амплитудой 1,7м может быть эквивалентно нескольким нарушениям, имеющим амплитуду 0,2–0,5м по степени замедления скорости подвигания лавы. Возникает естественный вопрос, сколько нарушений с незначительной амплитудой оказывают такой же негативный эффект на функционирование очистного забоя как и нарушение с амплитудой, которая соизмерима с мощностью отрабатываемого пласта.

Кроме этого существенную роль играет угол встречи малоамплитудного нарушения с линией очистного забоя.[6-7]

Рисунок 1. Характерные малоамплитудные нарушения угольного пласта

Рисинок 2. Распределение амплитуды нарушений

Рис. 3 иллюстрирует последнюю особенность. На этом рисунке показан фрагмент плана горных выработок на участке отработки выемочного столба. Отработка запасов ведется по столбовой системе разработки высокопроизводительным механизированным комплексом. Плановые темпы подвигания очистного забоя составляют порядка 100–120 м/мес. При вынимаемой мощности паста 1,7–1,9м и длине лавы 250м месячная добыча изменяется в пределах 60–80 тыс тонн рядового угля.

На рис. 3 отчетливо заметны следы малоамлпитудных нарушений, которые образовались при пересечении горизонтальной плоскости сместителями нарушений. Указанные следы малоамплитудной нарушенности имеют вид отдельно расположенных отрезков, ломаных линий, разветвляющихся пучков и т.п.

Характерно, что даже на глаз заметно снижение темпов подвигания очистного забоя на тех участках, где плотность нарушенности больше. Так на участке 1, который был свободен от нарушений лава прошла за месяц более 120м. На участке 2. где имелось одно выдержаноне нарушение в нижней части лавы и одно локальное на уровне вентиляционного штрека фактическое подвигание лавы уже меньше и не превышает 80 м/мес.

На участках 3 и 4 лава вошла в зону интенсивной нарушенности, которая выражается в виде пучка разветвляющихся следов сместителей. При этом на последних участках подвигание лавы составило всего 15–20 м/мес.

Таким образом очевиден выраженный тормозящий эффект малоамлпитудных нарушений.

О влиянии угла встречи линии нарушения и линии очистного забоя пока сказать что–либо сложно. Вместе с тем с геомеханической точки зрения понятно, что величина этого угла должна оказывать существенное влияние на темпы подвигания лавы через устойчивость непосредственной кровли очистного забоя.

Достаточно хорошо известно, что параллельная ориентация сместителя нарушения и линии очистного забоя наиболее негативно сказывается на устойчивости непосредственной кролви. При этом обрушение кровли, и местные локальные вывалы в рабочее просранство очистного забоя наиболее вероятны.[8]

Встреча нарушения под прямым углом наименее болезненна для лавы, поскольку устойчивость кровли при этом снижается в минимальной степени. Вляиет также на устойчивость кровли в очистном забое угол падения сместителя нарушения. Характер этого влияния неоднозначен и требует специальных геомеханических исследований. При углах падения сместителя, близких к горизонтальному более вероятно рьушение непосредственной кроелив в виде ее отслоения. Когда же сместитель вертикален, более вероятен вывал кровли в виде взаимного проскальзывания породных блоков друг относительно друга.

И те и другие обрушения кровли существенно задерживают подвигание лавы, создают опасные условия подземных работ, содействуют интенсивному износу забойного оборудования и техники.[10]

Рисунок 3. Влияние интенсивности нарушенности пласта на темпы подвигания очистного забоя

Отдельно следует сказать о размывах угольного пласта и замещении его пустыми породами. К такому типу нарушений близко примыкают также наличие породных прослоев внутри пласта. В подобных случаях эксплуатационники сталкиваются с проблемой разрушения пустой породы, что исполнительный огран очистного комбайна не всегда может выполнить. Если порода замещения представлена плотным алевролитом и тем более прочным песчаником, тогда ее приходится взрывать, что существенно усложняет технологию перехода зон малоамплитудной нарушенности.[9]

Таким образом очевидно, что зависимость темпов подвигания очистного забоя от интенсивности малоамплитудной нарушенности является достаточно сложной и на первом этапе целесообразно испытать эмпирическую зависимость, параметры которой откалибровать на основании анализа фактических данных.

С учетом сказанного была предложена следующая эмпирическая формула:

Рисунок 3. "Эмперическая формула"

где N– число элементарных малоамплитудных нарушений в пределах месячной площади S подвигания очистного забоя; k – коэффициент перехода нарушения; h – амплитуда нарушения; m– вынимаемая мощность пласта; ?– острый угол встречи нарушения с линией очистного забоя в горизонтальной плоскости.

Данная формула построена с учетом физического смысла геомеханических процессов, протекающих при взаимодействии очистного забоя с малоамплитудным нарушением. Так чем больше длина нарушения, тем сильнее его влияние на темпы подвигания очистного забоя. Увеличение амплитуды нарушения и уменьшение угла встречи повышает вероятность обрушений непосредственной кровли и замедляет темпы подвигания лавы. Слагаемые формулы внутри скобок примерно равноценны по величине и изменяются в пределах от 0 до 1 или чуть больше. Другими словами эти слагаемые сопоставимы, что дает основание складывать их эффекты.

