автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.01, диссертация на тему:Совершенствование методики нормирования потерь угля на открытых горных разработках

МИНИСТЕРСТВО ТОПЛИВА. И ЭНЕРШЖИ РОССИЙСКОЕ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГОРНОЙ ПШЕННИКИ И МАРКШЕШШРСКОГО ДЕЛА ВБИЛИ

На правах рукописи

ИВАНОВ Игорь Петрович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ НОРМИРОВАНИЯ ПОТЕРЬ УГЛЯ НА ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ РАЗРАБОТКАХ

Специальность 05.15.01 -Маркшейдерия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 1992

Работа выполнена в Государственном научно-исследовательс институте горной геомеханики и маркшейдерского дела (ВНЮ®

Научный руководитель - кандидат технических наук,

старший научный сотрудник Жариков Евгений Денисович

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор

Ушаков Иван Николаевич

кандидат геолого-минералогических наук,старший научный сотрудник Григорьев Владимир Евгеньевич

Ведущее предприятие - концерн "Кузбассразрезуголь".

Защита диссертации состоится " /3 " О С^Щ \Я уИЛ 1992 г. в О, ОО часов на заседании специализированного Совет Д 135.06. 01 в Государственном научно-исследовательском институте ной механики и маркшейдерского дела по адресу: 199026, Санкт-Г бург, В. О. , Средний пр. , 82, вал заседаний Совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан " '2-3 " С-С/ОА^ 1992 р.

Исх. N (ГУ*/

Ученый секретарь специализированного совета, доктор технических наук

В. М. Шик

ОБЩАЯ ХАРАКТКРЙСТИНА РАБОТЫ

ртчичП

Актуальность проблемы. Современный этап развития угольной про-»ышленности характеризуется постоянным усложнением горно-геологических условий добычи угля на освоенных месторождениях, а также вовлече-тем в разработку труднодоступных и неосвоенных месторождений. Это зриводит к увеличению затрат на разведку, добычу и переработку угля и 5олее остро ставит вопрос о повышении полноты извлечения его запасов аз недр на освоенных месторождениях.

Актуальность снижения затрат возросла на современном этапе, в яовых экономических условиях, когда с получением хозяйственной самостоятельности вводится плата за нёдра и повышается экономическая ответственность за сверхплановые потери. Более высокими темпами развивается добыча угля открытым способом, которым добывается более 44 % угля. Наиболее благоприятные месторождения для открытой разработки расположены в восточных районах страны, в том ч^сле в Кузнецком бассейне. Здесь сосредоточено 11 млрд. т. запасов угля, пригодных для такой разработки, что предопределяет интенсивное развитие этого способа добычи в перспективе как наиболее прогрессивного, характеризующегося высокой производительностью труда (в 4-5 раз выше, чем при подземных работах), низкой себестоимостью с небольшими капитальными вложениями.

В 1990г. открытым способом в Кузбассе добыто 57,2 млн. т. угля, что составляет 43,9 % от общей добычи г.о бассейну. Вместе с тем, при добыче потеряно 5,7 млн. т. угля, что соизмеримо с годовой добычей крупного предприятия. Высокий уровень потерь при добыче в значительной мере объясняется несовершенством существующих методов нормирования и планирования потерь.

В целях дальнейшего совершенствования и развития открытого способа намечено внедрение оборудования большой единичной мощности, новых систем разработки с конвейерным транспортом угля и породы. Все это приводит к увеличению полей разрезов, быстрому подвигачию фронта работ и интенсивному увеличению глубины разработки, что в свою очередь потребует совершенствования способов нормирования потерь, определения количества и качества добываемого угля.

При разработке месторождений потери полезных ископаемых являются неизбежными, однако,^их размеры должны быть целесообразными и определяться, в первую очередь, условиями безопасного ведения горных работ, применяемой техникой и технологией, экономикой предприятия, ценностью полезного ископаемого и обеспеченностью предприятия промышленными за-

пасами, а новых экономических условиях хозяйствования роль этих вопросов возрастает, что требует иного подхода к решению задач по охране недр, так как причиняемый потерями угля ущерб будет возмещаться за счет дохода предприятий. В стзяэи с этим, возникает необходимость в новых исследованиях по нормированию, планированию и" экономической оценке потерь угля при добыче, которые сеодятся к определению наиболее' целесообразного, уровня потерь угля при различных способах вскрытия, подготовки и отработки месторождения.

2 данной работе под термином "нормативные потери" понимается такой их уровень, который технически возможен и экономически оправдан яри современном состоянии техники и технологии добычи и переработки полезного ископаемого. "Временные нормативы эксплуатационных,потерь угля... " для разрезов Кузнецкого бассейна впервые разработаны в 1973 г. , а в 1974 г. вБедена в действие "Отраслевая инструкция по учету балансовых и расчету промышленных запасов, определению, нормированию, учету и экономической оценке потерь'угля (.сланца; при добыче". За прошедшие годы существенно изменились горно-геологические-условия разработки, технология добычи, горно-транспортное оборудование и отношение к охране недр.

