Лекции Проектир шахт ТПП-17. Прогрессивные системы разработки пластов и механизация горных работ

• Название: Прогрессивные системы разработки пластов и механизация горных работ
• Дата: 19.06.2022
• Размер: 396.44 Kb.
• Имя файла: Лекции Проектир шахт ТПП-17.docx
• Тип: Документы; #603500
• страница: 5 из 8

РАЗДЕЛ 4. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ШАХТ
ЛЕКЦИЯ № 11
4.1. Качественные и количественные параметры шахт, динамика их изменения

Угольная шахта характеризуется комплексом качественных и количественных параметров (характеристик). Качественные параметры указывают на конструктивные, организационные и технические стороны технологии добычи угля. К качественным параметрам шахты следует отнести способ и схему вскрытия, схемы подготовки, вентиляции и транспорта, систему разработки и средства механизации производственных процессов, порядок отработки пластов, выемочных участков и др. Характерным для качественных параметров шахты является их дискретная определенность. Переход от одного качественного пара­метра к другому происходит дискретно и в целом. Также возможны ситуации проектирования шахты с комбинированными однородными параметрами. Например, панельную схему подготовки применяют для одной части шахтного поля и этажную или горизонтную – другой, конвейерный транспорт используют в пределах панели и рельсовый – по общешахтной магистрали (главному откаточному штреку) и т.д.

Качественные параметры, как правило, не имеют натуральной размерности. Их выбор носит альтернативный, взаимоисключающий характер. В зависимости от того, применяют или не применяют соответствующий качественный параметр в варианте технологической схемы разработки, ему можно придать значение 1 или 0. Совокупность качественных параметров шахты можно объединить в дискретное множество {Х_кач.д.}: деление шахтного поля по площади и глубине; способ вскрытия шахтного поля, тип технологического комплекса на поверхности; схема вентиляции; схема подготовки угольных пластов; порядок отработки шахтного поля и угольных пластов; система разработки и порядок отработки выемочных столбов; схема и вид транспорта; средства механизации производственных процессов и др.

Отдельную группу качественных и количественных характеристик шахты представляют природные характеристики горно-геологических условий месторождения: конфигурация месторождения или шахтного поля и его размеры; пространственное расположение угольных пластов в шахтном поле и их число; распределение запасов в шахтном поле и их объем; гипсометрия угольных пластов и их мощность; углы падения, газоносность, водообильность, устойчивость пород и обрушаемость кровли пластов, характер покрывающих запасы пород и глубина залегания пластов и т.д. За исключением некоторых (например, водообильность, газоносность) данных, качественные и ко­личественные характеристики в основном неуправляемые. Природные характеристики не являются, однако, постоянными в шахтном поле. Их изменчивость носит случайный характер вследствие специфической формы получения знания о них с помощью геологической разведки.

Одни характеристики изменяются дискретно (число пластов в свите, конфигурация шахтного поля), другие – непрерывно (газоносность, углы падения пластов и др.). Изменения горно-геологических характеристик шахты непосредственно связаны с пространственным местонахождением запасов, а также со степенью их изученности и только через посредство этого – со временем. Совокупность сведений о качественных и количественных природных характеристиках шахты можно объединить дискретным {Х_{r кач.д.}}: и непрерывным {Х_{r кол.н.}}множествами.

Количественные параметры шахты характеризуют шахту, производственные процессы, технологическую схему шахты, горногеологические и горнотехнические условия с количественной стороны, они имеют количественную меру измерения. Примерами являются мощность шахты, нагрузка на очистной забой, размеры панелей, этажей, горизонтов, длина лавы, число очистных забоев в одновременной работе в панели, на угольном пласте, в крыле шахтного поля, число панелей или блоков в шахтном поле и т.д. Одни количественные параметры могут изменяться непрерывно (длина лавы, нагрузка на очистной забой, размеры панелей, блоков, горизонтов и др.), другие – дискретно (число блоков в шахтном поле, горизонтов, очистных забоев в одновременной работе). Количественные параметры, изменяющиеся непрерывно, условно можно объединить множеством {Х_кол.н.}, а параметры, изменяющиеся дискретно, - множеством {Х_кол.д.}.

