автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.02, диссертация на тему:Обоснование вариантов и параметров технологических схем очистных работ на угольных шахтах Афганистана

«« ол

* * р ? ** * ',

- Государственный комитет Российской Федерации по высшему образованию

Московский ордена Трудового Красного Знамени горный институт

На правах рукописи

МОХАММАД Карим

УДК 622.23.06 :(5Афг) 043.3

ОБОСНОВАНИЕ ВАРИАНТОВ И ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ОЧИСТНЫХ РАБОТ НА УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ АФГАНИСТАНА

Специальность 05.15.02 — «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1993

Работа выполнена в Московском ордена Трудового Красного Знамени горном институте. •

Научный руководитель канд. техн. наук, доц. ШАРОВАР И. И.

Официальные оппоненты: докт. техн. наук, проф. КОВАЛЬЧУК А. Б., канд. техн. наук, с. н. с. СЕМЕНОВ С. Б.

Ведущее предприятие — ПО «Тулауголь».

в . . . ____ ..„ ____...... .....;иализйрованного совета

К-053.12.02 в Московском горном институте по адресу: 117935, Москва, В-49, Ленинский проспект, 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан « . . . »

1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета,

канд. техн. наук, с. н. с. КОРОЛЕВА В. Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Развитие экономики республики Афганистан определяется, I! первую очередь, установлением мира в стране между различными вооруженными группировками. Продолжающаяся уже 14 лет гражданская воина привела к тому, что в настоящее время действуют только две угледобывающие шахты «Каркар» н «Дудкаип. За все годы только эти шахты находились постоянно п сфере контроля правительственных войск, что объясняется важным стратегическим положением города Пулпхумрн. Псе остальные угледобывающие районы и отдельные шахты неоднократно переходили ил рук в руки и п настоящее время полностью разрушены («Сабзак», «Ишпушта», «Дарисуф»).

Отсутствие других источников получения И1с|п "иослтслеи в Афганистане делает проблему развития угледобычи папплж • нейшей. Добываемый уголь практически полностью распределяется государством, а сама промышленность находится на государственной дотации. По сути дела не удовлетворяется потребность страны в угле даже в минимальном объеме. Для коренного решения этой проблемы необходимо создать современную угольную промышленность па базе строительства новых («Шабашек»), восстановления старых («Сабзак», «Ишпушта», «Даханп — Тор», «Дарпсуф») и реконструкции действующих («Каркар», «Дудкаш») шахт.

Основой для перспективного планировании развития угледобычи в Афганистане могут служить труды советских ученых-геологов, посвященные оценке угленосных районов страны и перспектив н.х развития.

Наиболее сложным является процесс выбора технологии и комплексной механизации очистных работ, так как горногеологические условия угольных месторождений Афганистана являются весьма разнообразными и сложными. Кроме того, условиями, лимитирующими выбор параметров камерно-столбовых систем разработки месторождении, являлась необходимость обеспечения занятости большого числа низкоквалифицированного населения при использовании ручной выемки угля. Оправданная на том историческом этапе техно-

логпя не может быть рекомендована как перспективная в условиях мирного развития. Таким образом, оценка и обоснование перспектив использования высокопроизводительных технологических схем очистных работ с комплексами самоходного оборудования в условиях угольных шахт Афганистана являете^ актуальной.

Целью работы является установление зависимостей показателей эффективности горного производства от комплекса природных, горнотехнических и брциальцо-экономических факторов для обоснования вариантов и параметров технологических схем очистных работ, обеспечивающих повышение технического уровня шахт Республики Афганистан.

Идея работы заключается в системном представлении технологии очистных работ для объективного синтеза вариантов, моделирования и оптимизации параметров но критериям максимума эффекта и минимума производственного риска.

Научные положения, разработанные лично соискателем, к новизна:

зависимость параметров технологической схемы очистных работ при камерной системе разработки от горно-геологических и социально-экономических факторов является базой для установления области эффективного применения технологии;

экономико-математическая модель технологии очистных работ при камерной системе разработки с погашением междукамерных целиков отличается учетом специфики применения мобильных комплексов оборудования и позволяет исследовать влияние различных факторов на параметры технологии;

методика оптимизации параметров технологической схемы очистных работ при камерной системе разработки отличается корректным выделением основных групп горно-геологических условии залегания угольных пластов па шахтах Республики Афганистан.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов н рекомендаций подтверждаются:

удовлетворительной сходимостью расчетных оптимальных параметров технологической схемы очистных работ, определенных для соответствующих горно-геологических условии, с фактически применяемыми на угольных шахтах ЮАР (расхождение не превышает 10%);

значительным объемом вычислительного эксперимента на ЭВМ (5000 вариантов).