Действующие нормативы потерь угля и "Отраслевая инструкция..." не соответствуют изменившимся условиям и не удовлетворяют.современным требованиям, предъявляемым к охране недр. Так во "Временных нормативах. .. не учтены экономические факторы, а в "Отраслевой инструкции. .." при нормировании потерь не учитывается засорение добытого угля вмещающими породами. Установленные по этим документам нормативы потерь угля при добыче не являются оптимальными, влекут за собой или необоснованно большие потери угля, или экономически неоправданные трудовые и материальные затраты. Поэтому лабораторией охраны недр ВШШ ведутся научные исследования по совершенствованию методов нормирования и экономической оценки ущерба от потерь угля при добыче. Эти исследования положены в основу представленной диссертационной работы, которая посвящена разработке экономически обоснованной методики установления нормативов эксплуатационных потерь угля при добыче открытым способом применительно к месторождениям Кузнецкого бассейна. Работа включает исследования по вопросам нормирования, планирования и экономической оценки ущерба от потерь угля при добыче, проведенные автором в течение 1984-1990 гг.- по тематике научно-исследовательских работ, выполненых лабораторией охраны недр, в соответствии с тематическим планом института по заданию Минуглепрома СССР. (номер государ-

¡твенной регистрации работы 018600236С4).

Дель работы - разработка и совершенствование методов нормировали эксплуатационных потерь угля при добыче открытым способом в Куз-¡ецком бассейне.

•Основная идея работы заключается в комплексном учете горногеоло-•ических, технологических и экономических факторов, влияющих на пол-юту извлечения угля при ведении разработки месторождений открытым ¡пособом.

Задачи исследования:

1. Оценить степень влияния горно-геологических условий, применя-мой техники и технологии на полноту извлечения запасов угля, выполоть анализ состояния эксплуатационных потерь, и существующих методов армирования на разрезах Кузнецкого бассейна.

2. Разработать методику нормирования эксплуатационных потерь уг-¡я на разрезах- Кузбасса с учетом экономического влияния последствий >т потерь.

3~. Разработать методику планирования и экономической оценки по-ерь угля при добыче.

4. Формализовать расчеты по установлению нормативов зксплуатаци-нных потерь угля для применения вычислительной техники.

Методы исследования. Для решения поставленных задач использован юмплексный метод исследования, который'включает:

обобщение и анализ литературных источников и отчетных материалов о нормированию потерь в отрасли, изучение' горно-геологических усло-ий, применяемой техники и технологии и оказания их влияния на полно-у выемки угля;

анализ изменения эксллуатационных потерь угля с 1978 по 1989 гг. о разрезам Кузнецкого бассейна;

анализ методов'нормирования эксплуатационных потерь.

Научные положения, выносимые на защиту:

. 1. Методика нормирования эксплуатационных потерь при добыче на азрезах Кузнецкого бассейна.

2. Зависимости нормативов потерь угля в целиках между заходками т затрат на переэкскавацию породы и ущерба от„потерь угля.

3. Математическая связь между величиной нормативов потерь угля в ровле и почве наклонных и крутопадающих пластов, установленной норой зольности товарного утля и допустимым засорением добытого угля мешающими породами. ' '

4. Научное обоснование величины нормативов потерь угля при отра-

л

ботке пласта со стороны лежачего бока с учетом технических возможностей средств обогащения.

Научная новизна. Разработаны и научно обоснованы методы нормирования и экономической оценки потерь угля, способствующие рациональной отработке запасов угля на разрезах Кузнецкого бассейна:

- комплексный метод нормирования потерь угля на разрезах и методика экономической оценки последствий от потерь угля при добыче;

- методика расчета нормативов эксплуатационных потерь угля в почве и кровле пластов на наклонном и крутом падении в зависимости от допустимого засорения добытого угля вмещающими породами;

- методика определения нормативов потерь угля в целиках между заходками при бестранспортной системе разработки с учетом экономических последствий от этих потерь;

- научно обоснованный способ установления величины нормативов эксплуатационных потерь угля в зависимости от технических возможностей обогатительного оборудования при отработке пласта со стороны лежачего бока.

Практическая ценность работы. Разработанная методика нормирования, планирования и экономической оценки ущерба от потерь угля будет использована проектными организациями и действукядими предприятиями по добыче угля открытым способом, а внедрение ее позволит повысить полноту извлечени запасов угля из недр на разрезах Кузнецкого бассейна.

Лично автором:

проведен анализ эксплуатационных плановых и фактических потерь угля на разрезах за последнее десятилетие;

исследовано влияние горю-технических факторов на полноту извлечения запасов угля;

разработана методика установления рационального уровня потерь с помощью выявленных зависимостей его от допустимого засорения добытого угля вмешаюшими породами, от затрат на переэкагав&цив пород для зачистки целиков между заходками, от применяемой техники и технологии при добыче и средств обогащения;

установлена последовательность планирования эксплуатационных потерь к их экономическая оценка.

Достоверность научных положений и выводов подтверждается опытно-промышленной проверкой на разрезах концерна "Кузбассразрезуголь".

Реализация работы. Рекомендации и результаты исследований использованы при составлении "Указаний по нормированию, планированию и экономической оценке потерь угля в недрах по Кузнецкому бассейну".

