автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.04, диссертация на тему:Разработка рациональных схем вскрытия и подготовки новых горизонтов в объединенных границах смежных шахт при разработке крутых угольных пластов

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ. ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КОМИТЕТ ПО ВЫСШЕЙ ШКОЛЕ

КУЗБАССКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

/г.г/.:

* 1 На правах рукописи

ПОТУРИЛОВ Анатолий Михайлович

УДК 622.224.24-118

РАЗРАБОТКА РАЦИОНАЛЬНЫХ СХЕМ ВСКРЫТИЯ И ПОДГОТОВКИ НОВЫХ ГОРИЗОНТОВ В ОБЪЕДИНЕННЫХ ГРАНИЦАХ СМЕЖНЫХ ШАХТ ПРИ РАЗРАБОТКЕ КРУТЫХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ

(На примере Прокопьевско-Киселевского района Кузбасса) Специальность 05.15 04 — „Шахтное строительство"

Автореферат Диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Кемерово 1993

.Работа выполнена в научно-производственной корпорации „Уголь" и в ордена .Знак Почёта" Кузнецком научно-исследовательском и -проектно-конструкторском институте (КУзНИУИ).

Научный руководитель — проф. докт. техн. наук

В. И. Ильин

„Официальные оппоненты —проф. докт. техн. наук

А. В. Лебедев

доц. канд. техн. наук Г. Г. Штумпф

Ведущее предприятие — институт „Сибгипрошахт"

Защита состоится « » ®^ 1993 г в ¡У часов

на заседании специализированного совета Д 063.70.02 при Кузбасском политехническом институте по адресу: 650026, г. Кемерово, ул. Весенняя, 28

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кузбасского политехнического института

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью, просим направлять в адрес совета.

Автореферат разослан „ " $ 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета, доктор технических наук,

А. С. ТАШКИНОВ

ОЬЦАН ХАРАКТЕРИСТИКА РАВДШ

Актуальность теми. Коренным вопросом для шахт, разрабатывав«--крутые пласты, является эффективное воспроизводство вскрытых и подготовленных запасов". Низкие темпы воспроизводства вскрытых запаса обусловлены не только ограниченностью строительных мощностей, но и, превде всего, несовершенством применяемых способов вскрыши и их параметров.

Созданный с .участием автора новий способ разработки месторол -дения этажами в объединенных границах смежных шахтных полей обладает большими потенциальными возможностяии по ускорению воспроизведена вскрытых запасов, продлению сроков службы вскрытых горизонтов, сна -женив капитальных и эксплуатационных затрат. Однако схеыно-планкро -вочные решения для реализации этого способа до настоящего времени недостаточно разработаны. Поэтому совершенствование воспроизводства вскрытых и подготовленных запасов на шахтах, разрабатывающих крутые угольные пласты, на основе эффективных технических решений по вскрытию и подготовке горизонтов в объединенных границах смежных одновременно действующих шахт представляет собой актуальную научную задачу. Диссертация непосредственно связана с исследованиями, выпел ценными автором в рамках плановых научно-исследовательских работ КузНИУИ :гр ;; 01820080557, 01840010189, 01860078349, 1620067559, 05923Т8000).

Цель работы. Разработать рациональные схемы вскрытия и подготсь ни новых горизонтов в объединенных границах смежных одновременно действующих шахт, разрабатьшаюцих крутые пласты, научно обосновать оптимальные параметры и область рационального применения этих схен.

Основная идея работы заключается в повышении эффективности до -• бы'чи угля на основе применения способа вскрытия и подготовки ноьих горизонтов б объединенных границах смежных одновременно пеМстну-'-л:.». шахт с оптимальными параметрами.

Задачи иссяепований:

установить, закономерности изменения основных показателей э,Цек-тивпост!'. эксплуатации иахт, разраба 1 иьащих крути« п.тастп;

разработать необходимое, и достаточное множество схе-ы ьскришг. и лолготовки новых горизонтов и сбыз.цг.непиых границах ач5>»иыс одно -временно деГстьулмих махт;.

