УДК 622:658.011.56 Кравченко Игорь Александрович аспирант кафедры АСУ Научный руководитель: Шек Валерий Михайлович проф., д.т.н. Московский государственный горный университет МОДЕЛЬ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ УГОЛЬНОЙ ШАХТЫ A MODEL OF THE COAL MINE Для оптимизации раскроя шахтного поля необходимо промоделировать основные процессы, связанные с добычей угля, а так же рассчитать стоймость ведения различных работ. Модель функционирования угольной шахты будет включать данные блочной модели угольного месторождения. Определение нагрузки на лаву и мощность шахты Нагрузка на лаву Нагрузка на очистной забой является главнейшим фактором, оказывающим решающее влияние на технико-экономические показатели работы очистного забоя. [1] На примере доказанных формул я вывожу формулы, которые позволяют учесть дополнительные данные, полученные с помощью ГИС. Например, место средней мощности будут браться мощности призм пласта. Рассмотрим среднесуточную нагрузку( , т/сут) на очистной забой для разных способов добычи: Узкозахватный комбайн с механизированной крепью, по Бурачкову: (1) , где – среднесменная нагрузка на очистной забой т/смену; – число рабочих смен по добыче в сутки; – коэффициент уменьшения нагрузки при работе очистного забоя в особо сложных горно-геологических условиях; – коэффициент уменьшения нагрузки с увеличением угла падения пласта. За среднесменную нагрузку на лаву при устойчивой и среднеустойчивости непосредственной кровле принимается меньшее из значений, рассчитанных по скорости подачи комбайна и скорости крепления: 44 (2) где – длительность смены, мин; – расчетная минутная производительность комбайна т/мин; – коэффициент машинного времени; – мощность пласта, м; – плотность угля, т/м3; r – ширина захвата комбайна, м; – коэффициент использования захвата; – коэффициент готовности крепи ; – скорость крепления, м/мин. Формула (2) приведенная для применения данных ГИС модели: (3) где – время добычи i-ой призмы пласта, мин; при чем: ; – мощность i-ой призмы пласта, м; – плотность угля i-ой призмы пласта, м; Коэффициенты будут рассчитываться по методу Монте-Карло для определения наиболее приближенных к реальным имитационных моделей добычи. Щитовой агрегат, по Бурачкову: (5) , где – среднесменная нагрузка на очистной забой т/смену; – число рабочих смен по добыче в сутки; – длительность смены, мин; – длина очистного забоя, м; – мощность пласта, м; – плотность угля, т/м3; – шаг выемки, м; с – коэффициент извлечения угля из заходки, с= 0,7÷0,8; – длительность технологического цикла, мин. Формула (5) приведенная для применения данных ГИС модели: , (6) 45 где – время добычи i-ой призмы пласта, мин; при чем: – мощность i-ой призмы пласта, м; – плотность угля i-ой призмы пласта, м; Коэффициенты будут рассчитываться по методу Монте-Карло для определения наиболее приближенных к реальным имитационных моделей добычи. Мощность шахты Несмотря на то, что производственная мощность шахты является суммарной нагрузкой на действующие лавы и суточной добычи угля из подготовительных забоев. Необходимо учитывать, что мощность шахты определяется наименьшей пропускной способностью основных технологических звеньев, а именно: Фронт горных работ. Подземный транспорт. Околоствольного двора. Подъем. Технологического комплекса на поверхности. Вентиляции. При моделировании работы шахты на данный момент я буду учитывать значения подъема (конвейерной производительности, с учетом угла наклона) и значения необходимой вентиляции для обеспечения необходимого значения безопасности по метану. Данные значения будут ограничивать максимально возможную скорость добычи, а так же изменять значение надежности оборудования. Определение основных параметров вскрытия шахтного поля Для подсчета запасов я буду использовать значения модели в i-ый момент времени, что позволит мне провести подсчет затрат по существующим выработкам и по тем выработкам что будут проложены в результате изменения i-ой итерации. Затраты на проведение выработок , (7) где – это суммарная стоимость проведения выработок; – стоймость проведения одного метраj-ой выработки, тыс. руб.; – длина j-ой выработки, м; Затраты на поддержание выработок , (8) где – это суммарная стоимость поддержания j-ой выработки, тыс. руб.; 46 – стоймость поддержания одного метраj–ой выработки в i–ый момент времени, тыс. руб./(м*мин); – длина j-ой выработки в i–ый момент времени, м; – время итерации, мин. Затраты на транспортирование и водоотлив , (9) где – суммарные затраты на транспортирование и водоотлив, тыс. руб.; – стоймость транспортирования для одного метраj-ой выработки, тыс.руб; – длина j-ой выработки, м; – стоймость водоотлива для одного метраj-ой выработки, тыс. руб.; – длина j-ой выработки, м. Заключение Рассмотрены не все параметры функционирования угольной шахты, но наиболее важные для задачи раскроя шахтного поля. Фундаментальные формулы Бурчакова приведены к возможности использовать геоинформационную модель угольного месторождения. Литература 1. Бурчаков А.С., Жежелевский Ю.А., Ярунин С.А. Технология и механизация подземной разработки пластовых месторождений. - М.: "Недра", 1989. - 431 с. Аннотация Рассмотрены основные параметры и затраты при функционирование угольной шахты. Данные для расчетов рассматриваются с применением ГИС. The main parameters and costs for the operation of coal mines. These calculations are considered with the application of GIS. Ключевые слова Бурчаков, ГИС, имитационная модель, Монте-Карло, функционирование шахты, затраты, лава Burchakov, GIS, simulation model, Monte Carlo, the operation of the mine, the cost of the lava 47