Апробация работы. Работа докладывалась на Секции Ученого Совета ■л на конференциях молодых специалистов ВНШИ в 1988 м 1989 гг., на совещании главных маркшейдеров разрезов Кузнецкого бассейна концерна "Кузбассразрезуголь".

Публикации. Па теме исследований опубликовано 7 печатных работ.

.. Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения, приложения и списка литературы, содержит 139 страниц, 33 рисунков и 8 таблиц. Список использованной литературы содердат 84 наименования.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

. В первой главе дана характеристика горно-геологических условий цобычи угля на разрезах, применяемых систем разработки и технологии зедения горных работ.

Рассмотрено фактическое состояние нормирования потерь угля. Горные работы ведутся в различных районах Кузнецкого бассейна, резко различающихся .горно-геологическими условиям!. Угленосные эайоны характеризуются сложной дизъюнктивной яарушенностью. Нарушения ямеют различную форму и амплитуду Суммарная мощность разрабатываемых 7ластов колеблется от 17 до 79 м, углы падения изменяются от 2 до 90 градусов.

В зависимости от условий ка разрезах Кузбасса применяют транспортную, бестранспортную и. комбинированную системы разработки. При Зестранспортной системе работы ведут с использованием шагающих экска-заторов ЭШ 15/90, ЗШ 10/70 и ЭШ 10/60. При транспортной системе усту-:ы разрабатываютсЯл экскаватором типа механическая лопата ЭИГ-4у, ЭВГ-4И, ЭКГ-4.6Б и ЗКГ-8Й. Породу вывозят ео внешние и внутренние от-залы железнодорожным и автомобильным транспортом. Зачистка кровли угольных пластов на контакте с вметающими породами на наклонном и футом падении ведется экскаваторами, а на пологом - бульдозером.

В угольной промышленности работы по нормированию потерь начались з середине 50-х годов. Исследования возглавлял доктор технических на-гк, профессор Омельченко. Под его руководством лабораторией охраны 1едр к 1960 г. ВНИМИ были разработаны Временные нормативы эксплуатационных потерь для основных угольных бассейнов: Донецкого, Нараган- ' донского, Подмосковного, Печорского, Черемховского, Кизеловского и зр. В эти годы нормирование производилось, в основном, статистическим методом. В 1965 г. ВНИШ были разработаны для подземных работ Методи-

ческие указания по нормированию эксплуатационных потерь. Такие же указания были разработаны в 1969 г. для открытых работ. Методические указания были предназначены для применения угольными комбинатами и трестами при пересоставленил и корректировке .Временных нормативов потерь. В конце шестидесятых - начале семидесятых годов Временные нормативы эксплуатационных потерь были разработаны по всем бассейнам и месторождениям страны. К недостаткам разработанных нормативов потерь следует отнести отсутствие экономического обоснования.

В 1972 г. АН СССР с участием научно-исследовательских организаций отраслевых министерств, в том числе и ВНИМИ, разработаны "Типовые методические указания по определению, нормированию, учету и экономической оценке потерь твердых полезных ископаемых при их добыче" (ТМУ).

В соответствии с ТМУ в 1974 году разработана ВНИМИ и утверждена Минуглепромом "Отраслевая инструкция по учету балансовых и расчёту промышленных запасов, определении, нормированию, учету и экономической оценке потерь угля (сланца) при добыче" . Опыт применения "Отраслевой инструкции... " на практике показал, что, в целом, вопросы охраны и рационального использования запасов решены правильно, и это в комплексе с другими мероприятиями позволило снизить потери в целом по отрасли с 18,7 % в 1975 г. до 12,9 X в 1986 г. -

Вместе с тем практика показала, что установление нормативов потерь по каждому участку нецелесообразно, так как для таких участков (лав, камер, ярусов, блоков и т.д.) практически уже определена система разаработки с ее основными параметрами, утвержден паспорт крепления горных выработок, схема вентиляции, способ управления кровлей, внедрены соответствующие тины выемочных механизмов и т. д. Поэтому в данном случае рассмотрение различных вариантов отработки выемочного участка, как того требует ТМУ и "Отраслевая инструкция...",. нецелесообразно, а в ряде случаев и невозможно.

В связи с вышеизложенным появилась необходимость в разработке соответствующих Указаний по нормированию, планированию и экономической оценке потерь угля в недрах для конкретных горно-геологических условий эксплуатируемых месторождений. Такие Указания разработаны по Днепровскому буроугольноыу бассейну в 1986 году и по Подмосковному бассейну в 1987 году.

Цель- данной работы заключается в разработке методики определения нормативов эксплуатационных потерь угля для условий Кузбасса.

Во второй главе проведен анализ существующих методов нормировали эксплуатационных потерь, установлено влияние горно-геологических 'словий, техники и технологии на полноту извлечения угля, проанализи-юван уровень и структура фактических потерь на разразах.

До последнего времени порядок нормирования эксплуатационных по-'ерь угля при разработке месторождений открытым способом регламенти-овался двумя основными документами: "Временными нормативами эксплуа-ационных потерь угля в недрах для систем разработки, применяемых на азрезах комбината "Кемеровоуголь"" и "Отраслевой инструкцией...".