разработать экономико-математические модели затрат на вскрытие

.а ег.чГлтсрку горизонтов в объединенных границах сиежных одно-

Е^ешаиК-з ^ерствущих пахт;

уечгшвтт спю£иадь1ше аараигтры и области аффективного примене-¿^¡¿7 с^дгойа векряая-ы подготовки новых горизонтов в объединенных гришщрж сиикшас сд^ршшэ действующих пахт.

Иатгсшд дге^езззг.^'я.Длн решения поставленных задач использовался Ешшшгксшда ыетод, в&хачахций технико-экоиошмеский анализ и надщавё об&йцеизе, статестлческуи обработку исходной информации, п^сгшлкьЕ; наработки, экономико-математическое моделирование.

ОсавстЕга» научные положенил. разработанные лично соискателем. и исадзкз;

азаигашэста объеыэа добычи, эксплуатационных затрат и производительное-™ труда рабочего по добыче от количества одновременно дей-ств1'£1Щ21 - горизонтов имеят существенно нелинейный характер;

мг'ТгедлческмР подход, отличавшийся учетом специфики ведения горных |«и5ьт в зтагах одновременно деГствугцих шахт, а также учетом не-

лшнеЖаюй зависизшсти объема добычи шахты от количества действующих горизонтов, обесаечяьает повышение точности решения задачи выбора стшкашьгапс мрвмецда схем вскрытия и подготовки новых горизонтов в обкдашенных границах сиехных шахтных полей;

раьработашие новые схемы вскрытия и подготовки горизонтов в . обыяаненщд границах пмзжши шахтных полей обеспечивают наиболее *>гктшвцое воспроизводство вскрытых и подготовленных запасов при разработке местсрсаденар крутых пластов;

обхаете и параметры наиболее эффективного применения схем вскрыта и подготовка нш горизонтов в объединенных границах смежных ¡шахтшгх оаяеИ оаределяитсп совокупностью природных и технических показателей, важнейшими нз которых являются наличие и величина ступени ва Г£вшцах вахтных полей, а т&кхе количество действующих

на швапе горизонтов.

Идстдвешпстъ каучушс положений, выводов и рекомендаций рбосаавз&в: "

дастатофша обгемем статистического материала для объективной хврзетвриеиовЕ качества работы шахт Прокоаьевско-Киселевского район ьалзчешя шуввжагх количественных зависимостей технико-эконо -нжшх показателей о* сеыоаншс горнотехнических факторов (14 по-жвэеияха по 20 вахтам за 27 лет их эксплуатации);

дастаюгшя объемом исследований на ЭйИ для установления обос-•эйваашд параметра ■ областей применения исследуемого способа

вскрытия и подготовки новых горизонтов;

удовлетворительной сходимостью результатов анз-тит;1Ч?с?ч*,<" г следовании с фактическими данными (65-90 ?).

Значение работа. Научное значение работы э.аглтчаетс'» р у-^-. -новлении зависимостей показателей эффективности згсгигуатшрщ вгятт от горнотехнических факторов и параметров вскрытия «г пчдгот^вгл вых горизонтов в объединенных границах смазана адагаремеиио дгй -стеуещих шахт.

Практическая ценность работы заключается а разработке- ное*~г вариантов схем вскпьтия я подготовки горизонтов в объедушенккс гра-

НИ!!ЯХ ПДЫ(>^ррур|1^ ягат*^ у г 9.цкагм» ШАШ'Я ту

мальных параметров и областей эффективного пргпигкснпя.

Реализация вгаодов и рекомендаций. Разработанные варианты схем вскрытия и подготовки новых горизонтов в объединенные грань -цах смежных одновременно действуггцих пахт, их оппшаяьнЕЯ гшраггет-ры и области эффективного применения реализована в "Тишгах схеяях вскрытия и подготовки новых горизонтов действущях шахт Ндзнецуяго бассейна, разрабатызящях крутые пласты" (утнерндркы айвдглгпрсиеи СССР от 22 марта 1?80 г.), "Унифицированных ехгмах вскрытая V* подготовки новых горизонтов на деРствущих пахтах Кузкегкото бяссеЯ -на" (утверждены '-Минтопэнерго Р£ в 1991 г.), в проектах строительства горизонтов +40 м и -60 и сахтоупразлекия н?,г. Калинина ^ гор. +40 ?з пахты "Эи'гинна".

