Запасы шахтного поля. Потери угля.

В пределах шахтного поля заключены определенные запасы полезного ископаемого. Различают геологические, балансовые и забалансовые запасы (рис. 1.5).
Геологическими запасами называют общее количество запасов полезного ископаемого месторождения или его части.

Балансовыми запасами называют такие запасы, разработка которых экономически целесообразна; по качеству полезного ископаемого они отвечают требованиям их промышленного использования, а по количеству и условиям залегания пригодны для добывания при современном уровне техники.

Забалансовые запасы не отвечают действующим кондициям по мощности и качеству, однако их следует рассматривать как объект освоения в будущем, по мере развития техники, технологии добычи и переработки полезных ископаемых.

Балансовые запасы равны геологическим за вычетом забалансовых запасов.  К забалансовым относят запасы, которые сосредоточены в пластах нерабочей мощности или уголь имеет высокую зольность, сверхлимитное содержание серы, или залегают на глубине, недоступной для разработки с использованием существующей технологии. Запасы полезного ископаемого в зависимости от их изученности подразделяются на четыре категории: А, В, С1 и С2.

К категории А относятся запасы, детально разведанные и изученные с помощью горных выработок; имеются полные данные о качестве полезного ископаемого.

К категории В относятся запасы, которые разведаны и изучены в меньшей степени, чем запасы категории А. Запасы этой категории оконтурены разведочными выработками, позволяющими выяснить основные особенности залегания и качество полезного ископаемого без разделения их на кондиционные и некондиционные. Кондиции пластов устанавливаются в зависимости от их мощности, марки и зольности угля, района расположения месторождения, угла падения пластов и других факторов.

К категории С1 относятся запасы, которые установлены на основании данных отдельных разведочных выработок, геологических и геофизических съемок; условия залегания и качество полезного ископаемого изучены в общих чертах.

К категории С2 относятся запасы, оцененные только по геологическим данным.

Строительство новой шахты допускается в том случае, когда запасы категории А + В составляют более 50% общих запасов шахтного поля, а остальная часть относится к категории С1. При разработке шахтного поля не все балансовые запасы могут быть выданы на поверхность. Часть их остается в недрах н составляет потери. Величина потерь оценивается в процентах или выражается в виде коэффициента потерь, представляющего собой отношение количества потерянного полезного ископаемого к его балансовым запасам.

Потери угля принято разделять на три группы.

1. Потери в предохранительных и барьерных целиках, называемые общешахтными. Предохранительные целики предотвращают вредное влияние горных работ на охраняемые искусственные н природные объекты на поверхности или на горные выработки. Барьерные целики изолируют шахтные поля, предохраняют действующие горные выработки от прорыва в них поверхностных или подземных вод, а также газов или заиловочной пульпы из выработанного пространства или ликвидированных горных выработок.
2. Потери угля, связанные с геологическими нарушениями пластов и окружающих пород и гидрогеологическими условиями, не позволяющими вести нормальную отработку участков.
3. Потери эксплуатационные, которые включают: потери по площади (не вынимаемые части целиков у подготовительных выработок, в очистном пространстве и на границах выемочных участков) и по мощности пласта (пачки угля, оставленные в кровле, почве или между слоями пласта в очистных и подготовительных выработках); потери от неправильного ведения горных работ (целики, оставляемые вследствие завалов или затопления выработок; противопожарные целики, изолирующие отдельные части шахтного поля друг от друга; опорные целики, временно удерживающие породы кровли пласта или рудного тела от обрушения в выработанное пространство); потери отбитого угля в результате неполной выдачи его из очистного забоя, при взрывных работах, при транспортировании по выработкам.

Часть балансовых запасов, которая может быть выдана на поверхность при разработке месторождения, называется промышленными запасами; они равны балансовым за вычетом потерь.
Потери угля, %, определяются по формуле:

Ky=100(1-Z/Zб)

где Z — промышленные запасы шахтного поля, т; Zб — балансовые запасы шахтного поля, т.

Средние общие и эксплуатационные потери по основным угольным бассейнам страны и в целом по отрасли за 1986 г. приведены в табл. 1.2.
Количество полезного ископаемого, добываемого из месторождения, оценивается коэффициентом извлечения С, который показывает, какую-то часть балансовых запасов выдают на поверхность. Величина С зависит от горно-геологических условий, особенно от мощности и угла падения пласта или залежи, ценности полезного ископаемого, глубины разработки, технологии ведения горных работ, и колеблется в широких пределах.

При проектировании шахт коэффициент извлечения С рассчитывают из величины проектных потерь, которые предусматриваются к безвозвратному оставлению в недрах при отработке всех запасов шахтного поля, по формуле:

C = 1 — 0,01 Ky,                  (1.3)

При ориентировочных расчетах рекомендуется принимать следующие значения С в зависимости от мощности пластов:

• тонких   0,92 — 0,9;
• средней мощности  0,9 — 0,85;
• мощных пологих  0,85 — 0,82;
• мощных крутых  0,85 — 0,8.

Промышленные запасы шахтного поля, имеющего форму правильного прямоугольника, можно ориентировочно подсчитать по формуле, т:

Z = SH∑mpC,                         (1.4)

где S и Н— размеры шахтного поля соответственно по простиранию и по падению, м; 2т— суммарная мощность рабочих пластов, м; р — средняя плотность полезного ископаемого, т/м3. При ориентировочных расчетах можно принимать среднюю плотность антрацита 1,6 т/м3, каменного угля 1,35 т/м3, бурого угля 1,2 т/м3. 20

Произведение мощности пласта на среднюю плотность угля называют производительностью пласта, т/м2

P = mp,                                       (1.5)

Производительность пласта — масса угля, т, в призме, площадь основания которой 1 м2 и высота, равная мощности пласта, м.
По степени подготовленности к добыче промышленные запасы разделяются на вскрытые, подготовленные и готовые к выемке.

Вскрытые запасы — часть промышленных запасов, для разработки которых не требуется дополнительного проведения капитальных горных выработок (стволов, штолен, капитальных квершлагов, бремсбергов), т. е. выработок, проводимых за счет капитальных вложений и зачисленных на баланс основных фондов предприятия.

Подготовленные запасы — часть вскрытых запасов, Которые оконтурены основными выработками и не требуют для дальнейшей их подготовки к очистной выемке проведения дополнительных подготовительных выработок.
Готовыми к выемке запасами считают часть подготовленных запасов, для извлечения которых проведены все подготовительные и нарезные выработки и закончены работы по подготовке очистных забоев.