Эти документы имеют ряд недостатков и не отвечают современным ребованиям.

"Временные нормативы... " при установлении потерь не. учитывают ачество добываемого угля и не предусматривают экономического обосно-ания уровня потерь.

согласно "Отраслевой инструкции... " нормативы' потерь определяют-я на основе экономического сравнения технически возможных вариантов тработки запасов одного и того же участка, но с-различными уровнями отерь. Критерием экономической 'эффективности сравниваемых вариантов вляется разность мевду замыкающими затратами и себестоимостью, отне-енная к 1 т погашенных запасов. Вариант отработки, по которому ус-овная прибыль имеет наибольшее значение, считается оптимальным, и оответствующте этому варианту потери принимаются за нормативные. Ве-ичина потерь по сравниваемым вариантам изменяется за счет изменения асорения добываемого угля вмещающими породами. При увеличении засо-эния, когда часть породы на контакте с угольным пластом отгружается добычу, потери уменьшаются. 1 наоборот, когда производится тщатель-ая зачистка угля от породы, то засорение уменьшается, а потери, со-гветственно, увеличиваются, так как часть угля вместе с породой отрубается в породные отвалы. Таким образом, теоретически возможны ва-ианты отработки, когда потери на контакте со вмещающими породами от-утствуют цри максимальном засорении или отсутствует засорение при аксимальных потерях угля, а также любые промежуточные варианты в гих пределах. '

Однако такой порядок нормирования неправомерен. На практике .к ачеству добываемого угля предъявляются жесткие требования. Его засо-эние или зольность не должны превышать величин, установленных ГОСТом Техническими условиями, которые разрабатываются с учетом требований этребителя. Уголь, зольность которого превышает установленную, счи-1ется браком, не включается в добычу и не оплачивается. Таким обра-

зом, нормативы, полученные согласно методике, изложенной в Отраслевой инструкции, не отражают фактического полоюния и не соответствуют рациональному уровню потерь.

При оценке влияния горно-геологических условий, техники и технологии на полноту извлечения угля устанавлено, что основным фактором, определяющим величину потерь при открытых работах являются горно-геологические условия: угол падения, мощность и строение пласта (простое или сложное), тектоника, крепость угля и вмещающих пород. По абсолютной величине потери не зависят от мощности пласта и остаются практически постоянными. Зато в процентном отношении эксплуатационные поте- ри находятся в прямой зависимости от мощности разрабатываемых пластов. Существенное влияние на величину потерь оказывает строение пласта. При простом строении, когла пласт не имеет породных прослойков, потери по мощности образуются только в почве и кровле пласта.

При сло.таом строении пласта, когда породные прослойки имеют большую мощность и требуется селективная разработка пласта, потери допускаются, как при валовой выемке, и дополнительно в таком же размере на контакте" с породными прослойками (в почве и кровле прослойков), разрабатываемых селективно.

На величину потерь оказывает влияние также крепость угля и вмещающих пород. Количественная зависимость между крепостью пород и потерями угля не установлена. Вместе с тем,, опыт показывает, что при зачистке кровли потери меньше, когда уголь крепкий, а породы на контакте с углем имеют небольшую крепость. И наоборот, в почве пласта потери ниже, когда в почве залегают крепкие породы, что позволяет полнее вынимать уголь без засорения породой почвы.

Крепкие•породы в кровле пласта требуют буровзрывных работ для их рыхления, что приводит к дополнительным потерям угля при буровзрывных работах, которые составляют около 0Д5 % от погашаемых запасов.

При бестранспортной системе разработки на пластах пологого падения потери угля уменьшаются с увеличением ширины заходки. При мощности пласта 5 м, угле падения пласта 12 и при ширине заходки 20 м потери составляют 8,5 %, а при ширине заходки 30 м - 7,3 %.

При разработке крутопадающих пластов с увеличением высоты уступа ' на платах мощностью от 1 до 3 м потери увеличиваются. Так при мощнос-

о

ти пласта 2 м на пластах с углом падения 50 при высоте уступа 4 м потери составляют 18,8 %, а при высоте уступа 8м- 21,4 X.

При большой мощности пласта с увеличением высоты уступа потери уменьшаются. При отработке пласта мощностью 10 м потери составляют

6,8 % при высоте уступа 4 м и 5,8 % при высоте уступа 8 м.

Установлена зависимость потерь от применяемого вида транспорта на добыче угля.

При погрузке угля в железнодорожные еэгоны потери меньше, чем при трансопртировке угля автомашинами. При нормировании потерь принимают 0,,? % для железнодорожного транспорта, 0,4 - для автомобильного транспорта при доставке угля на расстояние до 0,5-км и 0,6 % при доставке угля на расстояние свыше 0,5 км.

Третья глава посвящена разработке методики нормирования эксплуатационных потер!" угля. Проведенные исследования показали, что все виды потерь можно разделить на две основные группы. К первой относятся потери, величина которых зависит от горно-геологических условий, применяемой техники и технологии. Например, потери угля в кровле и почве пласта зависят от угла падения, прочности угля и вмещающих пород, от оборудования, применяемого при зачистке и при добыче. Величина потерь в треугольниках для создания горизонтальной плошэдки под экскаватор обусловлена линейными размерами применяемых машин "и углом падения пласта.