Народнохозяйственный зф^ект о? реализации схемы асхрыто? и подготовки горизонтов в объединенных границах ¡пахт "Заминка* -л "Тырганская" составил 690 тыс.руб.

Публикации. Оо теме диссертации овдбдшюа&до 7 работ.

Объем работы. Диесергапич изложена на 140 сгрвтгпас, епщ^ркш введение, четыре главы, заключение, внлгчаяг 10 рисунков, 15- таблиц, список использованной литературы из 61

ОСНОВНОЕ ССДЕРЕЩБК Р1БОТН

В резултате пр:^'гнен;гя недостаточно ссверзегаагх техкгегеязсс решений по строительству новых горизонтов ил вахтах, рлзраСзткгап-щих крутые пласты, возникла диспропорция в теяпах отработал и воспроизводства вскрытых и подготовленных запасов, что привело ж резкому снюешш объемов добычи угля содзгьийдг ссгссбсм к грсгсьсдд-тельности труда, увеличении себестоимости добкча угля.

До последнего времени проектные решения по воспроизводству вскрытых и подготовленных запасов базировались на традиционных схемах вскрытия и подготовки новых горизонтов в индивидуальных границах каждой шахты, характеризующихся длительными (20-24 лет) сроками строительства и большими объемами капитальных работ.

Совершенствованию технических решений по вскрытию и подготовке шахтных полей, разработке методов комплексной оптимизации совокупности качественных и количественных параметров угольных шахт значительное внимание уделяли представители "аналитической школы горного дела", созданной Б.И.Бокием, Л.Д.Шевяковым, А.А.Скочин -ским, А.М.Терпигоревым, М.М.Цротодъяконовым и развитой учеными академических, отраслевых и учебных институтов: ИГД им.А.А.Скочим-ского, ДОК0Н АН Р$, ИГД АН Казахстана, ИГД СО АН РФ, ИУ СО АН РФ, ЦНИЭЛуголь, Црнтрогипрошахт, ВНИИуголь, ВНШГГЭП, ДоцУГИ, КНИУИ, КузНИУИ, ВостНИИ, МГИ, ЛГИ, ДЛИ, КИИ, СГИ, КузПИ, СМИ.

Специалисты ^И1, Англии, Польши, Чехословакии, Австрии, Канады, Сгославии и других стран уделяют значительное внимание выбору технических решений по зскрытию и подготовке новкх горизонтов шахт, воспроизводству вскрытых запасов путем присоединения новьге участков месторождений, неразрабатываемых смежных тахтких полеП к действуюпщм выработкам базовой шахты.

С нашим учлетием создан новый способ разработки м?пторовд,е -иия этапами в объединенных границах смежных одновременно действующих шахт, обеспечивающий увеличение сроков спутбн этажей, янччи -тельное снижение капитальных и аксплуатаиионных затрат. Существенные преимущества и слабая изученность нового способа воспроизводства вскрытых и подготовленных запасов вьдвиг^т в число восьма актуальных задачу разработки рациональных схем пегрктчя и подго -•говки новых горн сайтов в объединенных грантах смежных одновременно действующих шахт, разрабатыгалщих крутнг пласты, научно обосновать оптимальные параметры и области рационального применения этих схем.

3 процессе освоения и промьшленной эксплуатации Прокопьевско-Кисслевсхого местороздения выделяются даа периода, отличащиеся данаинкой основных технико-экономических показателей. Первий период (с 1932 по 1960 гг.) характеризуется ростом добычи угля с мес-тсровдеипя с 2,17 до 25,54 млн. т за счет увеличения количества де2ствуицнх шахт с 6 до 29 (в 3,6 раза) и действующих на них го -рг-зоктсв .с 9 до 48 (в 5,3 раза). Второй период эксплуатации место-

рождения,после прктически полного освоения его площади шахтами и разрезами,характеризуется снижением количества действующих гори -зонтов с 36 до 27, количества шахт с 25 до 20 в результате их объединения, добычи угля подземным способом с 25,1«8 до 13,52 млн. т (в 1987 г.) и производительности труда с 57,2 до ЗУ,8 т/мес.

