Сергій Калуцький

  Проблема «як заощадити» є мало не найактуальнішою у наш час. Завдання полягає в тому щоб за допомогою калькуляційного моделювання побудувати модель витрат при існуючих системах розробки тонких вугільних пластів, знайти залежності які дали б   ясну картину про те чи коштує та або інша підготовча гірська виробка зберіганню за лавою для повторного її використання або дешевше пройти нову. Це економічне питання, але для вирішення цього питання будуть враховані всі впливаючі технологічні чинники.с

  Актуальність теми дослідження:

  Сучасним вимогам «економічно ефективному і безпечному вуглевидобуванню»  якнайповніше відповідає технологія збереження вироблень для повторного використання. Витрати на ремонт і підтримку підготовчих вироблень на гірничих підприємствах України складає 15%-35% від сумарних витрат на видобуток  вугілля. Не дивлячись на величезний об'єм виконуваних  ремонтних робіт, виробок у незадовільному стані залишається величезним 15.20% від загальної протяжності підтримуваних виробок. Відмова від повторного використання підготовчих гірських виробок приводить до збільшення в1,7-1,8 разу  вартості проведення гірських виробок, необхідних для підготовки виємочного поля і не дозволяє, із-за недостатніх темпів проведення підготовчих виробок, здійснити своєчасне відтворення фронту очисних робіт. Проблема кріплення і охорони підземних виробок у вуглевидобувній промисловості України залишається первинною, від успішного вирішення якої багато в чому залежать об'єми видобутку вугілля в галузі і рентабельність роботи вугільних підприємств. Одна з головних причин виникнення цієї проблеми - невідповідність, що давно намітилася, між умовами роботи в довгих очисних забоях - лавах і підготовчих виробках пластів що полягає в наступному. Для довгих очисних забоїв з часів  СРСР створені і отримали широке промислове впровадження високопродуктивні механізовані комплекси з гидрофіцированимі кріпленнями, що модернізовані до теперішнього часу в трьох поколіннях, мають потенційну можливість забезпечувати з пологих пластів середньої потужності добове навантаження на забій до 10 тис. т. В той же час, в технології проведення, кріплення і охорони підготовчих виробок все ще превалюють застарілі способи і засоби кріплення і підтримка виробок, що вимагає значних витрат ручної праці, а головне, що є недосконалими і небезпечними при управлінні гірським тиском. Останнє викликає необхідність систематичного виробництва ремонтно-відновних робіт і стримує потенційні можливості комплексно-механізованих очисних забоїв. Особливо це виявляється в складних умовах розробки (великі глибини розробки, висока газоносність пластів, небезпека по геодинамічних явищах і інші чинники). Ці проблеми в рівній мірі відносяться і до умов розробки вугілля  в  Донбасі. В даний час розробка пластів на шахтах ВАТ "Комсомолець-Донбасу" здійснюється за  технологією з повторним використанням підготовчих виробок, підтримуваних на кордоні з виробленим простором Для підвищення надійності роботи КМП-АЗ і зменшення щільності її установки з 1991 р. стали упроваджувати комбіновану рамно-анкерну крепь, ефективність якої зростає при вживанні сталеполімерних анкерів. Для підвищення надійності підтримки виробок на кордоні з виробленим простором.Одним з перспективних напрямів вдосконалення способів проведення і підтримки гірських вироблень з'явилося створення і освоєння анкерних крепей. Ці роботи виконувалися великим колективом зарубіжних та вітчизняних вчених.

  Область застосування  повторного використання дільничих  виробок.

  Повторне використання  дільничної  гірською виробки (колишньою транспортної як вентиляційної) дозволяє не лише позбавитися від целіків між суміжними ділянками, але і уникати перерв в роботі лав, пов'язаних з невчасною підготовкою. Позитивною є можливість застосовувати прямоточне провітрювання з повним розбавленням метану за джерелами  його виявлення.

  В той же час  виникає необхідність ремонту(перекріплювання) вироблення, що зберігається для повторного використання . При довжині крила виємочної ділянки 1500м, часу  відробітку  ділянки 18 місяців і часу підготовки нового стовпа 10 місяців зсуву крівлі за даними ВНДМІ для порід з міцністю 50МПа складе 984мм, пучіння грунту  2491мм.Якщо виробка закріплена пятізвенной арочною крепью з податливістю 600мм і мінімальний її перетин в світлу 11,2м^2,то буде потрібно її перекріпленіє  1раз  підривку  грунту виконати 9 разів. Величина зсувів порід, а отже, і частота і вартість ремонту вироблення, залежить від глибини робіт Н, опірності порід  R_e,часу відробки стовпа t .Так при глибині залягання виробки 500м перекріплення   не знадобитися, а підривання грунту потрібно було б виконати лише 5 разів.