Норматив потерь этой группы устанавливается исходя из натурных наблюдений при многолетней практике ведения горных работ. Величина их представляется в виде мощности теряемой пачки и в процентном отношении к погашенным запасам.

Вторую группу составляют потери, норматив которых зависит от качества добываемо»о угля и экономических факторов. Их оптимальный уровень может быть установлен только расчетным путем. К таким видам потерь относятся: потери в целиках между заходками при бестранспортной системе разработки на пологих пластах; потери в почве и кровле наклонных и крутопадаюшда пластов при несовпадении углов падения пласта и откоса угольного уступа; потери при отработке пласта со стороны лежачего бока. Нормативы потерь в целиках мевду заходками при бестранспортной системе разработки на пластах пологого падения определяются технико-экономическим расчетом. Необходимость оставления целика в кавдом конкретном случае следует обосновать экономически, путем сравнения затрат на пер^экскавацию породы для зачистки, намечаемого к отработке целика и от ущерба на потери угля, если целик не зачищать и не отрабатывать. Оставление целика мевду заходками.и включение его в нормативные потери целесообразно, если затраты на переэкскаьацию породы выше, чем от потерь угля. В противном случае целик не оставляется ч в потери не нормируется.

При разработке наклонных и крутопадающих пластов, когда угол падения пла:та меньше угла откоса уступа, потери угля в кровле и почве пласта нормируются в зависимости от допустимого засорения угля породами почвы и кровли. Между засорением добычи и потерями угля существует математическая зависимость. При максимальном засорении угля породой потери отсутствуют, при нулевом засорении потери имеют максимальное значение. В этих пределах потери угля и засорение изменяются от нуля до максимально возможного значения. На рис. 1 показан случай отработки пласта при частичном засорении угля породой и соответствующих этому засорению потерях угля. Засорение происходит за счет породы, заключенной ъ треугольнике agí? в кровле пласта и треугольнике di к в почве пласта. Потери угля заключены в треугольниках abo в кровле и dim в почЕе пласта. Нормативные потери по пласту (суммарные в кровле и почве) вычисляют по полученной формуле:

Q =

Н-

0(Асд-Ас6)

(ctgoc - ctgp)jr

(1)

Гп(Асп-АсБ){сг8Л-с18/)

где Н - высота угольного уступа, м;

О • добыча угля с учетом засорения с каждого метра фронта работ,

А - зольность добытого угля с учетом засорения, Асп - зольность засоряющей породы, А° - зольность балансовых запасов,

- и -

Гп'Гу ~ соответственно кажущаяся плотность породы и угля, т/м ; л - угол падения пласта, (...0);

, А - угол откоса угольного уступа,

На разрезах центральной части Кузбасса в условиях круюг" паде-ш пластов угля и складчатой формы залегания применяют' технологию отработки пласта со стороны лежачего бока. Указанная технология просматривает отработку, пласта угля совместно с вмещающими породами 1ри последующем отделении его на обогатительных установках. Сырье, гоступающэе на такую установку, должно удовлетворять условию: аасоре-те горной массы' не должно превышать предельно допустимого значения Ш обогатительной техники. В качестве основного критерия установле-■шя нормативов эксплуатационных потерь для пластов, отрабатываемых со :тороны лежачего бока, предлагается использовать коэффициент засоре-тя.

Схема отработки пласта со стороны лежачего бока показана на эис. 2, где АПСВ - отрабатываемый пласт угля, АЕСр"- добычной уступ, ■1 - высота уступа (м),к,- угол падения пласта.,р- угол откоса уступа.

■А 3 Б' К

I—

Е"

/

/

/

/

/

/

/

/ *

/ / •

/

Е Е' V Б

С

Рис. 2

При оптимальной ширине заходки потери и засорение угля боковыми породами представляют собой соответственно треугольники АВМ, DKC и EMD, BKF. С уменьшением ширины заходки, когда откосы уступа примут положение ВЕ' и FD; засорение не снизится, а величина потерь резко возрастет. Напротив, с увеличением ширины заходки, при положении откосов АЕ" и CF" потери отсутствуют, а засорение максимально.возможное.

Ксэффициент засорения находят по формуле: [ H stvv (fi+cc)-m si/TV J3]

К =—-—--. (2)

[H stw (Я +oc)-m swJSj + >rv sin fi

Если полученный коэффициент больше предельно допустимой для обогатительной техники величины, то запасы такого пласта нормируют в эксплуатационные потери. Если величина К меньше или равна предельной, то расчитывают- нормативные потери угля в кровле и почве пласта.

Тогда количество теряемого угля в тоннах на 1 м фронта работ находят по формуле:

JL_ J JL JL _ н \ ¡in fi

(3)

П =nvj

¥ v' silver \ig-d, IgJJ svtvbo / sltv(o0 + J3)

В процентном отношении: '

nv -100%

где Пу- потери угля на 1 м фронта работ, т; Д - добытая масса, т.