Исследования статистических показателей эффективности экс -плуатации Прокспьевско-Киселевского месторождения позволили выя -вить количественные зависимости объема добычи с месторождения и производительности труда от количества действующих горизонтов, шахт, а также от количества действующих забоев и нагрузки на них. Установлено, что объем добычи угля ( Я 0$п ) прямо пропорционален количеству действующих на месторождении шахт ( Пш) и горизонтов (П.гор) и аппроксимируется уравнениями:

ДсЪщ= 2,340 + 2,43-10^-а»

(коэффициент детерминации 0,848, стандартная ошибка аппроксимации 2,677);

д0&4~ 0,601 нгср - 0,745

(коэффициент детерминации 0,Ь7Ь, стандартная ошибка аппроксимации 2,34).

Зависимость производительности ( П ) труда от нагрузки на забой, количества одновременно действующих забоев, среднединами -ческой мощности пластов и количества действующих горизонтов аппроксимируется уравнением

П » 021 Аоз * 0,067/1«, + 7,6 Я1ср + 0,009 П.Гар - 36,43

(коэффициент корреляции 0,9Ь,остаточная дисперсия 1,2У7).

В результате регрессионного анализа статистических показателей работы шахт за 1960-1987 гг. установлено, что добыча угля подземным способом ( Лп ) на шахте и производительность труда ( П )

в зависимости от числа действующих горизонтов наиболее точно ал ~ проксимируютсн нелинейными уравнениями:

О.Ь?ПГор

Дп « 0,74- П. гор

(корреляционное отношение /? = 0,73);

п '=_П-гоР -—

0,02 П-гор - 0,0013

(корреляционное отношение /? = 0,81). Г ув'- течением гор себестоимость ( С) снижается

С --------, 0,75.

0,11 ГЬгор - 0,026 Установленные закономерности иаыенени основных технико -экономических показателей позволяют сделать вывод о том, что для повышения эффе гивностн эксплуатации месторождения совокупностью шахт необходимо, по меньшей мере, сохранение количестьа действую -щи:- на каждой шахте горизонтов В условие ограниченных инвестиций основк л» направлением стабилизации добычи угля в районе может служить пишь максимальное использование действующих основных фа вдев на основ нового, способа разработки месторождения этажами в объе -диненных грант ах смежных шахтных полей.

Сущность рассматриваемого способа разработки месторождений крутых пласто'" заключается " тгч, что шахтные поля смежных шахт на неотработанной части месторождения объединяют по пл-'дадн, но разделяют по глубине на части, каждая из которых вскрываемся и разрабатывается одной ча действугчих тахт. Горные работы в этажах смежных шахт веду с прос.ранственно-временным интервалом, обеспечивающим безопасность - наработки вскрыть-х пхас зъ*

Размер по вертикали части месторождения, валяемой для разработки одной шахтой, определяется числом одн зременно действующих на шахте-этажей и высотой этажа.

'Наг углубки стволов на каждой шахте ( ьНств) при высоте эта -г-. , -теле одновременно разрабатываемых на шахте этажей П. э и числе смежных: шахт Иш определяется выражением

' Д Н^гв = П-1" П^Кэ

. Разнообразие вариантов схем для реализации рассматриваемого способа разработки определяется количес.аом смежных шахт (две или три), количеством одновременно действующих горизонтов на каадой шахте (один или два), взаимным расположением смежных шахт ( с об -

щей границей по простиранию или вкрест простирания месторождении: а также соотношением пропускной способности деиси^^их г.*аь стволов с мощностью шахты на новом гориэот .