Значение работы. Научное значение работы заключается в установлении зависимости параметров технологической схемы от горно-геологических, горнотехнических и социально-экономических факторов на базе разработанной экономико-математической модели камерной системы разработки поло-

гнх пластов, работающей по схеме с погашением междукамерных целиков с использованием мобильных комплексов оборудования.

Практическая ценность работы заключается » разработке рациональных параметров технологических схем шахт для основных групп горпо-геологическнх условии угольных месторождении Республики Афганистан.

Рекомендации по внедрению результатов работы. Научные результаты работы были доложены па заседании Технического совета Министерства горных дел н промышленности Республики Афганистан и получили одобрение.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы н сс отдельные положения докладывались на семинарах кафедры «Разработка месторождении полезных ископаемых» Кабульского политехнического института и науч-. ном семинаре кафедры «Технология, механизация и организация подземной разработки угляМосковского горного института (Москва, 1991—1992)"

Объем работы. Диссертация состоит па введения, четырех глав и заключения, изложенных на 188 страницах машинописного текста, содержит 22 рисунка, 9 таблиц, список использованной литературы из 50 наименовании.

OCIlORIIOli СОДЕГЖЛННГ. РАБОТЫ

Потребность в угле промышленности Республики Афганистан в последние годы постоянно возрастает. Основными потребителями угля в республике являются энергетическая, цементная, легкая, пищевая, оборонная отрасли промышленности, а также бытовые нужды населения.

Фактически достигнутые в последние годы объемы добычи угля значительно отстают от его потребности. Покрытие создавшегося дефицита намечено осуществить путем принятия кардинальных мер по восстановлению, реконструкции и техническому перевооружению имеющегося шахтного фонда, проведенню комплекса геологоразведочных, изыскательских и проектных работ с целью строительства новых шахт на перспективных месторождениях.

В настоящее время в Афганистане известно 9 угольных месторождений и свыше 40 углепроявлепий. Территориально выделяется пять угленосных районов, из которых наиболее крупными н перспективными являются Дарайсуфский и Пу-лпхумрпнекий. В пределах первого из них находится самое крупное в Афганистане месторождение — Шабашек с геологическими запасами около 05 млн. т, угли которого могут быть использованы для коксования. В пределах Пулпхум-рнйского угленосного района выделяются пять месторождений, три из которых (Каркар, Дудкаш и Дудкаш Западный)

отрабатываются действующими шахтами. Разведанные запасы угля категорий (А + В) по этим месторождениям составляют 5,6 млн. т, общие — около 10 млн. т, а перспективные — 60 млн. т.

Участки Каркар н Дудкаш являются основными объектами добычи угля в стране. Уголь используется в энергетических целях н как топливо. Угольный пласт в пределах этих участков имеет мощность от 0,6 до 6,0 м при среднединамп-ческом значении 4,0 м. Пласт имеет относительно выдержанные элементы залегания, однако па участке Каркар часто нарушен сбросами с амплитудой смещения 3—5 м.

Шахтные ноля шахт «Каркар» н «Дудкаш» вскрыты наклонными стволами но пласту «Верхний» н штольнями, заложенными в лежачем боку. В процессе ведения горных работ выявлены существенные недостатки, присущие такой схеме вскрытия, в результате чего приняты решения по новому проекту реконструкции шахты «Каркар» на прирезанных запасах IV н V горизонтов. Для этого в северной части шахтного поля проведен полевой наклонный ствол и планируется сооружение рядом с ним вспомогательного полевого наклонного ствола. С их помощью будет осуществляться отработка брем-сберговых (IV горизонт) п уклонных (V горизонт) частей.

