Транспортно-технологические характеристики освоения Ушаковского месторождения (участок Серафимовский)

- © О.А. Татаринова, 2014

УДК 622.014.5

О.А. Татаринова

ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОСВОЕНИЯ УШАКОВСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Рассмотрена задача оптимального размещения технологических объектов на территории всего месторождения.

Ключевые слова: месторождение, технологические объекты, промплощадка, шахтное поле, подземные грузоперевозки, подъездной путь.

Комплексный подход к освоению новых угольных месторождений Кузбасса предусматривает необходимость формирования общей транспортной сети, а также систему электроснабжения, социальную инфраструктуру и т.д. Создание единой производственной инфраструктуры дает дополнительные возможности для разработки малых и средних месторождений.

Одним из главных факторов, влияющих на выбор рационального размещения технологических объектов на поверхности угольных шахт, является конфигурация транспортной сети, связывающий эти объекты с промплощадками шахт. Размещать новые объекты, как правило, стремятся вблизи существующих транспортных коммуникаций с целью сведения к минимуму затрат на сооружение и эксплуатацию дорог, исключения перепробег грузов.

Задача оптимального примыкания к существующей магистрали на практике встречается чаще, чем задача оптимизации транспортной сети, по той причине, что горные предприятия обычно строятся и вводятся в эксплуатацию последовательно. Поэтому задача оптимизации транспортной сети обычно распадается на несколько задач оптимального примыкания к существующей или строящейся магистрали [1].

При решении задачи оптимального примыкания от промплощадок шахт строится координатная сетка таким образом, чтобы она охватывала участок магистрали. Затем просчитываются оптимальные трассы от промплощадки шахты и в точках пересечения магистрали с узлами координатной сетки проставляются значения целевой функции на строительство и эксплуатацию примыкающей трассы. В результирующей матрице отыскивается элемент с минимальной длинной, соответствующий пересечению одного из узлов координатной сетки с магистралью. Это точка - оптимальный пункт примыкания к магистрали, причем одновременно определяется и оптимальная трасса к ней от промплощадок шахт.

Проектный участок «Серафимовский» расположен в Промышленновском административном районе Кемеровской области. Ближайшие крупные промышленные центры - г. Кемерово и г. Ленинск-Кузнецкий находятся соответственно в 50 км к северу и в 35 км к юго-востоку от участка (рис. 1). Район преимущественно сельскохозяйственный, предприятия на его территории заняты производством и переработкой сельхозпродукции и обслуживанием железных дорог. Водоснабжение населенных пунктов и предприятий осуществляется в основном из скважин. Вблизи границ проектного участка горнодобывающие

предприятия отсутствуют. В районе участка горнодобывающая промышленность отсутствует, он расположен рядом с двумя магистральными железными дорогами. Запасы угля на «Серафимовском» составляют порядка 163 млн т по марочному составу угли участка относятся к маркам Г, ГЖ, и ГЖО. Ориентировочный размер шахтного поля по простиранию 4,5-5 км и по падению 4,04,5. К первоочередной отработке намечены пласты XXVI, XXIII, XXI и XX [2].

Для выбора оптимальной примыкающей трассы предлагается использовать метод динамического программирования.

Основное функциональное уравнение динамического программирования, применительно к задаче выбора оптимального доступа к угольным месторождениям, выглядит следующим образом:

г, N . \d(х, y; x -1, y) + f(x -1, y)] f (x, y) = min < !

[d

Рис. 2. Схема поверхностных грузоперевозок участка «Серафимовский» Ушаков-ского месторождения

где d(x,y;x-1,y) представляет собой расстояние между узлами сетки x,y и x-1,y определяемое по допустимому углу наклона железнодорожного полотна а0 в условиях пересеченного рельефа поверхности. Введение ориентации достигается заданием направления по осям x и у в фиксированную точку на поверхности.

Расстояние ^ между соседними узлами определяется из соотношения:

L =

8

sinao

при

при

aij < ao aij > ao

где a - угол подъема трассы между смежными узлами сетки, радиан; а0 - допустимый угол наклона для применяемого вида транспорта, радиан; 8 - длина ребра сетки, м; h.. - высота точки ij над уровнем моря, м; l.. - приведенная длина ребра сетки, м; AaA2 - рабочие параметры; I. - индексы узлов сетки размерностью N1xN2.

Исходная матрица высот H = {h..|m,n с учетом ограничений преобразуется в матрицу расстояний L = {l..|m,n, элементы которой, минимизируются на каждом этапе.

Нами составлена программа в среде электронных таблиц EXCEL и на основании проделанных расчетов построена схема расчета оптимального примыкания подъездного пути от любой точки в пределах просчитанного участка Серафимовский к существующей железнодорожной магистрали.

В результате проведенной работы получена транспортно-технологическая характеристика на поверхности участка Серафимовский. Найдена оптимальная точка примыкания к существующей железнодорожной магистрали. Также при решении данной задачи можно определить любую точку в пределах просчитанного участка.

Наиболее приемлемым местом заложения промышленной площадки является точка, где показатели являются наименьшими. Из рис. 2 видно, что это точка с показателями 4,5 км следовательно и промышленную площадку следует закладывать в этой точке. В этом случае все затраты по работе наземного транспорта будут минимальными.

В дальнейшем местонахождение промышленной площадки будет уточняться с учетом подземных грузоперевозок, определяющих схему размещения основных вскрывающих выработок шахтоучастка.

1. Стрекачинский Г.А., Ордин А.А, Фе-дорин В.А. Оптимальное размещение транспортных сетей на поверхности шахт. - Новосибирск: Наука, 1981. -84 с.

_ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

2. Кузбассгипрошахт. Технико-экономические предложения ведения геологоразведочных работ и добычи каменного угля на участке Серафимовский Ушаковского месторождения в Кемеровской области. Том I. -Кемерово, 2006.

КОРОТКО ОБ АВТОРЕ_

Татаринова Оксана Андреевна - младший научный сотрудник, e-mail: TatarinovaOA@yandex.ru, Институт угля Сибирского отделения РАН.

UDC 622.014.5

TRANSPORT AND TECHNOLOGICAL CHARACTERISTICS OF USHAKOVSKOE FIELD (SECTION SERAPHIMOVSKIY) DEVELOPMENT

Tatarinova O.A., Junior Researcher, e-mail: TatarinovaOA@yandex.ru, Institute of Coal of Siberian Branch of Russian Academy of Sciences.

The work considers the problem of the optimum distribution of the technological units at the whole deposit territory. A program is created in the environment of EXCEL spreadsheets, built scheme of calculation of optimal junction access way from any point within a calculated plot «Seraphim» is the name of the field to an existing railway line. Retrieved transport and technological characteristics on the surface of the site «Seraphim».

Key words: field, technological object, industrial site, mine field, underground freight, access road.

REFERENCES

1. Strekachinskii G.A., Ordin A.A, Fedorin V.A. Optimal'noe razmeshchenie transportnykh setei na pov-erkhnosti shakht (Optimum arrangement of transportation networks on mine surface), Novosibirsk, Nauka, 1981, 84 p.

2. Kuzbassgiproshakht. Tekhniko-ekonomicheskie predlozheniya vedeniya geologorazvedochnykh rabot i dobychi kamennogo uglya na uchastke Serafimovskii Ushakovskogo mestorozhdeniya v Kemerovskoi oblasti (Kuzbassgiproshakht. Technical and economic offer on geological exploration and extraction of black coal at the Serafimovsky site of the Ushakov deposit, Kemerovo Region), vol. I, Kemerovo, 2006.