Работа посвящена выявлению зависимостей между морфологией и качественными характеристиками угольного пласта. В качестве объекта исследования выступает угольный пласт l4 (Коксовый, марка Ж-к) , в частности, западный участок его эксплуатации на поле АП «Шахта им. А.Ф. Засядько».
Изучение данной темы является весьма актуальным, так как остро стоит вопрос об уменьшении затрат на обогащение угля, а также о повышении параметров качества его до необходимых для того, чтобы продавать продукт не только на национальном рынке, но и на международном. Данные, полученные в результате проделанной работы, в дальнейшем предприятие может использовать при составлении прогноза по ведению горных работ.
Главная проблематика состоит в том, что выемочный механизм (комбайн УКД-200/250 , с минимальным захватом исполнительного органа 0,99 м) , при утонении пласта захватывает и извлекает лишние «порции» пород почвы и кровли. Таким образом, извлекаемый уголь «засоряется», что влечет за собой повышение зольности и сернистости.
Для проведения статистической обработки и корреляционного анализа в пакете SPSS, а также пространственного анализа в SURFER , была составлена выборка данных показателей качества угольного пласта (мощность, зольность, сернистость, выход летучих) по результатам лабораторных исследований керна и эксплуатационных проб в выработках (таблица 1). Используемая мной методика применялась ранее, но для данного предприятия проводится впервые, поэтому выводы по проделанной работе будут весьма востребованы.
После обработки выборки данных в пакете SPSS получена таблица статистических данных (таблица 2). Можно говорить о том, что мода, медиана и среднее, по отдельно взятым показателям, практически одинаковы, что свидетельствует о нормальном законе распределения, зольности, например, на выбранном участке исследования. Лишь у мощности наблюдается незначительное отклонение этих статистик. Следует также принять во внимание изменчивость мощности – от 0,5 м до 1,2 м. На гистограммах можно проследить как тот или иной показатель «ведёт себя» на западном крыле поля шахты. Все показатели очень вариабельны, особенно сера и зола, что свидетельствует о непредсказуемом поведении показателей качества угольного пласта во время добычи и последующем обогащении, то есть их количественное значение будет сильно изменяться. Результаты данного исследования помогут в прогнозировании их изменений.
Следующий этап – корреляционный анализ данных (таблица 3 ). На этом этапе были выявлены три значимые линейные связи (вероятность = 95%): сера и зольность – прямая зависимость, выход летучих компонентов и сера – обратная, мощность и выход летучих компонентов – прямая. Полученные зависимости будут полезными на практике, так как при лабораторном выявлении увеличения или уменьшения, в процессе добычи, одного из указанных ранее параметров, можно говорить об изменении в том же направлении «подчиненного» ему показателя. Следовательно, учитывая вероятность выявленных значимых связей - 95%, мы в праве сэкономить на лаборатории, то есть можем не опробовать добытую массу. Например, когда прослеживается увеличение (уменьшение) серы, предполагаем, что зольность тоже увеличивается (уменьшается).
Все полученные цифровые данные необходимо сопоставить с картами, так можно наглядно проследить изменчивость каждого показателя и, соответственно, сделать более обоснованные выводы.
Последним пунктом в работе является пространственный анализ исходных данных, целью которого является – установление закономерностей изменения показателей качества угольного пласта, которые были выбраны для изучения. Рассмотрев карты распределения показателей и сопоставив их с данными корреляционного анализа, можно сказать, что просматриваются все три выявленные линейные связи, хоть и слабовыраженные.
Таблица 1 - Исходные данные
Неточность результатов объясняется небольшим объёмом выборки исходных данных.
На исследуемом участке эксплуатации лавы перемещаются с северо-востока на юго-запад и лишь через 6-8 месяцев достигнут зоны, где пласт будет постепенно утоняться, достигнув минимальной мощности 0,55м . Благодаря проделанной работе предприятие может прогнозировать мощность угольного пласта, его серу и зольность в пределах этого блока, которые будут колебаться в следующих пределах: сера – 1,6 – 2,6, зола возрастёт с 8,6 до 11,8, мощность уменьшится в два раза – от 1,1м до 0,55м, выход летучих компонентов –свыше 30. Положительный момент – пласт остается кондиционным, но мощность его слишком мала, что приведёт к его засорению аргиллитами и песчаниками кровли и почвы, а это значительно изменит качество добываемого угля. Так, фактические показатели зольности в данном блоке эксплуатации составляют соответственно для кровли и почвы пласта l4 90,6% и 92,0%. Из приведенных данных видно, что зольность добытой массы породы и угля в целом будет составлять около 30% (зависит от мощности угля) и в некоторых участках может даже превысить предельное значение зольности по блоку равное 36,3%. Возможно, следует изменить направление движения лавы, дабы избежать колоссальных затрат на обогащение, либо же, выходя за пределы компетенции шахтного геолога, усовершенствовать саму методику обогащения, или же реконструировать исполнительный орган очистного комбайна, минимизировав его горизонтальный захват.
Библиографический список:
1. Выполнить прогноз показателей качества угля на 2001г., отгружаемого шахтами ХК «Октябрьуголь»: Отчет о НИР/ М-во образования и науки Украины, ДонГТУ; Руководитель Папушин Ю. - х/т 2000 – 80. – Донецк, 2000. – 45с.
2. Панов Б.С. Современное состояние и перспективы развития минерально-сырьевого комплекса Донецкой области на период до 2020 года/ Б.С. Панов, Ю.Б. Панов//Металл и литьё Украины. – 2004. - №3, №4. – с.15-17.
3 Кущ О.А.Современное состояние угольной промышленности Донбасса и его минерально-сырьевой базы и задачи геологического обеспечения развития угольной промышленности/ О.А. Кущ, А.Н. Лубочников, Б.С. Панов//Донбасс – 2002: наука і техніка виробництва/ Донец. Нац.. техн.. ун-т та ін.. – Донецьк, 2002. – с.101 – 105.
4 Геологический отчет о переоценке запасов Куйбышевского комплекса (восточная часть)./ Кондакова И.С., Сапрыкина М.А., Абаянцева Э.А., Тарасенко О.И., Трубка Н.К. Министерство угольной промышленности. Донецк, 1978. – 540с.