В процессе вскрытия шахты «Дудкаш^ частично учгсн опыт эксплуатации шахты «Каркар», поэтому она имеет более упорядоченную схему вскрытия. Отработка шахтного ноля, состоящего из двух блоков, разделенных крупным геологическим нарушением, ведется двумя независимыми эксплуатационными блоками. Оба блока вскрыты штольнями, переходящими в главный откаточный штрек. Дальнейшая подготовка запасов ведется путем проведения панельных уклонов и ярусных штреков.

Применяемые на обеих шахтах системы разработки не отличаются эффективностью п новизной, а с точки зрения наиболее развитых горнодобывающих стран — весьма примитивны, что объясняется специфическими экономическими, социальными и техническими возможностями страны.

Выемочные участки делятся па блоки, в которых пареза ются короткие столбы, отрабатываемые камерами шириной 2,5 м. Между камерами оставляются целики угля шириной от 1,5 до 2,0 м. Выемка угля в камерах производится с помощью отбойных молотков. В настоящее время от 60 до 70% добываемого угля получают нз этих камер.

Система разработки характеризуется низкой производи тельностыо труда рабочего по очистному забою, составляющей 1,0—1,2 т/смену, значительным расходом лесных материалов—до 40 куб. м на 1000 т добываемого угля, большой трудоемкостью и низкой безопасностью ведения горных ра-

бот, высокими эксплуатационными потерями, достигающими 60% подготовленных к выемке запасов.

На основе анализа современного состояния горных работ на шахтах Афганистана и опыта отработки пластов в сходных горно-геологических условиях странами с развитой горнодобывающей промышленностью сформулированы цели и :: л д а ч п 11 сс л ед о ваши'!.

В соответствии с поставленной целыо и на основании проведенного анализа в работе решались следующие основные задачи:

анализ наиболее перспективных угольных месторождений н обоснование направлении развития угледобычи на них;

обоснование технологических схем вскрытия и подготовки наиболее типичных угольных месторождений;

обоснование перспективных высокомеханизированных ко-рогкозабойных технологических схем очистных работ;

разработка алгоритма экономнко-математической модели очистного участка с корогкозабопной механизированной технологией;

расчет оптимальных технологических параметров схемы очистных работ па ЭВМ;

исследование влияния различных горно-геологических, технологических и социально-экономических факторов па параметры функционирования очистного участка с помощью экономико-математической модели; •

определение технико-экономической эффективности предложенных решений.

Для решения поставленных задач используется комплексный метод исследования, включающий анализ и обобщение научно-технической информации, обобщение результатов производственной деятельности промышленных предприятий, натурные наблюдения, эконом и ко-математическое моделирование сложных технологических систем очистных работ.

Для удовлетворения потребностей страны в топливно-энергетических ресурсах существующий объем добычи угля должен быть значительно увеличен, что может быть обеспечено и первую очередь за счет реконструкции действующих шахт «Каркар» и «Дудкаш», а также восстановления разрушенных и строительства новых шахт на других месторождениях.

Анализ геологоразведочных данных по запасам угля основных месторождении показывает, что запасы категории Л имеются только на месторождениях Шабашек, Каркар и Дудкаш. Эти месторождения имеют благоприятные горно-геологнческне условия залегания пластов, характеризуются выдержанной мощностью и углом падения.

Геологические запасы Шабашекского месторождения составляют около 50 млн. т, значительная часть которых отне-

сена к категории А. Однако освоение Шабашекского месторождения потребует дальнейшего развития инфраструктуры района строительства: необходимо проведение подъездных путей и дорог, сооружение электростанции, линий связи, жилья и т. д.

Существенное увеличение объемов добычи угля в ближайшие годы может быть достигнуто путем реконструкции и технического перевооружения действующих шахт «Каркар» п «Дудкаш» па одноименных месторождениях. Месторождения обладают значительными запасами категории А, относительно развитой инфраструктурой района, благоприятно расположены относительно ближайшего административного центра — г. Пулихумри.

На других месторождениях угля необходимо провести дополнительные геологоразведочные работы для ориентировочной оценки балансовых запасов п условии залегания угольных 'пластов.

Схема вскрытия п способ подготовки шахтных полей оказывают существенное влияние на результаты экономической деятельности шахты в целом.

Анализ качественных и количественных характеристик вскрытия н подготовки шахт Афганистана показывает, что они не соответствуют горно-геологическим условиям.

