Поддержание выемочных штреков

а) транспортного

(16.38)

где r_1ш.тр – стоимость поддержания 1 м в год транспортного штрека в зоне 1 (зона нетронутого массива), грн; r_2ш.тр – стоимость поддержания 1 м штрека в зоне 2 (зона временного опорного давления), грн; r_3ш.тр – то же в зоне 3 (зона неустановившегося горного давления), грн.; V_п – скорость проведения штрека в период подготовки столба, м; V_оч – годовое подвигание очистного забоя, м.

б) вентиляционного

(16.39)

где r_4ш.в – стоимость поддержания 1 м в год вентиляционного штрека в зоне 4, грн.

в) воздухоподающего

(16.40)

где r_4ш.в.п и r_2ш.в.п – стоимость поддержания 1 м в год воздухоподающего штрека соответственно в зоне 4 (грн./год) и в зоне 2 (грн.).

Просуммировав все учтенные затраты, получим их математическое выражение в виде функции от длины лавы — f(l_л). Обозначив в нем постоянные величины при l_л через C₁, при 1/l_л — через C₂ и свободные от l_л и 1/l_л — через C₃, запишем функцию в общем виде:

(16.41)

Взяв первую производную и приравняв ее нулю, получим уравнение с одним неизвестным, решив которое относительно переменной l_л, найдем выражение для определения оптимальной длины лавы:

(16.42)

или в развернутом виде для принятых условий:

(16.43)

Для других условий общий вид формулы (16.42) остается прежним, однако соответственно будут изменяться значения коэффициентов C₂ и C₁. Так при чисто столбовой системе разработки с погашением обоих штреков, когда отпадает надобность в выкладке бутовой полосы, в фор­муле (16.43) следует исключить слагаемое ; слагаемое n_погR_кр будет выражать суммарную стоимость погашения 1 м транспортного и вентиляционного штреков, а Sk_ш — суммарную стоимость проведения этих штреков. Так как штреки будут погашаться вслед за лавой, то следует исключить слагаемое r_3ш.тр. Если применяется безнишевая выемка, то исключается слагаемое , а в слагаемом n_перR₂ не учитываются затраты на перебивку крепи в нишах.

С учетом перечисленных условий формула (16.43) примет вид

(16.44)

При выводе формулы оптимальной длины лавы по экономическим показателям не были учтены горно-геологические и горнотехнические факторы, такие как геологические нарушения, надежность оборудования и др., безусловно оказывающие влияние на выбор длины лавы.

Геологические нарушения[40] чаще всего располагаются под углом к линии простирания пластов. Поэтому чем больше длина очистного забоя, тем больше площадь, в которой будет находиться лава в нарушении, тем большими будут потери добычи угля при их переходе и удорожание себестоимости 1 т угля. С этой точки зрения длину лавы следовало бы принимать по возможности наименьшей, однако это привело бы к удорожанию 1 т угля по другим факторам.

Количество отказов в работе лавы также во многом зависит от длины лавы. Чем больше длина лавы, тем больше затраты времени на отыскание причины отказа, доставку запасных частей и устранение неисправности. Всё это приводит к потерям добычи и удорожанию себестоимости 1 т угля.

Учет влияния указанных факторов весьма сложен. На данном этапе не представляется возможным получить точные сведения о наличии геологических нарушений разрабатываемых пластов, а для установления статистических зависимостей количества отказов в работе оборудования и затрат времени на их ликвидацию от длины лавы требуется проведение в большом объёме исследований для различных видов забойного оборудования. Также сложен вопрос определения экономического ущерба от потери добычи в очистном забое, так как какая-то часть потери добычи может быть компенсирована вводом в работу резервных или резервно-действующих лав. С другой стороны, сложен учет удельных условно-постоянных затрат в себестоимости угля по добычному участку, общешахтным цехам (связанным с добычей участка) и шахтных, не зависящих от добычи участка.