Такой подход позволяет отдельно учесть негативное влияние амплитуды нарушения и его угла встречи с линией очистного забоя. Поэтому даже при перпендикулярной ориентации нарушения к лаве, когда косинус угла равен нулю, негативный эффект нарушения остается из–за его конечной амплитуды.

Коэффициент перехода показывает направление перехода нарушения очистным забоем. Если забой переходит из висячего крыла нарушения в лежачее, негативный эффект нарушения меньше по сравнению со случаем, когда лава переходит с лежачего крыла в висячее, то есть подбирается к висячему крылу снизу и в непосредственную кровлю на некотором участке подвигания очистного забоя попадает слабый угольный пласт, склонный к обрушению в рабочее пространство очистного забоя.

На рис. 4 показан график с экспериментальными точками полученными

Рисунок 4. Зависимость темпов отработки запасов от удельной приведенной малоамплитудной нарушености


по данным натурных измерений. Видно, что между удельным показателем нарушенности, определенным по формуле (1) и площадью, отработанной в течение месяца существует достоверная значимая обратная связь: чем сильнее приведенная нарушенность пласта, тем меньше темпы подвигания лавы и тем меньшую площадь выемочного столба она отрабатывает. Коэффициент тесноты связи равняется 0,62–0,71, что свидетельствует о ее достаточно высоком уровне.

Линейная обратная зависимость темпов подвигания лавы от удельной приведенной нарушенности лучше, чем экспоненциальная, поскольку линейная связь отражает физический смысл геомеханических и технологических процессов угледобычи длинными очистным забоями. Так экспонента никогда не пересечет линию абсцисс, а только будет бесконечно приближаться к ней, что противоречит физическому смыслу данного процесса. Практика показывает, что при критической нарушенности пласта очистной забой уже не может двигаться и останавливается, что отражает линейная обратная зависимость.

При этом линия пересекает ось абсцисс в координате 0,209. Именно такая величина нарушенности отвечает критическому ее уровню, при котором лава теряет способность двигаться дальше. Установленная закономерность и ее числовые характеристики являются теоретической основной для совершенствования управления проектом угледобычи. С помощью найденной зависимости можно оценивать ожидаемые темпы подвигания очистных забоев в зонах малоамплитудной нарушенности и заблаговременно принимать меры по парированию проектных рисков остановки лав.

Дальнейшими исследованиями предусматривается уточнение величины коэффициента перехода нарушения, а также влияния углов падения сместителей малоамплитудных нарушений.

3. Вывод

В данной работе описана постановка и начало решения задачи разработки такой системы, которая могла бы дать достоверный прогноз темпов подвигания очисного забоя в зонах малоамплитудных нарушений. Если такую систему разработать и она будет давать достоверные данные, тогда инжинерно–технологический персонал может прогнозировать добычу из лавы на перед и таким образом либо компенсировать недостатки другим очисным забоям либо заранее предпринимать специальные меры по подготовки перехода очисным забоем этих неблагоприятных зон. Таким образом нейтролизовать или резко уменьшить негативные послетствия таких факторов на стабильность работы очисного забоя.

Литература

  1. Шапиро В.Д. и др. Управление проектами.–СПб: «ДваТри», 1996.–610с.
  2. Управление проектами/ И.И.Мазур, В.Д.Шапиро и др. Справочное пособие. –М.: Высшая школа. –2001.–875с.
  3. Управление проектами: практическое руководство. Клиффорд Ф. Грей, Эрик У. Ларсон. Пер. с англ. – М.: Издательство «Дело и Сервис», 2003.
  4. Бушуєв С.Д. Управління проектами та програмами: Підручник/.С.Д.Бушуєв, Н.С.Бушуєва, А.Я.Казарєзов, та ін. – Миколаїв: видавництво Тору бари О.С., 2010.–352с.
  5. Захарова Л.Н. Оценка риска невыполнения годовой программы развития горных работ с помощью стохастического моделирования /Матеріали Міжнародної наукової конференції «Форум гірників», 21–23 жовтня 2010, Дніпропетровськ,. Том 3. «Економіка і управління і гірничій промисловості»– Дніпропетровськ: Національний гірничий університет, 2010. –С.217–225.
  6. Захарова Л.Н., Селезнева Ю.М. Анализ рисков невыполнения программы горных работ// Доповіді науково–практичної конференції студентів, аспірантів та молодих вчених м. Дніпропетровськ, 19–20 травня 2011 року .–Днепропетровск,: НГУ, 2011.–С. 68–75.
  7. <Ващенко В.И. Особенности проявления мелкоамплитудной тектонической нарушенности угольных пластов Красноармейского геолого-промышленного района// Геологический журнал.-1985.-№6.-С.38-41.
  8. <Безруков Ю.Е. Малоамплитудные разрывы в угольных толщах и закономернисти их размещения на месторождениях Кузбасса. Автореф. дис... канд. геол. мин. наук: 04.00.16. // МГРИ.-М.,1985.-20с.
  9. <Приходченко В.Ф. Закономерности развития и прогноз малоамплитудных тектонических разрывов угольных пластов северо-западной части Донбасса: Автореф. дис... геол. мин. наук: 04.00.19// ИГГГИ. Л,-36с.
  10. <Стягун А.В. О погнозировании мелкоамплитудных разрывных нарушений // Разработка МПИ (маркшейдерское дело) -К.:Техника.-1982.-С. 39-43. .