Основным типом вскрывающих выработок, применяемых на шахтах Афганистана, являются штольни и наклонные стволы, пройденные по пласту, что обусловлено в основном низким уровнем развития производительных сил, а не соответствием горно-геологическпм условиям. Обладая простотой в проходке н эксплуатации, эти системы вскрытия имеют существенный недостаток — они обеспечивают вскрытие небольших запасов в бремсберговой части, в результате чего практически все шахтное поле отрабатывается с помощью уклонов, причем ступенчатых.

В последние годы для условий перспективных угольных месторождений Афганистана рекомендуются две схемы вскрытия:

1) наклонными стволами (обычно двумя), пройденными по падению по нижнему пласту свиты на один этаж с последующими углубкамн или ступенчатыми уклонами;

2) наклонными стволами (обычно одним), пройдеппымп по пустым породам на горизонт этажного откаточного штрека н отводом исходящей струп по наклонному стволу вышерасположенного этажа.

В работах И. И. Шаровара и Мир Фахруддипа для месторождения Шабашек рекомендована принципиально новая схема вскрытия, включающая капитальную штольню с нолевым бремсбергом, пройденным вкрест простирания пластов под

углом 16°. Эта схема позволяет отработать все запасы шахтного поля без существенных работ по реконструкции в ходе эксплуатации.

Для мелких месторождении рекомендованы простые схемы вскрытия, применяемые на шахтах Кузбасса и получившие название «эксплуатационных блоков».

Если схема вскрытия при переходе на камерную систему разработки практически не изменяется, то способ подготовки п его пространственно-планировочные решения принципиально отличны и требуют иных технических решении.

Применяемая па шахтах Афганистана технология очистных работ весьма примитивна, отличается высокой трудоемкостью, большими потерями угля и повышенным расходом лесоматериалов.

Она заключается в проведении камер, закрепленных трапециевидной деревянной крепью с сечением в свету около Г)...(i кв. м и последующим выпуском части угля из кровли и боков камеры после разборки крепи. При этом для интенсификации процесса выпуска угля используются багры, лопаты па . длинных рукоятях, л иногда и взрывание небольших накладных зарядов, размещаемых у массива па длинных шестах.

Являясь весьма опасной и трудоемко]"!, описанная технология отличается крайне низким коэффициентом извлечения, составляющим иногда 40...50%. Кроме того, эта технология пе эффективна при относительно небольшой мощности пласта и угле падения менее 35°.

Неоднократные попытки перейти на другие пемехаипзнро-вапиые технологические схемы очистных работ, например, кладненскнй вариант (Чехия) камерной системы разработки с расширением камеры обратным ходом под защитой индивидуальной металлической крепи, пе дали положительного результата из-за резких колебаний мощности пласта.

Применение систем разработки с длпнпымп очпстпымн забоями на участках, аналогичных месторождениям Каркар и Дудкаш, также неэффективно из-за сильной парушенпости пластов. Применение комплексно-механизированных очистных забоев па действующих и восстанавливаемых шахтах представляется весьма проблематичным как из-за горно-геологических условий, так и из-за их дороговизны и сложности в эксплуатации.

Выполненные ранее исследования Мир Фахруддина, Зал-мая Джахангири п Шамса Самоди рассматривали только совершенствование существующих технологических схем, в предлагаемой работе предусматривается переход на принципиально новую технологию очистных работ. Эта технология создана в ЮАР и получила название rib pillar extraction (RPE). Принципиальная схема камерно-столбовой системы

разработки с погашением междукамерных целиков приведена на рисунке. Выемочный участок подготавливается тремя панельными выработками, средняя из которых 1 является конвейерной, а две другие— транспортными 2. Между ними оставляют прямоугольные целики 18x12 кв. м. Длина участка зависит от конкретных горно-геологических условий и составляет 120—180 м. Участок шириной 58 м оконгурпвае г-ся с одной стороны тремя откаточными 3 и двумя вентиляционными 4 штреками. Откаточные штреки сбиваются с вентиляционными двумя печами 5. Такое большое число подготовительных и нарезных выработок объясняется использованием при их проходке тех же комбайнов, что и па очистных работах, упрощенным креплением (анкерное) п стремлением улучшить условия проветривания и пылеподавлеиия при подготовке участка к выемке. Ширина всех проходимых выработок составляет G м, а высота равна мощности пласта.