Объединение множеств изменяющихся качественных и количественных параметров шахты порождает в свою очередь некоторое множество возможных вариантов технологий, технологической схемы шахты:


Где - логический знак, обозначающий операцию дизъюнкции, т.е. логического сложения элементов, вместе или порознь определяющих результат (множество вариантов).

Как качественные, так и количественные параметры взаимообусловливают друг друга. Их взаимосвязь носит технологический, пространственный, производственный или экономический характер. Так, мощность шахты связана с числом действующих очистных забоев и нагрузкой на очистной забой, размеры блоков по простиранию – с числом их в шахтном поле, система разработки столбами по восстанию – падению связана с погоризонтной схемой подготовки и т.д. При этом некоторые значения количественных параметров оказываются возможными лишь при наличии определенных качественных параметров. Например, большое число действующих очистных забоев на одном угольном пласте пологого падения возможно лишь при панельной схеме подготовки. В связи с этим оценку эффективности использования тех или иных качественных параметров или количественных значений следует осуществлять с учетом их взаимосвязей, в большинстве случаев совместно. Необходимо иметь в виду, что и качественные, и количественные параметры шахты не остаются постоянными во времени. Темпы изменения параметров действующих шахт, естественно, не одинаковы, они специфичны для каждого параметра. Обновление качественных параметров происходит медленнее, количественных – быстрее. Особенно это касается общешахтных элементов технологической схемы (вскрытие, подготовка, схемы транспорта, вентиляции и др.). Дело в том, что реализация принимаемых проектных решений этих элементов технологической схемы связана с весьма значительными затратами, которые не позволяют легко отказываться от ранее принятых и уже реализованных решений, изменять их.

Тем не менее даже такие элементы технологической схемы шахты, как схемы вскрытия, подготовки, транспорта и вентиляции, пересмотр которых требует больших затрат, не остаются неизменными. На одних шахтах заменили рельсовый вид транспорта на конвейерный, на других – этажную схему подготовки сменили панельной, на третьих – прошли новые стволы, оборудовали новые подъемы и т.д.

Изучение сроков эффективного использования, т.е. «долгожития» проектных решений по основным элементам технологической схемы шахт показывает, что обоснованно принятые схемы вскрытия, подготовки и подъема обычно не сдерживают эффективную работу шахты и не пересматриваются в течение 15-20 лет. Анализ эксплуатации средств механизации очистных и подготовительных работ, элементов систем разработки на действующих шахтах или принимаемых в проектах показывает, что эти параметры изменяются быстрее. В среднем можно считать, что долгожитие этих более динамичных параметров технологии составляет 5-7 лет. Весьма заметны темпы изменения на шахтах количественных параметров. Особенно показательна на действующих шахтах динамика производительности (мощности) шахты, нагрузки на очистной забой, длины лавы, скорости подвигания очистных забоев, размеров выемочных участков, панелей, высоты горизонтов, размеров блоков, поперечных сечений горных выработок и др.

Естественно, нельзя не учитывать при этом сдерживающего влияния установленных возможностей технологических узлов на действующих шахтах. Так, рост производственной мощности действующей шахты может сдерживаться пропускной способностью транспортной системы или подъема, схемы вентиляции и др. В результате, несмотря на имеющиеся возможности очистных забоев увеличить добычу по шахте, на других производственных процессах возникают «узкие места», затрудняющие повышенную добычу угля. В роли сдерживающих выступают различные производственные процессы, что сказывается на темпах роста параметров шахты, а иногда такой рост становится вообще невозможным. Тем не менее в результате специальных мероприятий, в том числе коренной реконструкции шахт, такие ограничения в определенной мере снимаются.

Анализ количественных параметров в отдельных технологических звеньях шахт на протяжении последних 15-20 лет в России, Китае, Украине и ФРГ свидетельствует об их непрерывном росте. За 15 лет нагрузки на очистные забои, главные транспортные магистрали, вентиляционные магистрали и производительность добычных горизонтов и шахт в целом увеличиваются (в общем случае - изменяются) на 30-50%, т.е. перекрывают принятые нормы резервирования проектных решений.