Необходимое и достаточное мно;кестьо вариантов схем вс^ыт.ы . подготовки новых горизонтов найдены в следующих схеы.о-нланлроь. . ных решениях:

варианты I и 2 предназначены для вскрытия по одному горизон.* б объединенных границах длух снежных шахтикх полей (в схеме 1-е главным квершлагом, в схеме 2-е полевым штреком) поочередна угдубкой стволов;

вариант 3 аналогичен варианту 1,-но отличается прох. ,кой но -вого главного ствола;

варианты 4 и 5 предназначены для вскрытия одновременно двух горизонтов на кавдой из двух смежных шахт схеме' 4-е главным квершлагом, в схеме 5-е магистральным полев -м штреком); -

вариг. т 6 предназначен для вс» рытия новых горизонтов в 5ъе -диненнах границах: 0ол5' чем двух шахт.

Дяя эффективного применения схе. вскрытия и подготов. \ новых горизонтов в объединенных границах сыежих шахтных полей при раз -работке склонных к самовозгоранию углей необход! о: предусматри -вать концентрацию горных работ в смежных шахтных полях для обеспечения регулирования вентиляционным давлением и поддерга..предельно дыуетимой величины опережения меад, очисткы;. работа1'", смежных горизонтов с учетом продолжительности инкубационного ги {л.е да самовозгорания угля; выбирать нагнетательные и исасызам 1е вентиляторы с учетом резерв? регулирования их прои ->водптелыюсм при максимальном удалении горных работ на горизонтах с;.;, .кых шахт; отрабатывать в свите сблкжеш-ше пласта зависимые друг от друга, ~ интервалом времени, определяемым услозием воздухопроницаемости выработанного просаранства и деформированных пород мек;, ллает.ш при регулировании теплофкзичсских параметр, i возду.а, поступ.хщего а""'"' смежные шахты. Для исключение возможности пересечения границ воз -духопроницаемос.и пород вокруг очистных выработок калдоп свиты в пределах смежных горизонтов необходимо по «еко.мендацллм В.д. Ь^нец-кого обеспечивать предельно допустимые расстояния между свитами 82-350 м при разработке - обрушением и 15-155 м - с лкладкг" зависимости угла падения литологического состава пород и типа геологической струк-уры. Установлено, что для по-?ьие..ля лффзктис -ности объг 'ной изоляции выработанные: пространств, торможения прс -

цессов самовозгорания угля и подавления очагов эндогенных пожаров эффективным является разработанный с участием автора способ, основанный на нагнетании в выработанное пространство стойких водовоз -душных и инертных пен и вспененной глинистой пульпы, применении изолирующих мастик.

Оценка эффективности исследуемых схем вскрытия и подготовки горизонтов произведена по критерию удельных приведенных капиталь -ных и эксплуатационных затрат

Кэ * С„ги1 + Ен К„р,уАх= Хтр , Угп, %) пт-'ш.,

где К"э- критерий оптимальности;

X - вектор оптимизируемых технических решений (схема всрры-

тия, высота этажа); УГГу- вектор горно-геологических характеристик месторождения

и технических условий его разработки; у - вектор исходных стоимостных данных (единичные стоимостные показатели по видам горных работ); СлруА1~ приведенные эксплуатационные расходы; Ля/> уд I" приведенные капитальные затраты.

/ *п, г = г

</ = /, г--о . </--/г, 4 ' ¿Г

</» 1; ь--0

где С¡4- ~ эксплуатационные расходы на / - м процессе в £ -и году; *

/С- - капитальные затраты на / -м элементе шахты в ~Ь -м « ^ году: .

При определении сравнительной экономической эффективности вариантов воспроизводства вскрытых и подготовленных запасов учтен;, капитальные и эксплуатационные затраты ил Проведение и поддержан.!!? горных выработок, подъем по стволам, транспорт по горизонтальным и наклонным выработкам, водоотлив, вентиляцию, очистные работы, технологический комплекс на поверхности.

