Подземная разработка пластовых месторождений

Московский 
....., 
государственныи 
....., 
горныи 

университет 

РЕДАКЦИОННЫЙ 

С 
О 
В 
Е 
Т 

Председаmель 

Л.А. ПУЧКОВ 

За.и. председателя 

л.хгитис 

Члены редсовета 

И. В. ДЕМЕНТЬЕВ 

А.П. ДМИТРИЕВ 

Б.А. КАРТОЗИЯ 

А.В. КОРЧАК 

МВ. КУРЛЕНЯ 

В.И. ОСИПОВ 

В.Л. ПЕТРОВ 

Э.М СОКОЛОВ 

К.Н. ТРУБЕЦКОЙ 

В.А. ЧАНТУРИЯ 

Е.И. ШЕМЯКИН 

ИЗДАТЕЛЬСТВО 
московского 

ГОСУДАРСТВЕННОГО 

ГОРНОГО 

УНИВЕРСИТЕТА 

президент МГГУ, 

чл. -корр. РАН 

директор 

Издательства МГГУ 

академик РАЕН 

академик РАЕН 

академик РАЕН 

академик МАН ВШ 

академик РАН 

академик РАН 

академик МАН ВШ 

академик МАН ВШ 

академик РАН 

академик РАН 

академик РАН 

п.в. 

Е.А. 

Ю.Н. 

о.в. 

Б.В. 

Егоров 
Бобер 

Кузнецов 
Михеев 
Красильников 

ПОДЗЕМНАЯ 

РАЗРАБОТКА 

IUIACГOBЫX 
МЕСТОРОЖДЕНИЙ 

Издание третье 

Реко.wендовано Министерством 

образования и науки Российской Федерации 

в качестве учебного пособия для студентов 

высших учебных заведений, обучающихся 

по направлению «Горное дело» 

Горное 

------образование----------------~ 

МОСКВА 
и~ 
московскоm 

ГОСУДдРСIВЕю-юm mPнom УНИВЕРСИIЕD\ 

2007 

у 
дк 622.213 :622.33(076.1) 

ББК 33.31 

Е 30 

Книга соответствует «ГИ2иеническим требованиям к изданиям 

книж·ным для взрослых. СанЛиН 1.2.1253--03», утвержденным 

Главным государственным санитарным врачом России 30 марта 
2003 г. (ОСТ 29.124-94). Санитарно-эпидемиологическое заключение ФедерШlьной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей М 
77.99.60.953.ДОО8501.07.07 

Рецензенты: 

зав. кафедрой д-р техн. наук, проф. В.Н. Хрянов; 

д-р техн. наук, проф. В.И. Мурашев (кафедра разработки пластовьlх месторождений Сибирской горно-металлургической академии) 

Егоров П.В., Бобер Е.А., Кузнецов Ю.Н., Михеев О.В., 

Красильников Б.В. 

Е 30 
Подземная разработка пластовых месторождений: Учебное 

пособие. 3-е изд. М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2007.- 217 с. 

ISBN 978-5-7418-0500-8 (в пер.) 

Приведены основные расчеты и рекомендации no вскрытию и nодготовке 

nластовых месторождений, системам разработки и технологии очистных работ. 

Для студентов вузов, обучающихся no направлению «Горное дело». 

Допечатка тиража. 

ISBN 978-5-7418-0500-8 

УДК 622.213:622.33(076.1) 

ББК 33.31 

© П.В. Егоров, Е.А. Бобер, 

Ю.Н. Кузнецов, О.В. Михеев, 

Б.В.Красильников,2002,2007 

© Издательство МПУ, 2002, 2007 

©Дизайн книги. Издательство 

МГГУ, 2002, 2007 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

н

астоящий практикум составлен применительно к основным разделам дисциплины <<Подземная 

разработка пластовых месторождений». Он содержит 

расчеты в области вскрытия и подготовки пластов в шахтном поле, систем разработки и технологии очистных 

работ: обоснование производственной мощности шахты, 

определение линии очистных забоев, выбор схемы 

вскрытия, установление параметров подготовки и систем 

разработки, определение нагрузки на очистной забой, 

расчет себестоимости добычи 1 т угля и др. 

Предлагаемый практикум содержит расчеты, относящиеся и к разработке мощных угольных пластов в 

различных горно-геологических условиях, что является 

характерным для Кузнецкого бассейна. 

Одним из важнейших вопросов при проектировании 

шахты является обоснование вскрытия и подготовки пластов в шахтном поле. В приложении к основному тексту 

приведены различные схемы вскрытия и подготовки, которые могут быть применены в соответствующих горногеологических условиях. Они могут рассматриваться как 

конкурентные варианты для конкретных условий. Не менее важным является установление нагрузки на очистной 

забой как основного показателя, формирующего 

производственную мощность шахты и уровень концентрации горных работ. Установление нагрузки на очистной забой рассмотрено применительно к различным 

технологическим схемам и системам разработки. Изложены также методические основы определения себестоимости добычи 1 т угля по забою с учетом комплекса всех 

работ, характерных для соответствующих систем 

разработки. 

Особенностью предлагаемого учебного пособия является приложение программ для расчета на ПЭВМ мощно
5 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

сти шахты, параметров подготовки и нагрузки на очистной забой. 

Практикум предназначен для студентов специальности 090200 <<Подземная разработка месторождений полезных ископаемых>>, может быть использован при 

курсовом и дипломном проектировании студентами 

других специальностей, а также при многоуровневой подготовке по направлению 550600 <<Горное дело». 

