Модель функционирования угольной шахты

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 шахтыНагрузка 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(А..._, т/сут) на очистной забой для разных способов добычи:

Узкозахватный комбайн с механизированной крепью, по Бурачкову:

А — Д л к к А,

где А.. - среднесменная нагрузка на очистной забой т/смену;

■ У- - число рабочих смен по добыче в сутки;

\ ... - коэффициент уменьшения нагрузки при работе очистного забоя в особо сложных горно-геологических условиях;

А._ - 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:

Асм   Т_см min (5, к_м, m, у ,т, к_г, /^_Кр, ^кр )                   (2)

гдеТсм – длительность смены, мин;

8 – расчетная минутная производительность комбайна т/мин; k_M – коэффициент машинного времени;

тп – мощность пласта, м;

у – плотность угля, т/м3;

r – ширина захвата комбайна, м;

^г – коэффициент использования захвата;

/^кр – коэффициент готовности крепи ;

икр – скорость крепления, м/мин.

Формула (2) приведенная для применения данных ГИС модели:

где ^i – время добычи i-ой призмы пласта, мин; при чем:

Т_ = У"., Г,- Г41г ;

ТП£ – мощность i-ой призмы пласта, м;

Yi – 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:

^■сут = Тсмпсм/лт?1усгв/7'ц,                                  (5)

гдеАСМ – среднесменная нагрузка на очистной забой т/смену;

”™ – число рабочих смен по добыче в сутки;

Tqm – длительность смены, мин;

^л – длина очистного забоя, м;

тп. – мощность пласта, м;

У – плотность угля, т/м3;

^5– шаг выемки, м;

с – коэффициент извлечения угля из заходки, с= 0,7÷0,8;

Тц – длительность технологического цикла, мин.

Формула (5) приведенная для применения данных ГИС модели:

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

= L:=- ^ "     " ” ,                                        (8)

где – это суммарная стоимость поддержания j-ой выработки, тыс. руб.;

к у – стоймость поддержания одного метраj–ой выработки в i–ый момент времени, тыс. руб./(м*мин);

^ j – длина j-ой выработки в i–ый момент времени, м;

t – время итерации, мин.

Затраты на транспортирование и водоотлив