Разнообразие исходных условий решения задачи характеризуется , количеством и расположением в пространстве месторождения шахтных полей, глубиной заложения действующих подъемных горизонтов, веди -чиной ступени на границе смежных шахтных полей, глубиной заложения действующих подъемных горизонтов, величиной ступени на границе снежных шахтных полей (разницей в абсолютных геодезических отмет -ках действующих горизонтов смежных шахт), размеров неотработанной части месторождения. Шахтное поле характеризуется размерами по простиранию, вкрест простирания, промышленными запасами, долевым участием запасов прямоугольных ненарушенных участков в запасах блоков, интервалами колебаний и средним значение»! мощности пластов, углов падения, газоносности природной и остаточной, мощности пород меяду-пластий и их типа™, совокупностью прогрессивных технологических схем очистных работ, соответствующих природным и техническим условиям разработки,

В результате моделирования затрат установлено, что удельные эксплуатационные затраты изменяются с изменением высоты этажа по криволинейной зависимости с зоной минимальных значений на интерва 7 ле высоты 80-150 м (рис. 1,2). При этом, поскольку длина углубляемой части стволов пропорциональна высоте этажа, а суммарная длина вновь проводимых стволов при разделении участка местороздения на несколько этажей уменьшается с увеличением высоты этажа, удельные эксплуатационные затраты на углубку и проходку стволов уменьшаются с увеличением высоты этажа, ,

С учетом необходимости создания промежуточного горизонта при высоте этажа более 120 м удельные эксплуатационные затраты на проведение горизонтальных выработок (квершлагов, групповых штреков, околоствольиых дворов) наиболее существенно снижаются при увеличении высоты этажа с 50 до 120 м.

С увеличением высоты этажа удельные эксплуатационные затраты в блоке изменяются по криволинейной зависимости. Лри этом затрате на проведение этадных горизонтальных выработок снилаатся, а за.тра-

Рис. I. Зависимость удельных приведенных затрат высоты этажа: а - в схеме I; б - - схеме 3, в - в схеме 4; I - удельные приведенные затраты; 2 - эксплуатационные • затраты, в ток. числе: 3 - на очистные работы; 4 - на проведение выработок; 5 - по процессам произвоц-: стза; б - капитальные затраты, в том числе: 7 - на проведение выработок; В по процессам производства

5:33 а М<

г. я | г!

" 54 55 Я II

I

К

151

и-

о

5'

41

!'

\

____

—^ Г

'По я>

54

Г 2

.. 30

|и

5 я

" я я

ЯШ

Зксвао ниш. м

Е

х

5

и) та

15« ОТ"

Шиг этот о. »

Рис. 2. Зависимость упельнь'х приг^ценных затрат от высоты зта.*:а: '* ~ ъ схемь 5 - ь схеме с; I - удельные приведенные затраты; с - эксплуатации..ныв затраты, 0 та. ч'исде: л - -зчиса .ае работы: ^ - .,а проведение выработок; 5 - по процессам производства; 6 - кал:-тглыще затраты, з том числе: 7 - на проведение выработок; - по процессам производства

ты на проведение подготовительных выработок и очистные работы увеличиваются из-за уменьшения доли запасов в ненарушенных участках и соответствующего увеличения доли запасов в нарушенных участках пласта (следовательно, и изменение долевого участия соответствую -щих технологических схем}.

Величина и характер изменения удельных приведенных капиталь -ных затрат зависят.не только от физических объемов, но и от сроков выполнения работ.'

Удельные капитальные затраты с увеличением высоты этажа изменяются по криволинейной зависимости с зоной минимума при высоте атака 100-150 м в схемах I, 2, 3 и 6. При увеличении числа одно -временно действующих этажей в схемах 4 и 5 увеличиваются абсолют -ные значения удельных приведенных затрат по сравнению со схемами I и 2 в 1,4-1,97 раза и зона их минимальных значений соответствует интервалу высот этажей 70-120 м.

Удельные приведенные капитальные и эксплуатационные затраты при увеличении высоты этажа от 50 до 200 м изменяются по криволинейной зависимости с областями минимальных значений, соответствующих высоте этажей 80-140 м.

По критерию удельных приведенных капитальных и эксплуатационных затрат оптимальная высота этажа 100-120 м в схемах I, 3 и 6, 100-140 и г в схеме 2, 80-100 и - в схемах 4 и 5.