Тенденция роста уровня почти всех количественных параметров характерна и для проектов новых, и реконструируемых шахт. Этот факт говорит о том, что проектировщики учитывают перспективное изменение количественных параметров на действующих шахтах. Одна­ко надежность принимаемого в проектах уровня параметров невысока, а прогрессивность недостаточна. Данный вывод подтверждается сопоставлением уровня параметров в проектах шахт на момент освоения проектной мощности с уровнем этих же параметров в указанный момент времени на действующих шахтах.

Основные количественные параметры в решающей степени предопределяют выбор схемных решений по технологии, а также параметры стационарных технологических узлов шахты, машин и установок. Поэтому «моральное старение» основных количественных параметров шахты влечет за собой необходимость пересмотра многих решений, переоборудования и реконструкции технологических узлов, тем более, что соответствующие этим узлам средства механизации имеют не меньшие темпы совершенствования.

Очевидно, в проектах шахт необходимо закладывать прогрессивные качественные параметры и значения количественных параметров, не уступающие таковым на передовых действующих шахтах, по крайней мере, на момент сдачи проектируемой шахты в эксплуатацию. Для этого проектирование шахт требует поэтапного подхода с прогнозированием тенденций изменения на шахте качественных и количественных параметров.
ЛЕКЦИЯ № 12
4.2. Поэтапность проектирования угольных шахт и обновления шахтного фонда

Практика проектирования шахт, как правило, базируется на представлениях о статичности параметров шахты в течение всего срока службы. Однозначно в проекте устанавливают производственную мощность шахты, принимают решения по вскрытию и подготовке шахтного поля, схемам вентиляции и транспорта, системам разработки, средствам подъема и транспорта, параметрам сооружений на поверхности. При этом исходят из постоянства производительности машин и установок, нагрузки на очистные забои, скорости проведения горных выработок. Обоснование параметров очистного забоя (длина лавы, скорость подвигания), выемочного участка, элементов схемы подготовки (высота этажа, горизонта, размеры панелей) заканчивают принятием некоторых значений, неизменных на время отработки запасов шахтного поля. В период эксплуатации шахты это приводит к противоречию между возрастающими возможностями одних элементов технологической схемы и неизменными (фиксированными) возможностями других. Проявляются эти противоречия в разные моменты развития шахты, наступление которых в определяющей степени связано с техническим прогрессом на тех или иных участках производственного процесса, с его неравномерностью. Появляются «узкие места» в технологии добычи угля на шахте. «Узкие места» могут быть следствием статичности параметров многих технологических узлов и звеньев шахты (производительность подъема, вентиляторов, пропускная способность околоствольного двора, технологического комплекса на поверхности, длина выемочных участков, величина запасов горизонта и др.). Вероятность проявления противоречий между возможностями различных технологических узлов на шахте вследствие статичности их параметров тем выше, чем на более длительный период эксплуатации их предусматривают. Между тем наряду со значительными производственной сложностью, масштабами и хозяйственной ролью угольную шахту отличает весьма длительный срок службы. Большая часть шахт существует, включая проектирование и строительство, свыше 30-80 лет.

Наибольшей статичностью отличаются параметры схемы вскрытия и подготовки, технологического комплекса па поверхности, подъема, схемы вентиляции и общешахтного транспорта. Так, при некоторых схемах вскрытия вертикальными стволами предполагают полностью отрабатывать запасы шахтного поля при выдаче угля по главному стволу, оборудованному одной и той же подъемной установкой, используя одну и ту же схему вентиляции, один и тот же технологический комплекс на поверхности и т.д. Производительность подъема без замены подъемной машины и переоборудования стволов может изме­ниться незначительно, следовательно, длительный период времени мощность шахты ограничивается пропускной способностью подъема. Также незначительно может изменяться производительность системы проветривания шахты, однако потребность в воздухе на шахте, как правило, растет быстрее увеличения производительности шахты (из-за увеличения газообильности, депрессии и т.д.). В результате, как показывают данные действующих шахт пологого падения Донбасса и Кузбасса, проблема совершенствования вентиляции существует постоянно. Временное совершенствование схемы вентиляции с ее параметрами создает возможности временного роста интенсивности отработки шахтного поля, которые, как правило, очень быстро реализуют, и шахта снова оказывается перед порогом «воздушного дефицита». Следовательно, динамика потребности в воздухе на шахтах находится в постоянном противоречии со статикой параметров вентиляционной системы. Под системой вентиляции, естественно, понимают не только вентиляторы, но и сеть горных выработок, совокупность регулирующих устройств.