При установлении норматива потерь на пластах, мощность которых превышает 3 м, положении откоса добычного уступа будет иным. На рис. 3 ABCD - угольный пласт, EGFL - добычной уступ.

Оптимальное расположение добычного уступа относительно угольного пласта характеризуется величиной h и может быть установлено расчетным путем. В этом случае задают величину коэффициента засорения вмещающими породами добытого угля, поступающего на обогащение. Значение h находят из выражения:

(H-M'U/tg-P + _ КГу (5)

11-V Н / sitv

ос - hz (l/bgfi + 1/tgл) (ЬК)уп

А С-

3

г

Рис. 3

После этого определяют нормативы потерь в тоннах на 1 м фронта работ и в процентах:

Нормативы потерь по всем их видам приведены в таблице.

В четвертой главе рассмотрена методика планирования потерь, и дана их экономическая сценка. ,

Плановые эксплуатационные потери угля устанавливаются на основании годовых и перспективных планов развития горных работ и нормативов потерь угля по планируемым выемочным единицам, утверждаются ежегодно совместным протоколом объединения и управления округа Госгортехнадзо-ра или районной горнотехнической инспекцией.

Потери планируют в тоннах и процентах к погашенным запасам в следующем порядке:

1. Рассчитываются плановые потери в тоннах по каждой выемочной единице на планируемый объем работ:

- в соответствии с нормативами, приведенными в таблице по следу-

П= К2 (Г/Я , г ;

(6)

К =

^(УчмУ^Ьгуоб-юо о^ т- Н

(7)

Нормативы потерь

Едини Падение пластов, градус

Виды потерь ца

изме- пологое наклонное крутое

■ рения 6-15' 16-30 более 30

В кровле пласта при зачистке мехлопатой и бульдозером При зачистке шагающим экскаватором м м 0.13 0,40 -0,15 0,40 0,20 при несовпадении«^ ПО расчету 0,40

В почве пласта при применении мехлопаты и бульдозера м 0.10 0,10 0,10

при применении шагаюшзго экскаватора м 0,40 0,40 0,40

На верхней площадке угольного уступа м - 0,15 0,15

В треугольниках для создания горизонтальной площадки для экскаватора м основание-6 высота до 1,6 - -

В целиках мевду заходками по расчету - -

В треугольниках в верхней части уступа при взрывании вмещающих пород м основание-4 высота до 1,5 - -

В треугольниках в почве пласта у борта уступа, образуемых из-за непро-черпывания угля м основание-6 высота до 1 - -

Потери- угля при оконту-ривании м 0,10 - -

Потери угля при отработке с почвы пласта при несогласном залегании _ по расчету

При буровзрывных работах % 0,15 0,15 0,15

При погрузке и транспортировке: железнодорожным транспортом автомобильным на расстояние до 0,5 км на расстояние свыше 0,5км % % % 0,2 . 0,4 0,6 0,2, 0,4 0,6 0,2 ' 0,4 0,6

ющим видам: в кровле и почве пласта; на верхней площадке угольного уступа; в треугольниках для создания горизонтальной площадки под экскаватор;

- на основании нормативов, вычисленных в соответствии с расчетами для видов потерь: в кровле пласта на крутом падении при несовпадении углов падения и пласта и угольного уступа; в целиках между заход-ками при бестранспортной системе разработки на пластах пологого падения; при отработке пласта со стороны лежачего бока.

2. Вычисляют суммарные потери в процентах: при буровзрывных работах; при погрузке и транспортировке угля, в почве пласта от недобора 'треугольников в верхней и нижней части уступа, связанных с траекторией движения ковша экскаватора на наклонном падении.

3. Вычисляют суммарные потери в тоннах: при буровзрывных работах; при погрузке и транспортировке угля; в почве пласта от недобора треугольников в верхней и нижней части уступа, связанные с траекторией движения ковша экскаватора по формуле:

. '(8)

т 100-п

где П - нормативные потёри в тоннах при взрывных работах при погрузке, транспортировке и в треугольниках в верхней и нижней частях уступа, связанные с траекторией движения ковша экскаватора, %;

Д - добыча угля по плану, т ;

П - суммарные плановые потери по отдельным элементам, вычисленные -в соответствии с п. 1, т.

4. Вычисляют плановые потери в тоннах в целом по выемочной единице как сумму потерь, вычисленных в соответствии с п. 1 и 3. Плановые потери в процентах по выемочной единице вычисляют по формуле:

П = — ЮО, (9)

Д + Пп

где Пп и Д - плановые потери и добыча, т.

5. Плановые потери в тоннах в целом по разрезу вычисляют суммированием плановых потерь по ,,всем выемочным единицам, а в процентах по £юрмуле:

"Р пр

где ППр и Др.- плановые потери и добыча по разрезу, т. •

.Согласование и утверждение плановых потерь производится в соответствии с "Методическими указаниями по согласованию и утверждению планов развития' горных работ и нормативов потерь угля (сланца)'/.

