1. Подсчет балансовых и промышленных запасов, обоснование величины потерь угля

Часть угольного месторождения, отведенная для разработки одной шахте, называют шахтным полем.

Шахтное поле включает один или несколько пластов. В последнем случае запасы отдельных пластов суммируются. Границы шахтного поля или его участка принимаются в соответствии с утвержденными на момент сбора геологических материалов. При этом указываются границы в плоскости пласта и по напластованию пород

По народнохозяйственному применению запасы подразделяют на: геологические, балансовые, промышленные и забалансовые.

Геологические - общие запасы угля в пределах шахтного поля, как не предназначенные для разработки, так и извлекаемые при существующем уровне техники и технологии.

Забалансовые – разработка которых в настоящее время вследствие некондиционности запасов экономически нецелесообразна. Запасы, не целесообразные для отработки по технико-экономическим причинам. Прогноз запасов, не целесообразных для отработки, производится на вскрытой части поля — непосредственно по данным геологической документа­ции горных выработок, на невскрытой — на основе обоб­щения результатов геологоразведочных и шахтно-геологических работ, выполняемых маркшейдерско-геологической службой шахты.

Балансовые – запасы, разработка которых экономически целесообразна сейчас.

, т (1.1)

где S - размер шахтного поля по простиранию, м; Н - размер шахтного поля по падению, м; п - число рабочих пластов в шахтном поле; m_i - мощность i-го рабочего пласта, м; γ - плотность угля i-го рабочего пласта, т/м³. Для определения промышленных запасов необходимо установить величину потерь по каждому из пластов по их источникам: общешахтные (в барьерных и охранных целиках); эксплуатационные и связанные с геологическими нарушениями.

Промышленные запасы - часть балансовых запасов, за исключением потерь, которая может быть выдана непосредственно на поверхность и отгружена потребителю, определяются по формуле

, (1.2)

где Z_n - проектные потери угля, т.

Проектными потерями является часть балансовых запасов угля, которая по проекту предусматривается к безвозвратному оставлению в недрах при отработке всех запасов данной шахты. Они складываются на основании частных видов потерь: общешахтных, эксплуатационных и вблизи геологических нарушений.

т, (1.3)

где Z_об - общешахтные потери; Z_г.н. - потери, связанные с геологическими нарушениями пластов; Z_эксп - эксплуатационные потери

К общешахтным потерям относятся запасы в целиках под сохраняемыми объектами на поверхности, в барьерных целиках, в целиках, служащих для охраны капитальных гор­ных выработок. Эти потери зависят от схемы вскрытия и конкретных горно-геологических условий месторождения. Общешахтные потери слагаются из потерь угля в барьерных (Z₁) и охранных (Z₂) целиках. Барьерные целики оставляют у границ шахтного поля, чтобы исключить возможность вскрытия старых затопленных горных выработок соседних шахт. Ширина барьерных целиков (I) определяется по эмпирическим формулам или условно принимается равной 50 м. Охранные целики оставляют для предотвращения разрушений технологического комплекса на поверхности, промышленных зданий и сооружений, а также природных объектов. Потери в охранных целиках при пологом залегании пластов условно составляют 1 - 2%, при крутом – 2 - 4% от балансовых запасов.

(1.4)

, т. (1.5)

, т (1.6)

Потери в целиках вблизи геологических нарушений (Z₃) определяются характером и числом нарушений, их ориентированием по отношению к простиранию пласта. Их величина в среднем равна 1 - 1,5 % балансовых запасов:

, т (1.7)

Таким образом, величина общешахтных потерь и потерь в целиках около геологических нарушений:

. (1.8)

К эксплуатационным потерям относятся потери в це­ликах и угольных пачках, связанные с системой разработки и технологией горных работ, и определяются на основе расчетных нормативов. В исключительных случаях, при сложных горно-геологических условиях залегания пластов (значительные колебания угла падения, наличие складок и т.п.), величину эксплуатационных потерь можно принимать исходя из уровня фактических эксплуатационных потерь. Эксплуатационные потери (Z_э) включают потери по площади в целиках у горных выработок и по мощности в пачках угля в кровле и почве пласта, а также потери угля в забоях и при транспортировании. С учетом потерь от неправильного ведения горных работ величину эксплуатационных потерь можно принимать: для пластов тонких – 6 - 8 %, средней мощности – 8 – 10 %, мощных пологих – 10 – 12 %, мощных крутых – 15 – 18 % балансовых запасов за вычетом общешахтных потерь и потерь около геологических нарушений:

, т (1.9)

где К_эп - коэффициент эксплуатационных потерь; принимается для тонких и весьма тонких пластов - 0,08; средней мощности - 0,12; мощных пологих - 0,15; мощных крутых - 0,20.

Промышленные запасы шахтного поля:

,т. (1.10)

Степень полноты извлечения запасов полезного ископаемого характеризуется коэффициентом извлечения С_извл, который показывает, какую часть балансовых запасов добывают, т.е. выдают на поверхность. Величина его зависит от горно-геологических условий и колеблется в широких пределах.

По итоговым данным определяется коэффициент извлечения запасов угля из недр:

(1.11)

При ориентировочных расчетах рекомендуется этот коэффициент принимать равным:

• для тонких пластов—0,9—0,92;

• для пластов средней мощности—0,85—0,88;

• для мощных пологих пластов—0,82—0,85;

• для мощных крутых пластов—0,75—0,8.