В такое же противоречие приходят значения количественных параметров: производственной мощности, нагрузки на очистной забой, длины лавы, размеров горизонта, панелей и других, принимаемых в проектах постоянными на длительные сроки, несмотря на непрерывную возможность их роста.

Корректирование параметров еще до ввода шахты в эксплуата­цию, а также периодические реконструкции шахт частично являются отражением указанных противоречий, отражением изменения этих параметров на действующих шахтах. Изучение материалов календарного развития шахт пологого падения в Кузбассе, Донбассе и КНР показывает, что многие магистральные выработки шахт, срок службы которых превышает 5-10 лет, подвергают неоднократному расширению (в 1,5-2 раза по сравнению с начальными проектными сечениями), заменяют стационарные средства транспорта с изменением параметров горных выработок или проведением новых.

При проектировании шахт нельзя не учитывать объективного характера указанных явлений. В частности, отказ от проектирования основных параметров шахт как неизменных в период ее эксплуатации в значительной степени сократит вероятность появления сдерживающих звеньев в технологической схеме. Нужно стремиться при проектировании к образованию такого механизма развития шахты, при котором основные параметры поддерживаются в границах производственных и экономических пропорций, изменяющихся во времени.

Особенностью такого развития шахты является непрерывно-дискретный характер изменения проектных параметров. Сама природа основных качественных и количественных параметров шахты объясняет эту особенность. Ясно, что схемы транспорта и вентиляции, технологический комплекс на поверхности не могут непрерывно изменяться. Смена этих качественных параметров происходит, во-первых, не часто, во-вторых, дискретно. Даже переход от одной системы разработки на другую занимает два-три года и более.

Количественные параметры технологии разработки, очистных забоев и шахты в целом могут изменяться непрерывно: растут нагрузка на очистной забой, длина лавы, размеры выемочных столбов, панелей, увеличивается мощность шахты и т.д. Рост этот имеет пределы, устанавливаемые проектом. Мощность шахты возрастает на величину, допустимую коэффициентами резерва пропускной способности околоствольного двора, подъема, технологического комплекса на поверхности и др. Нагрузка на очистной забой может вырасти на величину, допускаемую участковыми транспортными средствами, схемой вентиляции (а значит сечением транспортных и вентиляционных выработок) и др. Часто увеличение количественных параметров шахт ограничивается качественными параметрами (схемами подготовки, вентиляции, транспорта и пр.). Таким образом, и количественные параметры шахты с позиции длительного времени могут существенно изменяться лишь дискретно, поэтапно.

Определение интервала времени, в пределах которого как качественные, так и количественные параметры шахты могут оставаться неизученными, экономически эффективными, является важным исходным моментом поэтапного проектирования. Данный интервал может быть принят за длительность этапа проектирования Т_э.п.. Несомненно, что факторами, определяющими этап проектирования, следует считать длительность эффективной эксплуатации основных проектных решений на действующих шахтах, с одной стороны, и время, на которое можно распространять имеющуюся проектную информацию, т.е. глубину прогнозирования будущего развития шахты Т_п.г. – с другой.

Определение периода (глубины) прогнозирования и этапа проектирования осуществляют в условиях двух противоборствующих тен­денций. С одной стороны, имеется тенденция увеличения этих катего­рий (Т_э.п,, Т_п.г.) закономерно стремление заглянуть вперед и как можно далее. Вместе с тем существует тенденция уменьшения этих категорий для повышения точности и надежности прогнозируемых явлений и величин. Дело в том, что при увеличении глубины прогноза и этапа проектирования (до 10, 15, 20, 25, 30 лет) степень достоверности любых представлений о будущем, в том числе и о технологии шахты в будущем, снижается.

В большинстве своем специалисты по прогнозированию принимают глубину прогнозирования технологических данных, считая от разработки проекта до «завершения» периода эффективной эксплуатации, использования прогнозируемого явления, параметра, элемента, в пределах 15-20 лет. Частные закономерности, параметры и элементы технологии, отличающиеся сравнительно небольшим «долгожитием», прогнозируются на 5-10 лет.