Если при ведении горных работ выявляются изменения геологических, гидрогеологических и горно-технических условий разработки, кото-•рые вызывают изменения в уровне потерь, то плановые потери могут быть пересмотрены по согласованию с органами Госгортехнадзора. • ■ При отклонении фактической добычи от планового значения плановые потери в конце отчетного периода корректируются на фактическую добычу. По выемочным единицам корректируются плановые потери в тоннах при сохранении утвержденного норматива потерь в процентах.

Плановые потери в тоннах, соответствующие фактической добыче, вычисляются по формуле:

т 100-и

где П - утвердценные плановые потери по выемочной единице,

Дф- (¿акгическая добыча по выемочной единице за отчетный период, т;

По разрезу в целом корректируются плановые потери в тоннах и в процентах. Скорректированные плановые потери по разрезу в тоннах равны сумме скорректированных плановых потерь по выемочным единицам.

Скорректированные плановые потери в процентах вычисляют по формуле:

„ пт-юо7о

Д = _ п (12)

Пт+ДфР

где Пт - скорректированные плановые потери по разрезу, т;

Дф- фактическая добыча угля по разрезу, т.

Основные положения по оценке потерь ископаемых в кедрах изложены в Типовых методических указаниях-по оценке экономических последствий потерь полезных ископаемых при разработке месторовдений (Сборник руководящих материалов по охране недр. - Ы.: Недра 1973) Выражение "экономические последствия от потерь" введено вместо общепринятого понятия "экономический ущерб от потерь". Новое выражение наиболее полнс отражает экономическую природу и последствия потерь, так как допущенные потери полезного ископаемого в недрах не всегда и не обязательнс приводят к экономическому ущербу, т.е. убытку для горного предприятия

ли народного .хозяйства. В отдельных условиях потери сопровождаются кономическим возмещением за счет снижения затрат на добычу полезного скопаемого, снижения его разубоживания и связанных с разубоживанием ополнительных затрат на- трансопртирование и переработку примешанной орной породы, увеличения цепы добытого полезного ископаемого и т. п.

Оценка экономических последствий потерь заключается в сопостав-ении размеров ущерба; вызванного потерей части запасов и полученного ри допущенных потерях возмещения. В общем случае экономические пос-едствия определяются из выражения:

Эп=4п-вп, (13)

де Ц - обшая ценность потерянного полезного ископаемого, руб.;

Вп - общая суша возмещения, полученного за понесенные потери, руб.

Потери считаются экономически оправданными, если возмещение В юльше ущерба, т. е. когда показатель Эп имеет знак минус независимо )г его абсолютной величины.

По существующему положению экономические последствия рекомендуйся определять в расчете на потерянную часть запасов или на погашение баллансовые запасы. Знак величины Эп не изменится, если экономите ские последствия, вызванные потерями угля отнести на 1 т добычи.

Необходимость экономической оценки последствий от потерь угля 1ри решении какого-либо технического вопроса имеет смысл только тог-\а, когда повышение уровня потерь обеспечивает более низкую себестоимость добычи по сравнению с решением при меньшем уровне потерь. При этом вариант решения с меньшим уровнем потерь принято называть базо-зым.

Ущерб от потерь выражается произведением количества недоизвле-*енного полезного ископаемого йа ценность его одной тонны. Для месторождений угля ценность 1 т потерь определяют как разность между замывающими затратами и приведенной себестоимостью 1 т добычи с зольностью балансовых вапасов по базовому варианту (с меньшим уровнем).

4п = 2 - С, , (14)

где ц' - ценность 1 т потерь угля, руб.

Ъ - замыкающие затраты, руб.;

С, - себестоимость добычи 1 т угля с зольностью балансовых

выпасав по базовому варианту, руб.

В дальнейшем, после упорядочения цен на уголь вместо замыкающих затрат следует принимать оптовую цену. 4

Себестоимость добычи в зависимости от стадии, на которой производится оценка потерь, принимается по данным бухгалтерского учета (на действующих разрезах) или рассчитывается по элементам затрат с учетом общекарьерных расходов (на стадии проектирования).

Величину возмещения определяют как произведение количества добытого угля при варианте решения с повышенным уровнем потерь на величину возмещения на 1 т добычи.

Величину возмещения на 1 т добычи в'п определяют из выражения:

В'п^-Сг, (15,

где ,С2 - себестоимость добычи 1 т угля с зольностью балансовых запасов по сравниваемым вариантам решения задачи, руб.

Если при экономической оценке потерь угля представляется возможность определить возмещение за счет потерь без учета себестоимости

добычи, то задача решается проще. В выражение (13) подставляют полу/

ченное возмещение, не касаясь себестоимости добычи.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполненных исследований в диссертационной работе получены следующие основные выводы:

1. Проведено исследование влияния горно-технических факторов на полноту извлечения запасов угля в Кузнецком бассейне. Разнообразное и 'сложное геологическое строение бассейна обусловило применение различных систем разработки и способов механизации вскрышных и добычных работ.