  Контрваріантом повторного використання є проведення для кожної лави двох підготовчих виробок. В цьому випадку виникають додаткові витрати на проведення і якщо вони перевищують витрати на ремонт вироблення яка використовується повторно- цей варіант менш вигідний.

  Таким чином рішення поставленої задачі для випадку комбінованої системи розробки зводиться до встановлення природних і технічних умов, при кожних цих варіантах рівноцінні тобто при різних величинах довжини стовпа, глибини робіт, швидкості посування лави, фортеці порід, потужності пласта до вирішення рівняння

Де: С1 и С2- витрати внутрілавні, відповідно при повторному використанні штреку і без.
- витрати на ремонт 1м виробки відповідно транспортної  та вентиляційної виробки в і-тій зоні підтримки.
- витрати на спорудження засобів охорони вироблення в 3-ій зоні підтримки
- витрати на проведення 1м вентиляційної виробки
- швидкість очисних робіт.
L-довжина крила ділянки
m- потужність пласта
Y- щільність вугілля
c- коефіцієнт подрібнення вугілля в лаві
h- довжина лави

  У неявному вигляді в цьому рівнянні представлена глибина робіт і опір порід(у величинах ,) а також газовиділеніє в лаву(у величинах С.1и С.2 ), при інших системах розробки рівняння приймає інший вигляд, але принцип рішення задачі зберігається.

  Проблема  забезпечення  стійкості  підготовчих виробок виємочних ділянок є одній з основних проблем  підземної розробки вугільних пластів, без вирішення якої не можливі забезпечення безпеки гірських робіт і підвищення  техніко-економічної ефективності експлуатації вугільних  шахт. Научні дослідження і практика роботи шахт показують, що при вартості проведення і кріплення 1 км. підготовчих  вироблень в межах від 5 до 9 млн грн. сучасним вимогам економічно ефективного і безпечного вуглевидобування  на шахтах України, що розробляють пологі  вугільні пласти потужністю 0,85—2 м, якнайповніше відповідає  технологія збереження виробок  для повторного використання с допомогою вживання ефективних анкерних кріплень, , кріплень  посилення і штучних охоронних конструкцій Проте практика вживання на шахтах, що відпрацьовують пласти потужністю до 2 м в складних горно-геологічних умовах  (великі глибини розробки, наявність зон підвищеного гірського  тиску, шаруваті і тріщинуваті породи безпосередньої  крівлі і важкообрушаємі породи основної крівлі) існуючих видів анкерних кріплень і кріплень посилення з тією, що робочою  несучою здатністю 50—150 кН/м2, а також існуючих охоронних конструкцій показала їх недостатню технічну  і економічну ефективність або безпеку вживання. При виборі їх параметрів відповідно до нормативних документів, що діють, стан вироблень, що охороняються, часто є незадовільним.

  Незадовільний стан виробок погіршує умови  провітрювання виємочних ділянок, знижує безпеку ведення гірських робіт, викликає необхідність виконання в них трудомісткого і дорогого ремонту, що знижує навантаження  на очисні забої і зрештою приводить до неефективної роботи шахт.

На фото показані деформовані виробки.

 Висновок: У роботі буде побудована модель витрат на вартість" прохождення" виробки,вартість ремонту одного метру виробки і вартість підтримання одного метру виробоки.Будуть отримані залежності вартості одного метру виробки від впливаючих технологічних та економічних факторів.

   Література:

1.Науковий вісник, НДУ, 2 0 1 0 , № 6

2. Зборщик М.П. Охрана выработок глубоких шахт в выработанном пространстве.- К.: Техшка, 1978.- 175 с.
3. Зборщик М.П., Братишко А.С., Прокофьев В.П. Выбор способов охраны и места расположения подготовительных выработок.- К.: Техш-ка, 1970.- 227 с.

4. Ирресбергер Г. Управление горным; давлением в лавах и штреках на большой глубине // Глюкауф.- 1980 № 5.
5. Исследование напряженного состояния! горных пород методом ЭГДА / С.М. Липкович, С.М. Ильенко, Ы.Н Лебедев, А.И. Костоманов // Изв. вузов. Горн, журн — 1965-№ 12.-С. 13—17J

6. Кошелев К.В., Петренко Ю.А., Новиков А.О. Охрана и ремонт горных выработок.- М.: Недра, 1990.- 220 с.

7. Литвинский Г.Г. Расчет устойчивости породной поверхности горных выработок // Устойчивость и крепление горных выработок Л.: ЛГИ, 1974.- Вып. 2.- С. 35-39.

---