Охорона виїмкових штреків у виробленому просторі за суцільної системи розробки в умовах Червоноармійського району Донбасу

На основі аналізу результатів досліджень вітчизняних і закордонних вчених (М.П. Бажин, А.Ф. Булат, В.В. Виноградов, В.Г. Глєбов, В.Т. Глушко, Ю.Б. Грядущий, М.П. Зборщик, А.М. Зорін, В.І. Кузяра, Г.Г. Литвинський, Л.В. Новікова, Л.Я. Парчевський, Г.С. Піньковський, Б.М. Усаченко, І.Л. Черняк, О. Якобі та ін.) встановлено, що на сьогодні відсутній спосіб охорони виїмкових штреків, який можна було б однозначно вважати кращим. Існує значна кількість комбінацій охорони і вибір найбільш раціонального з них слід здійснювати у відповідності з конкретними гірничо-гелогічними та гірничотехнічними умовами. 

Так, одним з нейсприятливіших способів охорони виробок є такий, коли виробка з одного боку охороняється масивом вугілля, а з іншого межує з виробленим простором. Саме в такому положенні знаходяться відкотні штреки при відробці панелей. Навпаки, самий сприятливий спосіб охорони -розташування виробок в обвалених породах. Останнім часом поширюється застосування варіанту суцільної системи розробки з трьома виїмковими штреками, два з яких проводяться слідом за лавою в обвалених породах та охороняються протягом усього строку служби закладними смугами з подрібненої породи. Незважаючи на ефективність цього варіанту ні раціональні способи охорони штреків у виробленому просторі, ні самі параметри суцільної системи розробки до цього часу науково не обгрунтовані. 

Другий розділ присвячений обгрунтуванню параметрів суцільної системи розробки. Цьому питанню були присвячені роботи О.С. Бурчакова, М.Ф. Дукалова, О.В. Колоколова, Ю.М. Липковича, Б.С. Локшина, Б.О. Резентретера, Ю.М. Рубинського, К.Ф. Сапицького, О.А. Скочинського, Л.Д. Шевякова та ін. 

У більшості досліджень задача визначення оптимальних параметрів системи розробки зводиться до визначення оптимальних параметрів очисного вибою. Причому, практично всі економіко-математичні моделі розроблені для умов стовпової системи розробки, були складними з точки зору формування масиву вихідних даних, відображали середньогалузеву статистику і не враховували специфіку конкретного гірничого підприємства. Тому вони, як правило, використовувались в проектних організаціях і майже не використовувались інженерно-технічними робітниками вугільних шахт. 

В даній роботі, для умов сучасного етапу, запропонована економіко-математична модель, що дозволяє шляхом імітаційного моделювання гірничо-технічних умов відробки ділянки шахтного поля визначати питомі витрати. Ця методика відрізняється від раніше розроблених тим, що процес оптимізації виконується не тільки за чотирма основними параметрами (довжиною лави, швидкістю посування очисного вибою, довжиною виїмкового поля, потужністю пласта), але й охоплює ширший діапазон витрат, що розглядаються (заробітну платню працівників, погашення вартості вуглевидобувного комплексу, монтаж і демонтаж комплексу, транспортування вугілля вздовж лави конвейєром, проведення підготовчих виробок, підтримку виробок, траспортування вугілля транспортними виробками, кількість підготовчих виробок, провітрювання виїмкової ділянки). Це дозволило розробити методику оптимізації всіх основних параметрів технологічної схеми очисних робіт, що реалізується за допомогою персональних ЕОМ. За критерій оптимальності даної економіко-математичної моделі прийнятий вартісний критерій – собівартість 1 т вугілля. За розробленою програмою на персональному комп`ютері Pentium 2-300 виконані розрахунки собівартості 1 т вугілля для лави довжиною 100, 150, 200, 250, 300 м що відробляє пласт потужністю 0. 8; 1. 0; 1. 2; 1. 4 м виїмкового поля довжиною 800, 1000, 1200, 1600 м з швидкістю посування вибою 0. 6; 1. 0; 1. 4; 2. 6; 1. 8; 2. 2; 3. 0; 3. 4; 3. 6 м/доб. 

Результати розрахунків собівартості 1т вугілля в різних поєднаннях цих параметрів та їх графічна інтерпретація повністю наведені в дисертації. 

Установлено, що зі збільшенням швидкості посування очисного вибою, потужності пласта, довжини лави і довжини виїмкового стовпа собівартість зменшується. Разом з тим, вплив цих параметрів суцільної системи розробки на зниження собівартості неоднаковий – самий значний вплив здійснює швидкість посування очисного вибою, а самий незначний – довжина виїмкового стовпа. Особливо наглядно це проявляється при збільшенні швидкості з 0. 6 до 1. 8 м/доб. Подальше збільшення швидкості вибою також зменшує собівартість, однак, темпи цього зниження зменшуються. Ця закономірність справедлива для різних значень потужності пласта, довжини лави і виїмкового стовпа. Так, при відробці стовпа довжиною 1200м лавою довжиною 200м (табл. 1) збільшення швидкості посування очисного вибою з 0. 6 до 1. 8 м/доб. (в 3 рази) зменшує собівартість вугілля в 2. 6 рази. (з 39. 36 до 15. 27 грн/т при m = 0. 8м; з 31. 57 до 12. 24 грн/т при m =1. 0м; з 26. 39 до 10. 27 грн/т при m =1. 2м і з 22. 68 до 8. 87 грн/т при m =1. 4м). 

Подальше збільшення швидкості посування очисного вибою з 1. 8 до 3. 6 т/доб. (в 2 рази) знижує собівартість 1. 6 рази (з 15. 2 до 9. 13 грн/т при m=0. 8м; з 12. 24 до 7. 38 грн/т при m =1. 0м; з 10. 27 до 6. 22 грн/т при m =1. 2м і з 8. 87 до 5. 38 грн/т при m =1. 4м). 

Ця закономірність спостерігається не тільки для різної потужності пласта, але й для різних довжин лави та виїмкового стовпа, що