УДК 622.271.4
Статистические взаимозависимости двух мерных параметров карьерных полей угольных разрезов
доцент, к. т.н.
КузГТУ
Природные условия формирования угольных месторождений в различных регионах земного шара одинаковы, все они относятся к пластовым осадочным месторождениям и отличаются только степенью метаморфизма и тектонических нарушений. В этом отношении уникальными являются месторождения Кузнецкого бассейна каменных углей, не имеющие аналогов в природе. Здесь представлены все возможные варианты залегания угольных пластов как по их мощности, углу падения, их количеству, так и степени нарушенности пликативными и дизъюнктивными нарушениями. В настоящее время отработка этих запасов в бассейне производится исключительно с применением углубочных продольных одно - и двухбортовых систем разработки [1]. Глубина производства работ на отдельных действующих участках или разрезах находится в пределах от 60 – 80м до 180 – 310м. В соответствии с работой [2] предложена классификация типов залежей в Кузнецком угольном бассейне. Их формы в плане имеют виды:
- округлые (B < L< 1,4 B, где В – ширина залежи по поверхности, L – длина),
-удлиненные (1,4В < L < 4B)
- вытянутые (4В < L < 40В).
В работе академика [2] отмечается: «горные работы должны максимально следовать за залежью». Исходя из этой теоретической предпосылки и с учетом геологического строения месторождений каменного угля определяется форма карьерных полей и ее геометрические размеры. В Кемеровской области залежи имеют преимущественно удлиненную форму с длиной по простиранию от 4км до 12км. Меньше участков округлой и вытянутой формы. Тогда, исходя из формы залежей, определяется форма и параметры карьерного поля (рис.1). Главными параметрами карьерного поля при углубочных продольных системах разработки являются: глубина карьера, ширина дна карьера в крест простирания, ширина по поверхности, протяженность карьерного поля по дну и по поверхности, углы откосов бортов с висячей стороны залежи, лежачей и в торцах. Форма и протяжённость залежи определяет технические возможности углубочной продольной системы разработки.
Рис. 1. Тип и форма карьерного поля разреза «Прокопьевский».
На рис.1 приняты обозначения: Lк. верх – длина карьерного поля по верху; Lк. дно – дина карьерного поля по низу; Вк. верх ширина карьерного поля по верху (максимальный размер); Вк. дно – ширина карьерного поля по дну; В1, В2, В3 – отрезки переменной величины характеризующие ширину карьерного поля во верху; 1-14 – точки фиксирующие ломанный верхний контур карьерного поля (лицензионная граница карьерного поля).
Размеры карьерного поля во многом определяют производительность вскрышного и добычного фронтов, интенсивность ведения горных работ, площадь горного отвода (плата за земельные ресурсы) и т. п. [2]. На основе вышеизложенного произведем учет взаимовлияния размеров карьерного поля с позиции формы карьерного поля и неравномерности его сечения по простиранию. Пространственная фигура карьерного поля представляет собой как в поперечном, так и в продольном сечении ломанную трапециевидную форму (см. рис.1). Характер пространственной формы для большинства карьерных полей весьма разнообразен и трудно поддается количественной оценке. К примеру для одного и того же карьерного поля диапазонные изменения как ширины, так и длины при углублении горных работ могут составлять от нескольких десятков до сотен метров. Тогда при укрупненном подходе к оценке диапазонных значений двух мерных параметров карьерного поля по верху или понизу методами математической статистики [3] были обработаны параметры карьерных полей угольных месторождений Кемеровской области. По результатам обработки статистических данных построены аналитические зависимости (рис.2) по двухмерным параметрам карьерных полей угольных разрезов:
Lк. дно = Lк. верхк, Вк. дно = Вк. Верхк
где К – поправочный степенной коэффициент для определения длины и ширины карьерного поля.
Для того что бы сократить влияние ломаного характера карьерного поля можно используя диапазонные колебания поправочного коэффициента для любых глубин карьерного поля получить следующие данные: при известных лицензионных границах по верху (по простиранию и в крест простирания) возводим линейные параметры в степень поправочного коэффициента получим линейные параметры дна карьера.
Таким образом, спрогнозировать изменчивость параметров карьерного поля, возможно. При погружении горных работ линейно сокращаются размеры карьерного поля, а границы карьерного поля многократно пересматриваются и, опираясь на расчетные данные, получим фактические линейные параметры, что позволит в конечном итоге более достоверно производить оконтуривание карьерных полей и производить плату за земельные ресурсы.
Список литературы
1. О технологической значимости внутреннего отвалообразования при открытой разработки угольных месторождений Кемеровской области / Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых 2015г. №5. ИГД СО РАН Новосибирск. с.23-34.
2. Технология и комплексная механизация открытых горных работ / 4-е издание, перераб. и доп. М.: Недра, 1985. - 549 с.
3. татистическое оценивание / М.: Статистика, 1976. – 600с.
а) |
|
б) |
|
Рис. 2. Диапазон изменений поправочного коэффициента при определении двухмерных параметров (длины и ширины) карьерных полей угольных разрезов Кемеровской области.
На рис.2 приняты следующие обозначения: Lк. низ – длина карьерного поля по низу, м.; Lк. верх – длина карьерного поля по верху, м.; Вк. низ – длина карьерного поля по низу, м.; Вк. верх – длина карьерного поля по верху, м.; К – поправочный степенной коэффициент для определения длины и ширины карьерного поля.