Полнота отработки_ запасов. зависит от применяемой системы разработки, высоты угольного уступа, ширины рабочей площадки,валовой или селективной выемки сложных по строению пластов, от применяемой техники на добыче и вскрыше, а также на зачистке кровли пластов и угольных уступов от породы. При'бестранспортной-системе потери'угля, как правило, больше, чем при транспортной системе за счет целиков угля, оставляемых между заходками. Существует определенная зависимость потерь угля от применяемой техники на вскрыше, добыче и зачистке кровли пласта и площадки угольного уступа. Чем мощнее техника, больше ем-

юсть ковша. экскаватора или вес бульдозера, тем болыяе потери.

2. Разработана методика установления нормативов эксплуатационных ютерь угля, учитывающая see виды и места их образования'при различ-¡ых горно-геологических условиях и применяемой техники и технологии.

Потери угля в кровле и почве пласта при зачистке верхней площадей угольного уступа, в треугольниках для создания горизонтальных площадок под экскаватор, при оконтуривации, от ведения буровзрывных ра-ют и при транспортировке нормируются исходя из технических возмож-юстей применяемого горно-добывающего и транспортного оборудования. 1ри этом учитывается угол падения разрабатываемого пласта и расстоя-ше транспортирования добытого угля.

При отработке крутых пластов, когда угол падения пласта не сов-¡адает с углом откоса угольного уступа, норматив потерь рассчитывает-:я,с использованием математической зависимости между зольностью добы-'огс угля и размером потерь. Предлагаемый способ нормирования этого ?ида потерь позволяет при заданной зольности угля рассчитать мини-ильный уровень потерь, который принимается за норматив.

Нормирование потерь угля в целиках между заходками при бестранс-юртной системе разработки производится также расчетным путем. Необ-годимость оставления целика в кшцдом конкретном случае обосновывается ¡консмически - сравнением затрат на переэкскавацию породы для зачист-' си намечаемого к отработке целика и ущерба от потерь угля, если целик ;е зачищать и не отрабатьтать. Оставление целика между заходками и ¡ключение его в нормативные потери целесообразно, если затраты на пе-)еэкскавацию породы выше, чем от потерь угля. В противном случае це-;ик не оставляется и в потери не нормируется.

При отработке пласта с лежачего бока нормирование обосновывается юответствием между засорением добываемого угля и техническими возможностями применяемых средств обогащения. При засорении, превышающем дапустимые нормы, запасы нормируются в потери.

3. Разработанная методика планирования и экономической оценки ютерь угля учитывает размер ущерба, вызванного потерей части запа-:ов, и полученное при допущенных потерях возмещение. Экономическая щенка необходима, когда повышение уровня потерь обеспечивает более шзкую себестоимость добычи по сравнению с вариантом с меньшим уров-1ем потерь.

4. Все расчеты для установления нормативов и экономической оценен потерь приведены к виду, удобному для использования вычислеитель-юй техники, что сокращает время и трудоемкость, повышает надежность

вычислений.

Предлагаемые решения повысят качество нормирования угля, сократят необоснованные материальные и трудовые затраты, повысят уровень извлечения запасов угля из недр, облегчат работу маркшейдейдерских и планово-производственных отделов при планировании показателей извлечения, а также органов Госгортезнадзора по контролю за ведением горных работ.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Иванов И. П. Нормирование потерь угля при отработке запасов Днепровского буроугольного бассейна открытым способом // Совершенствование технологии маркшейдерского обеспечения безопасности и эффективности -ведения горных работ на шахтах и разрезах отрасли: Сб. науч. трудов - Л: ВНИМИ, 1986. - С. 7-10.

' 2. Верещагин Г. К , Губенко А. Л. , Иванов И. П. Указания по нормированию, планированию и экономической оценке потерь угля в недрах на шахтах и разрезах Днепровского буроугольного бассейна / -Л.: ВШШ, 1986. - 66 с.

3. Лабутин Е. Н., Волошина И. Ф., Маринина Т. В. , Иванов И. П. Исследования влияния горно-технических факторов на полноту извлечения запасов' угля в Кузнецком бассейне // Совершенствование методов маркшейдерского обеспечения горного производства: Сб. науч. тр. - Л : ВНИМИ, 1987 - С. 29-34.

4. Иванов И. Е Учет засорения добытого угля при нормировании потерь на разрезах объединения "Кемеровоуголь" // Маркшейдерское дело и геодезия. Новые результаты в области автоматизации, методики и обработки маркшейдерско-геодезических измерений: Л. , изд. ЛГИ, 1988, - С. 88-70.

5. Вололшин И. Ф., Иванов И. П. Нормирование потерь угля в целиках между заходками на открытых работах при бестранспортной системе разработки // Совершенствование методов маркшейдерского и гидрологического обеспечения горно-добываюших предприятий: Сб. науч. тр. -Л.: ВНИШ, 1989. - С. 16-19.

6. Иванов И. Л. Нормирование потерь угля на_открытых работах пру отработке пласта со стороны лежачего бока // Новые разработки методов и технических средств ведения маркшейдерских работ: Сб. науч. тр. -Л.: ВНИМИ, 1991. - С. 81-83.

7. Жариков Е. Д. , Воложанин И. Ф., Иванов И. П. и др. Указания пс нормированию, планированию и экономической оценке потерь угля в недрах по Кузнецкому бассейну (Открытые работы) / - Л. , 1991. - 25',■.