6 

Глава 1 
ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТЫ ПО ВСКРЫТИЮ И 

ПОДГОТОВКЕ ПЛАСТОВ В ШАХТНОМ 

ПОЛЕ 

1. 1. Определение запасов угля в шахтном поле 

о

бщие или геологические запасы в шахтном поле Zгеол 

состоят из балансовых Z00л и забалансовых Zэаб запасов 

ZZeoJI = zбал + zзаб' 

К забалансовым относятся запасы, сосредоточенные в 

пластах нерабочей мощности и некондиционных. 

Балансовые запасы состоят из промытленных запасов znp и потерь zn 

zбал = znp - zn. 

При правильной конфигурации шахтного поля балансовы 
е запасы можно определить по форму 
л 
е 

zбал = S!Гi:P = sm т у 
(1.1) 

где S размер шахтного поля по простиранию, м; 
Н размер шахтного поля по падению, м; 

~ JL-суммарная производительность пластов в 

шахтном поле, относящихся к балансовым 

запасам, т 1 м
2
; 
Lm-- суммарная мощность пластов в шахтном поле, м; 

уплотность угля соответствующих пластов, 

т/м
3
• 

При неправильной конфигурации шахтного поля, а 

также при различной площади пластов в нем балансовые 

7 

ГЛАВАI 

запасы определяются как сумма балансовых запасов по 

отдельным пластам Zбал.; 

zfiшl = ~ zбaA.i 

Потери угля в шахтном поле состоят из общешахтных 

zn.o и эксплуатационных zn.э потерь 

zn = zn.o + zn.э' 

При пересечении свиты пластов стволами коэффициент общешахтных потерь Kn.o на пологих пластах равен 
0,0 1-0,02, на крутых 0,015-0,04 балансовых запасов. Если 

в пределах шахтного поля оставляются большие целики 

под объектами на поверхности, то потери в них учитываются дополнительно. 
Таким образом, общешахтные потери равны: 

Zn.o = Zбад 'Kn.o. 

Эксплуатационные потери зависят от мощности пластов и применяемых систем разработки. Коэффициент 

эксплуатационных потерь Krv может быть принят: 
• сплошные системы разраоотки- 0,05-0,10; 
• столбовые системы разработки на пластах средней 

мощности- 0,10-0,15; 
• слоевые системы разработки на мощных пластах с 

обрушением кровли- 0,18-0,20; 
• щитовая система разработки 0,22-0,25; 

• системы разработки с закладкой- 0,10-0,12. 

При наличии в шахтном поле пластов с различными 

эксплуатационными потерями необходимо определять 

средневзвешенный коэффициент эксплуатационных потерь: 

knэ =~т; 
kn.э.i. 1 ~т; 

Эксплуатационные потери можно определить по 

формуле: 

8 

ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТЫ ПО ВСКРЫТИЮ И ПОДГОТОВКЕ 

ПЛАСТОВ В ШАХТНОМ ПОЛЕ 

zn.э = (Zбал- zn.o)Kn.э· 

Промытленные запасы в шахтном поле можно 

определить из выражения: 

znp = zбал - zn.o - zn.э· 

Промытленные запасы в шахтном nоле можно 

оnределить так же, зная общий коэффициент извлечения: 

zп =SH~PC 

О ПРИМЕР. Определить промышленные запасы в 

шахтном поле в следующих условиях. Размеры шахтного поля: S = 6000 м; Н= 2000 м. В шахтном поле 

находится шесть пластов, имеющих мощность (в 

метрах) т1 = 2,2; т2 = 1,5; тз= 0,6; т4 = 2,0; т.s = 
1,8; fn6 = 2,5. Угол падения а= 15°. Плотность угля 
у= 1,35 т/ м3
. 
Полагая nласт т нерабочим и шахтное nоле 
правильной формы, frалансовые запасы составят (см. 

формулу 1.1) 

Zliи=6(XX)·200)(2,2+ 1,5+2,0+ 1,8+2,5) 1,35= 162 ·1Qli т. 

При коэффициенте общешахтных потерь, равном 
0,02, величина общешахтных потерь составит: 

Zn.o=ZбaлKn.o= 162 · 106 • 0,02=3,24· 10
6 т. 

Поскольку разрабатываемые пласты относятся к 

средним по мощности и будет применяться столбовая система разработки, коэффициент эксnлуатационных потерь можно принять равным 0,10. Тогда эксnлуатационные потери составят: 

zn.o = (162- 3,24). 106 • о, 1 = 16. 106 т. 

Промытленные запасы равны: 

9 

ГЛАВА 1 

1.2. Определение производственной мощности 

и срока службы шахты 

П 
роизводственная .мощность шахты это количество полезного ископаемого, добываемого за единии,у 

времени. Различают суточную (Ас) и годовую (Аг> 

производственные мощности шахты. 

Производственную мощность шахты можно 

определить по формуле А.С.Малкина [2,9]: 

Аг= kn ·(kfUI + kз).J Znp ·( :Dno 1 :Dn) kг 
(1.2) 

где Аг производственная мощность шахты, тыс т в 

год; 
К11- коэффициент надежности технологической 

цепи шахты 

К11 = 0,8-0,9 при вскрытии вертикальными стволами и 

групповой подготовке пластов на откаточном горизонте 

при делении их на паиели или горизонты; 
К11 = О, 75-0,85 
в тех же условиях, но при индивидуальной подготовке на откаточном горизонте; 
К11 = О, 7-0,8 при комбинированном вскрытии и наклонными стволами и фланговой схеме проветривания; 
К11 = 0,6-0, 75 при вскрытии вертикальными стволами 

с этажными квершлагами; 

10 

KfUI -коэффициент, учитывающий влияние числа 

пластов в шахтном поле; 
К3 -коэффициент, учитывающий влияние 

нагрузки на очистной забой; 

Znp промытленные запасы угля в шахтном поле, 

тыст;