Сравнительная эффективность схем вскрытия и подготовки новых горизонтов в объединенных границах смежных шахтных полей установлена в результате сопоставления их по уровню удельных приведенных затрат с типовыми схемами вскрытия и подготовки новых горизонтов в индивидуальных границах каждой шахты в одинаковых условиях.

Установлено, что при наличии на границе смежных шахтных полей ступени высотой 50-200 м вскрытие горизонтов в объединенных границах смежных шахтных полей как при одном действующем этаже (схемы I, 2, 3, 6), -так и при. двух действующих этажах (схемы 4 и 5) на каждой шахте значительно эффективнее альтернативных вариантов вскрытия и подготовки, в индивидуальных границах.

При отсутствии ступени на границе смежных полей область эф -фективного применения схем вскрытия и подготовки в объединенных границах смежных полей'сокращается. Схемы вскрытия горизонтов в объединенных границах смежных шахтных полей, расположенных вкрест простира! 1ия месторождения, в сравнении с типовыми схемами вскрытия

горизонтов в индивидуальных границах каащой тахты более эффективны в тех условиях, где может быть реализована оптимальная для них высота этяжв: для схем I и 3 необходима высота вскрываемой части месторождения 200-300 и (при этом обеспечивается высота эмка 100-150 м), для схем 4 - 300-400 и (при двух /•.•••йствук>цих атаках высотой 80-100 м на каждой шахте).

Для смежных шахтных полей, расположенных по простирали« меси-рождения, вследствие значительных затрат на проведение магистральных полевых штреков вскрытие и подготовка этажей в объединенных границах эффективна лишь в схеме 5 (при одновременно действующих этажах) с;*» высоте этажа 100-120 м (для чего необходима неотрабо -тайная 1; роииедашш часть месторождения не менее 400 м). й остальных условиях вскрытие и подготовку этажей целесообразно осуществ -лять в К11дивидуальных границах каждой шахты.

заключение

В диссертации изложены научно обоснованные технические разработки рациональных схям вскрытия и подготовги новых горизонтов в объединенных границах схл. м«кх одновременно дейсччукяцих шахт, обеспечивающих решение важной 1:;.«ладной задачи повышения эффективности воспроизводства вскрытых и подготовленных запасов на шахтах, разрабатывающих крутые пласта. Основные научные и практические результаты выполненной работы заключаются в следующем,

1. Установлены нелинейные зависимости объемов угля, эксплуатационных затрат и производительности труда рабочего по добыче от количества одновременно действующих горизонтов на шахте.

2. Разработан методический подход к оптимизации параметров вскрытия и подготовки новых горизонтов в объединенных границах смежных одновременно действующих шахт на основе установленных закономерностей изменения показателей эффективности эксплуатации шахт

и комплекса технологических решений, направленных на снижение эндогенной пожароопасности при разработке крутых пластов.

3. Разработан ноеый способ разработки месторождения этажами, при котором разработку производят в части месторождения, ограниченной по вертикали высотой этажа в пределах смежных шахтных полей,

по мере отработки указанных частей месторождения стволы углубляют поочередно на глубину, соответствующую суммарной по числу смежных

шахтных полей вертикальной высоте этажа. Способ обеспечивает в сравнении с ранее применявшимися решениями продленке срока службы горизонта (этажа), снижение объемов капитальных работ по воспроие-водству вскрытых и подготовленных запасов на месторождении крутых пластов.

4. Разработано необходимое и достаточное множество вариантов схем вскрытия и подготовки новых горизонтов в объединенных грани -цах смежных одновременно действующих шахт, предназначенных для вскрытия по одному или по два этажа в объединенных границах двух или более смежных шахт, имеющих общие границы по простиранию или вкрест простирания пластов.