С откаточного штрека комбайн проходит камеру 6 шириной G м на всю ширину участка. При проходе камеры, при необходимости, кровля анкеруется. Между камерами оставляется. временный целик 7 шириной 6 м. Отбитый уголь из камеры самоходными вагонетками доставляется до ленточного телескопического конвейера, расположенного в откаточном штреке 3. После выемки угля в камере приступают к погашению междукамерного целика.

В варианте с органной крепыо (рис. 1,6) в конце камеры пробивают два ряда стоек 8. По мерс погашения целика заходкамп 9 тем же комбайном, который вынимал уголь из камеры, пробивают очередные ряды органной крепи. Расстояние между рядами органной крепи зависит ог конкретных горно-геологических условий. Обычно заходки проходят спаренными, оставляя между ними подзавальпый целик — «ножку» — минимально возможной ширины. Погашение целика ведется при дистанционном управлении комбайном.

В варианте с самоходной безразгрузочной гусеничной крепыо типа ABLS (Alpine Breaker Line Support) (рис. 1, о) после выемки камеры 6 комбайн выгоняется на откаточный штрек 3, а в камеру доставляются две секции 10 крепи ABI.S il размещаются в конце камеры. Погашение целиков ведется комбайном по схеме, описанной выше, по вместо воз ведения органной крепи кровля от обрушения в камере под держивается секциями ' механизированной крепи ABLS. Для предотвращения обрушения откаточно.го штрека, примыкающего к отрабатываемой камере, в нем располагаются еще две секции 11 крепи ABLS, перемещаемые после погашения всего целика.

Порядок отработки участка показан на рис. 1 ,а цифрами от 1 до 20. Несмотря на потери угля в треугольных п подза вальных целиках на контуре с выработанным пространством

Ш! йр:

ЁЮ]

ШШ1

з1 г/ гЖл>Пгп\

л*

л

5)

—е.!

т

А 1 «5 ...К

1 за I :

1.

'! ■ ■*) !

Нвмериа-сгпол$о8а§. система разработки

в погашением нгохкамеоных целиков.

а) подготовка и последовательность

обработки яруса ^ 8) погашение междукамермоео целика при

использовании Ореаннод крепи» В) погашение, иез/саукамернаъа целика при испольъоВании крепи $51* 5

и между за.ходкамп, коэффициент извлечения в целом по участку за счет погашения мсждуштрсковых целиков 12 достигает 1)1% по сравнению с 85% при технологии отработки .".чинными очистными забоями с оставлением целиков.

Преимущества этой технологической схемы в условиях Афганистана по сравнению с другими заключаются в следующем:

достаточно высока я производи гслыюсть;

универсальность применяемого оборудования: проходческие, нарезные и очистные работы ведутся одним и тем же. набором машин;

достаточно широкий диапазон применения одного и того же оборудования но мощное;:: и углу падения пласта, а также по крепости угля и вмещающих пород;

высокая маневренность оборудования, что. весьма важно при отработке нарушенных участков;

относительно небольшая общая масса оборудования;

оборудование не является дефинитным на мироном рынке, налажено его сервисное обслуживание фирмами-изготовителями во всех странах, где оно используется;

для управления оборудованием могут привлекаться рабочие. относи 1елы1о невысокой квалификации.

Втыожпы две принципиально отличные структуры сре. к:; в комплексной механизации очистных работ:

1) буровзрывная выемка, предусматривающая следующий набор машин и механизмов: врубовая машина, погрузочная машина, буровая каретка, че,шоковая самоходная вагонетка, ленточный конвейер;

2) комбайновая выемка, предусматривающая следующий набор машин: короткозабоииый г.ыемочиып комбайн, че.шоковая самоходная вагонетка, ленточный конвейер.

Очевидно, что вторая структура более предпочтительна, так как является более производительной, менее фондоемкой, более надежной. Именно этот набор оборудования позволяет реализовать вариант камерной или камерно-столбовой системы разработки с комбайновой выемкой и механизирован пои гусеничной безразгрузочной крепыо.

Для исследования взаимосвязи параметров технологии с различными влияющими факторами разработана экономико-математическая модель. В качестве критерия оптимальности принята расчетная прибыль.