В первом приближении учет влияния перечисленных факторов на длину лавы можно произвести с помощью усредненного поправочного коэффициента k_н, определяемого из выражения:

(16.45)

Значения коэффициентов C₄ и C₅ приведены в табл. 16.6.

Таблица 16.6 – Значения коэффициентов C₄ и C₅

Тогда скорректированная длина лавы определится по формуле:

(16.46)

Пример. Определить оптимальную длину лавы для следующих условий: мощность пласта m=1,3 м; средняя плотность угля g=1,4 т/м³; угол падения пласта a=12°; боковые породы — глинистые сланцы средней устойчивости; система разработки пласта столбовая, лава-ярус; длина крыла двусторонней панели L_кр=1200 м. Лава оборудована комплексом КМ87УМП с комбайном 1ГШ68 и конвейером СП87ПМ. Штреки закреплены металлическими арками; сечение транспортного штрека F_ш.тр=9,2 (10,6) м², вентиляционного F_ш.в=5,9 (6,4) м². Стоимость проведения 1 м штреков: транспортного k_ш.тр=250 грн.; вентиляционного k_ш.в=160 грн. Максимальная суточная нагрузка на забой ограничена условиями проветривания и составляет A_л=600 т. Скорости проведения ярусных штреков V_п=800 м/год.

Решение. Для определения l_л.оп воспользуемся формулой (16.44).

Находим значения входящих в формулу величин.[41]

Полные тарифные ставки рабочих с учетом коэффициента доплат:

― рабочего очистного забоя R₂=20,83 грн.;

― крепильщика по ремонту выработок R_кр=16,15 грн.;

― монтажника R_м=20,83 грн.

Нормативную трудоемкость по перебивке крепи на сопряжении лавы с транспортным штреком определим, исходя из норм выработки:

― на извлечение ножек арочной крепи N_и.н=9 шт;

― на установку ножек арочной крепи N_у.н=11 шт.

чел-смен.

Нормативную трудоемкость погашения штреков определим, исходя из норм извлечения рам крепи:

― для транспортного штрека N'_и.р=5,57 рамы/чел-смену;

― для вентиляционного штрека N"_и.р=6,74 рамы/чел-смену.

Тогда

чел-смен/м.

Здесь l'_р=l"_р=1 м — расстояние между рамами крепи в штреках.

Масса оборудования, не зависящая от длины лавы P₂»35 т.

Норма трудоемкости монтажа и демонтажа оборудования комплекса с учетом его доставки на участок по данным практики составляет N_м»3,5 чел-смен/т.

Затраты на сооружение приемных площадок бремсберга для обслуживания яруса SК_пл=60 000 грн.

Стоимость поддержания (перекрепления) 1 м ярусных штреков в зоне 2:

― транспортного r_2ш.тр=6,2 грн.;

― вентиляционного r_2ш.в=11,4 грн.

Стоимость поддержания 1 м в год ярусных штреков в период подготовки столба:

― транспортного (в зоне 1) r_1ш.тр=5,6 грн.;

― вентиляционного (в зоне 4) r_4ш.в=7,2 грн.

Длину участка лавы, приходящуюся на одного ремонтного слесаря, примем равной l'_л=50 м. Суточную сумму амортизационных отчислений на 1 м оборудования лавы, масса которого постоянна на 1 м ее длины, определим по формуле (16.34):

1150∙1,37∙0,00115 + 180∙1,25∙0,00115 = 2,071, грн.

Суточная норма амортизации определена по формуле (16.35)

a_1i = 34,6/(100´300)=0,00115.

Подставив значения всех величин в формулу (16.44), получим

Из табл. 16.6 находим значения коэффициентов: C₄=0,9 и C₅=0,0007.

Определяем значение поправочного коэффициента k_н (16.45)

k_н=0,9–0,0007´262=0,74.

Тогда окончательная длина лавы (16.46)

l'_л.оп=0,74´282=194, м.

Суточное подвигание лавы по формуле (16.24)

Таким образом, очистной забой характеризуется следующими показателями:

l_л=194 м; V_сут=1,79 м/сут; и A_л=600 т/сут.