5. Установлено, что для дейстсующих шахт, разрабатывающих крутые пласты, при наличии на границе смежных полей ступени вертикальной высотой более 50 м рациональными являются схемы вскрытия и подготовки одного или двух новых горизонтов в объединенных грани -цах смежных одновременно действующих шахт, расположенных как вкрест простирания, так и по простиранию пластов. При отсутствии ступени на границе смежных полей рациональными являются схемы вскрытия и подготовки двух горизонтов в границах смежных, расположенных по простиранию или вкрест простирания пластов при высоте вскрываемой части месторождения 300-400 м, а также схемы вскрытия и подготовки одного одновременно действующего горизонта на каждом из смежных полей, расположенных вкрест-простирания пластов, при высоте вскрываемой части месторождения 200-300 м.

6. Оптимальная высота этажа при вскрытии и подготовке новых горизонтов в объединенных границах смежных шахтных полей, расположенных вкрест простирания пластов, равна 100-120 м при одном одновременно действующем этаже и 80-100 м - при двух действующих эта -жах на каждой шахте; для смежных шахтных полей, расположенных по простиранию пластов - 100-140 м при одном и 80-100 м - при двух одновременно действующих этажах на шахте.

7. Разработанные технические решения по вскрытию и подготовке новых горизонтов в объединенных границах смежных одновременно действующих шахт реализованы в Типовых схемах вскрытия и подготовки -юеых горизонтов действующих шахт Кузнецкого бассейна, разрабаты-вапцих крутые пласты" (утверждены Минуглепромом СССР 22 марта 1986 г.), "Унифицированных схемах вскрытия и подготовки новых го -ризонтов шахт, разрабатывающих крутые пласты" (утверждены Минтоп -энерго РФ в Т991 г.), использованы в проектах вскрытия и подготов-

ки ноьых горизонтов шахт "Зиминка", им.Калинин;:. Экономически" эффект от реализации схем составил 690 тыс.руб. в расчета на оди, горизонт.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЗДУЩИХ РАБОТ/IX

1. Рациональный способ воспроизводства вскрытых и подгнои -ленных запасов на шахте "Зиминка" / Ащеулов D.M., Пстурилое A.M., Лоскутова В.И., Беспалько JI.A. // Совершенствована горних ш-цес сов на шахтах Кузбасса. - Прокопьевск, 1987. - С. 5-Ю,

2. Технические решения по вскрытию и подготовке ноьйгс гор:: зонта шахты им. М.И.Калиниьа // Научно-технические проблемы подземной разработки месторождений. -Кемерово; КузПИ, 1991,-С. 04-87.

3. Инструкция по применению систем разработки с гидразличее -кой закладкой выработанного пространства в шахтах Прокольевско-Ки-селевского района Кузнецкого бассейна / Аксененко В.И., Ардашев К.А., Барчуков И.И., Потурилов A.M. и др. -М.: ИГД им. А.А.Скочин-ского, 1984. - 2? с.

4. Руководство по локации эндогенных пожаров в отработанной

части крутых пластов Прокопьевеко-Киселевского района (по инп.ша -

торнш газам) / Лагутин В.И., Мещеряков Б.Г., Вьшегканин В.11,, Потурилов A.M. и др. - Прокопьевск: ВНИИГД, ,924. - 33 е.

5. Руководство по применению пен и вспенивающих суспензий цчл борьбы с эндогенными пожарами в шахтах / Судиловский U.U., Ласу -тин В.И., Игишев В.Г., Потурилов A.M. и др. - Прокопьевск: ВНИ11Г.Ц, 1986. - 150 с.

6. Применение изолирующей мастики для повышения герметичности перемычек на шахтах Прокопьевско-Киселевского месторождения / Чег-лаков В.А., Потурилов A.M. // Предупреждение эндогенных пожаров п шахтах. - Кемерово; ВоетНИМ, Т986.-С, 35-38.

7. A.C. II82I67 СССР. МКИ4 Е 21 С 41/04. Способ разработки угольного месторовдения этажами / В.И.Ильин, И.С.Пешков, М.И.Устинов, A.M.Потурилов, А.А.Леман (СССР). - 3734195/22-03; Заявлено 26.04 , 84; Опубл. 30.09.85, Егсл. 36. - С. 123.