Структура алгоритма модели позволяет производить раскройку панели па ярусы и камеры в соответствии с заданными параметрами. Исходя из конкретных горно-геологических условий определяется размер междукамерных целиков при заданном значении ширины камеры.

Нагрузка на ярус определяется исходя из средней скорости движения груженых и порожних вагонетск, длины трапс-

портировки, времени загрузки и разгрузки. При этом производительность определяется как средняя за цикл. Так как производительность выемочной машины при выемке камеры н погашении целика различна, кроме того, они отличаются при погашении яруса и охранных целиков между откаточными выработками, предусматривается усреднение нагрузки как средневзвешенной за время отработки всего яруса.

Расчет эксплуатационных затрат осуществляется по следующим элементам: заработная плата, начисления па заработную плату, материалы, электроэнергия, амортизационные отчисления.

В качестве варьируемых параметров приняты оспог.пыс влияющие горпо-геологпчеекпе, горнотехнические и социально-экономические факторы. При разработке экономико-математической модели было использовано 154 фактора, определяющие исходные данные, варьирование осуществлялось 7 параметрами: размер отрабатываемой камерами части панели но простиранию, длина камеры, ширина камеры, размер панели по падению, мощность пласта, крепость угля, крепость пород непосредственной кровли.

В результате исследования влияния горно-геологических факторов на экономические показатели технологии было установлено, что с увеличением мощности пласта в диапазоне значений 1,0...4,0 м участковая себестоимость снижается, а добыча растет, так как на пластах большей мощности применяется более мощное очистное оборудование. Однако после значения мощности пласта более 2,0 м темпы прироста нагрузки снижаются, а после 3,5...4,0 м прирост практически прекращается.

Анализ зависимостей показывает, что наиболее благоприятная мощность пласта для моделируемой технологии — 2,0...2,5 м, что объясняется возможностью возведения анкерной крени без подмостей.

Существенное значение на параметры технологии оказывает коэффициент крепости угля. В диапазоне значений 0,7... 1,5 по шкале проф. М. М. Протодьякопова наблюдается всплеск значений нагрузки на участок. Это объясняется тем, что угол откоса боковых стенок из-за уменьшения отжима возрастает, приближаясь к 90°. При этом величина пролета камеры уменьшается до проектной, уменьшается площадь свода естественного равновесия п его высота, что приводит к уменьшению длины шпуров для анкеровапия кровли н, как следствие, снижению времени па крепление. Влияние крепости угля не столь существенно н может не учитываться.

Крепость пород непосредственной кровли существенно влияет на основные показатели технологии. С увеличением крепости пород возрастает устойчивость кровли, что приводит к уменьшению площади свода естественного обрушения кро-

вли и уменьшению его высоты. В результате уменьшается время па крепление и растет нагрузка на участок. При дальнейшем возрастании крепости кровли падает скорость буре-пня, однако при превышении определенного значения влияние крепости кровли прекращается, так как отказываются от крепления. Предлагаемая технология наиболее эффективна при крепких породах непосредственной кровли, т. е. 4,5 по шкале проф. М. М. Протодьяконова.

При моделировании исследовалась зависимость технико-экономических показателей технологии от горнотехнических факторов. С увеличением размера панели по простиранию возрастает доля отрабатываемой камерами части напели, что приводит к повышению коэффициента извлечения и добычи.

С увеличением размера панели по падению увеличивается длина камеры, что приводит к снижению производительности процесса доставки угля. С увеличением данного параметра график суточной нагрузки на ярус выполажпвается, асимптотически приближаясь к 1100 т.

С увеличением длины камеры нагрузка па ярус вначале растет, а затем падает, достигая максимума в диапазоне значений 40...00 м.

С увеличением ширины камеры среднесуточная нагрузка на очистной забой падает. Это объясняется тем, что нагрузка при выемке камеры ниже, чем при погашении междукамерных целиков. С увеличением ширины камеры возрастает трудоемкость процесса крепления как по затратам живого труда, так и по материалам. Оптимальное значение ширины камеры находится в интервале значении 3...4 м, однако на практике из условии обеспечений комфортности целесообразно принимать камеры шириной 0 м.

Наибольший интерес представляет исследование влияния стоимостных параметров па общий уровень эксплуатационных затрат.

