Определение оптимальных размеров выемочного поля (столба).

Оптимальным размером выемочного поля будем считать тот размер, при котором общие затраты на его отработку будут минимальны. Общие затраты состоят из пяти основных показателей, а именно затрат на:

1. Проведение выработки

2. Поддержание выработки

3. Монтаж/демонтаж

4. Транспортировку полезного ископаемого

5. Очистные работы

Затраты на проведение выработок определяются по формуле:

Затраты на поддержание выработок определяются по формуле:

Затраты на монтаж/демонтаж печи.

Стоимость демонтажа, как правило, составляет около половины стоимости монтажа. Таким образом, стоимость монтажа/демонтажа печи стремится к

Затраты на транспортировку полезного ископаемого определяются по формуле:

Затраты на очистные работы.

Удельная стоимость очистных работ вычисляется по следующей формуле:

Чтобы вычислить экономически оптимальные размеры выемочного поля (столба), нужно взять производную от полной стоимости; экстремум функции, являющейся производной полной стоимости, и будет являться оптимальным значением размеров по простиранию у выработки.

Посчитаем, что нам уже известны размеры , тогда дифференцировать функцию стоимости нужно по x.

Найдём для начала полную стоимость.

Теперь найдём производную полной стоимости по

Чтобы найти экстремум функции, нужно найти значение аргумента этой функции в точке 0. Таким образом, нужно решить уравнение:

Разделим дроби с переменными от тех, в которых переменных нет.

Домножим обе части уравнения на , получим:

Выразим .

Найдём, наконец, .

м

Буровзрывная выемка сланца в "камерах-лавах"

Выемка горной массы в "камерах-лавах" (рис.) ведется буровзрывным способом. Управление основной кровлей осуществляется удержанием ее на целиках. "Камеры-лавы" крепят деревом. Обычно применяют спаренные лавы, объединенные одним сборным конвейерным штреком. Длина одной лавы 100 м. Ширина камеры 30-36 м.

Цикл работ по выемке горной массы включает бурение шпуров, зарубку пласта, заряжание шпуров, монтаж электровзрывной сети, взрывание шпуров и проветривание очистного забоя, погрузку горной массы и возведение временной крепи, передвижку конвейера, возведение постоянной крепи.

Рис. Технологическая схема «Камеры – лавы»

Шпуры бурят бурильными установками УБРС-1, выполненными в двух модификациях для верхнего и нижнего рядов шпуров соответственно. Могут применяться также бурильные установки БУА-ЗС. Зарубку пласта производят врубовой машиной "Урал-33". Для заряжания шпуров используют патронированные ВВ и электродетонаторы.

На забойный конвейер СП-63М горную массу грузят погрузочной машиной 1ПНБ-2.

В качестве временной и постоянной крепи используют сосновые стойки под деревянный верхняк.

От лавы до погрузочного пункта горная масса транспортируется скребковым конвейером СП-63М, далее ленточным конвейером ЛТ80 или ЛТ100, а от погрузочного пункта - контактными электровозами KI4 или I4KP с вагонетками ВД-5.6 или ВГ-3.9.

Применение спаренных лав позволяет максимально совместить во времени и пространстве выполнение основных и вспомогательных процессов и операций.

Работа могут быть организованы следующим образом. В первой лаве производят заряжание шпуров, монтаж электровзрывной сети, взрывание шпуров и проветривание. Взрывные работа ведут участ­ками длиной 25 м в направлении - от сборного к бортовому штреку в четыре приема с прокачкой забойного конвейера после каждого взрывания шпуров.

Затем в направлении от сборного к бортовому штреку произво­дят погрузку горной массы на забойный конвейер погрузочной маши­ной и возведение временной крепи. Шпуры бурят вслед за движением погрузочной машины. Достигнув бортового штрека, погрузочную ма­шину разворачивают и перегоняют к сборному штреку с одновремен­ной зачисткой почвы пласта перед конвейером. После обуривания всей лавы бурильную установку также перегоняют с бортового на сборный штрек. Туда же перегоняют и врубовую машину с передвиж­кой скребкового изгибающегося конвейера. По мере передвижки кон­вейера у бортового штрека возводят постоянную крепь. После завершения перегона врубовой машины и завершения передвижки кон­вейера начинают возводить в лаве постоянную крепь в направлении от спорного к тортовому штреку.

Вслед за возведением постоянной крепи производят подрубку пласта врубовой машиной. Во избежание оседания подрубленного массива до взрывных работ во врубовую щель через 6 м устанавли­вают деревянные подшашки. По завершении подрубки пласта произ­водят взрывные работы.

Во время взрывных работ во второй лаве производят погруз­ку горной массы, бурение шпуров, перегон погрузочной машины, бурильной установки, врубовой машины, передвижку конвейера с перерывами на время взрывания шпуров и проветривания первой лавы.

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»

Кафедра разработки месторождений полезных ископаемых

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

Разработка месторождений полезных ископаемых

По дисциплине: _____________________________________________________________________

^{(наименование учебной дисциплины)}