Увеличение стоимости оборудования, материалов и электроэнергии в 100 раз приводит к росту эксплуатационных расходов только в 10 раз. Увеличение с таким коэффициентом тарифных ставок и должностных окладов приводит к несколько более активному повышению эксплуатационных расходов.

Наибольшее влияние на уровень эксплуатационных расходов оказывает стоимость подготовительных и нарезных выработок в пределах панели. При том же повышающем коэффициенте они увеличиваются в 00...70 раз.

Выполненное моделирование показывает, как важно эффективно осуществлять подготовительные и нарезные работы, так как их роль в 0...7 раз выше, чем уровень заработной платы забойной группы работающих. Таким образом,

рассматриваемая технология экономически оправдана только при - .высокомеханизированной производительной технологии проведения подготовительных и нарезных выработок.

Разработанная экономико-математическая модель позволяет исследовать не только влияние различных факторов на параметры технологии, по и осуществлять их оптимизацию п конкретных горно-геологических условиях.

Техппко-экопомпческан эффективность технологии РРГ. определена по опыту ее эксплуатации в угольной промышленности ЮАР, где в аналогичных горно-геологических условиях эксплуатируется н технология с длинными очистными забоями Экономическая эффективность предлагаемой

технологии по сравнению с технологией выемки угля длинными забоями составляет 0,975 долл. США/т, пли 17,8% от эксплуатационных расходов.

ЗЛКЛЮЧИИИК

В диссертации дано повое решение актуальной для горной промышленности Республики Афганистан научной задачи обоснования перспектив использования высокопроизводительных технологических схем очистных работ с комплексами самоходного оборудования в условиях угольных шахт Афганистана. "

Основные научные выводы и практические результаты заключаются п следующем:

1. Анализ состояния угольной промышленности Афганистана, перспектив роста углепотрсбления и горпо-геологпче-ских условий залегания угольных месторождений показал необходимость коренного перевооружения шахт па основе автономного, мобильного, достаточно производительного добычного оборудования, способного вести добычу угля на относительно небольших участках шахтопластов средней мощности пологого залегания на небольшой глубине.

2. Анализ горно-геологических условии залегания плисIив и известных в мировой практике технологических схем очистных работ позволил наметить основные технические решения но всем этапам отработки месторождения для наиболее типичных горно-геологических условий и рекомендовать в качестве предпочтительной технологической схемы очистных работ— камерную систему разработки с погашением междука-мерпых целиков на базе комплекта самоходного добычного оборудования, включающего добычной комбайн, самоходную вагонетку на пневмоколесиом ходу и механизированную комплектную безразгрузочную крепь.

3. Разработана математическая модель и написана машинная программа для ЭВМ IBM PC/IT на языке BASIC для исследования взаимосвязи отдельных элементов технологии и установления зависимости показателей ее функционирования от влияющих горно-геологических, горнотехнических и социально-экономических факторов.

4. Оценка степени влияния факторов (горно-геологических, технологических и социально-экономических) на обобщающие показатели технологии (эксплуатационные затраты и суточную добычу по участку) на основании результатов математичесткого моделирования позволила установить:

наиболее благоприятная мощность для моделируемой технологии— 2,0...2,5 м;

максимальная добыча по участку отмечается при крепости угля в диапазоне 0,7...1,5 по, шкале проф. М. М. Протодь-яконова;

предлагаемая технология наиболее эффективна при крепости пород непосредственной кровли в диапазоне 4...5 по шкале проф. М. М. Протодьяконова;

оптимальная длина камеры составляет 40...60 м, а ширина — 3...4 м;

основным направлением совершенствования технологии является (снижение стоимости проведения подготовительных и нарезных выработок в пределах панели, так как роль этого фактора в 6...7 раз выше, чем заработная плата и стоимость оборудования н материалов.

5. Технико-экономическая эффективность предложенной технологии применительно к условиям Афганистана составляет 0,975 долл. США/т добытого угля по участку по сравнению с применением в аналогичных благоприятных горно-геологических условиях комплексно-механизированной выемки в длинных очистных забоях.

Подписано в печать 07.07.1993 г.

Объем 1 п. л. Тираж 100 экз.

Формат 60+90/16 Заказ № 341

Типография Московского горлого института. Ленинский проспект, д. 6