Были проведены исследования [1] по изучению физического и морального «долгожития» основных элементов технологических схем шахт (проектных решений) и «века» технических средств. Эти исследования базировались на данных работы отечественных шахт в течение длительного времени, включая периоды неоднократных реконструкций. По одним шахтам материалы анализировались за весь срок службы (30-50 лет), по другим – за меньший период. Из этих данных фактическая продолжительность эффективной эксплуатации реализуемых в соответствии с проектными решениями мероприятий Т_э.э. т.е. «долгожитие» элементов технологической схемы, определяют по формуле



где Т_в – время выбытия из эксплуатации конкретного технологического звена, технического средства, технологической схемы на данной шахте, год; Т_н.э. – время начала практической эксплуатации соответствующего проектного решения на данной шахте, год.

Затем вычисляют средние показатели «долгожития» принимаемых и реализуемых проектных решений, мероприятий, элементов техноло­гических схем, технических средств механизации и т.д.



Как показали расчеты, «долгожитие» основных элементов схем вскрытия, подготовки и вентиляции (вентиляторная установка, гене­ральная схема горных выработок), технологического комплекса на поверхности, схемы транспорта (общая компоновка транспортных магистралей шахты) Т_д.осн. составляет в среднем 15-20 лет. Показательно, что большой отечественный и зарубежный опыт реконструкции шахт, являющийся наиболее полной формой обновления проектных решений на действующих шахтах, подтверждает величину «долгожития» проектных решений по основным элементам технологической схемы шахт.

С учетом обоснованной глубины прогнозирования Т_п.г. фактического «долгожития» базовых элементов технологии шахты Т_осн. принимают окончательную длительность этапа проектирования:



Установленная длительность этапа проектирования касается большинства проектных решений строящейся или реконструируемой шахты. Вместе с тем в проекте приходится принимать решения, «долгожитие» которых должно быть заведомо большим (установление границ шахтного поля, выбор местоположения технологического комплекса на поверхности, транспортных коммуникаций на поверхности). Для проектирования предприятий в конкретных горно-геологических условиях временная определенность этапа должна получить определенность пространственную и организационную. Под этим подразумевают запасы полезного ископаемого, разрабатываемые в пределах этапа, число пластов и их пространственные характеристики, геометризацию раскройки шахтного поля, порядок его разработки и пр. Естественно, что в противном случае невозможно начинать проектирование шахты. Каждому этапу в развитии шахты должна соответствовать некоторая часть шахтного поля, ограниченная естественными или условными границами: группами пластов, отдельными пластами, горизонта­ми, блоками, панелями, этажами.

Таким образом, под этапом проектирования следует понимать период времени, в течение которого вырабатывают определенную, достаточно большую часть шахтного поля, имеющую пространственные естественные или условные границы.

Для разработки перспективного плана развития горных работ, в результате которого выделяют запасы, отрабатываемые за этап, необходимо знать следующие основные параметры: мощность шахты, длину лавы, схемы вскрытия и подготовки и др.

Таким образом, предварительно первый этап в развитии шахты представляют частью шахтного поля с объемом промышленных запасов:



Установление объема промышленных запасов, отрабатываемых на первом этапе развития шахты, позволяет наметить к разработке угольные пласты с соответствующими условиями залегания. С большей условностью, нежели для первого этапа, подобным образом можно определить часть шахтного поля для второго и третьего этапов. Вместе с тем отнесение к тому или иному этапу конкретных угольных пластов дает возможность наметить основные проектные решения, определяю­щие технологическую схему шахты.

Предпочтение необходимо отдавать таким геометрическим формам технологических схем шахт, таким конструктивным решениям, которые в наибольшей степени обладают динамической управляемостью с наименьшими затратами средств и времени. Насколько отдельные элементы технологической схемы шахты, принятые на первом этапе ее эксплуатации, окажутся пригодными, эффективными в составе технологической схемы на втором этапе (и на последующих), настолько целесообразны они будут по сравнению с другими решениями.

Необходимость учета будущего рационального использования некоторых базовых общешахтных элементов технологической схемы должна рассматриваться не только в номенклатурном (та или иная горная выработка) отношении, но и в отношении количественного уровня параметров и характеристик элементов технологической схемы. То есть с учетом перспективы выбирают не только те или иные конструктивные, схемные решения по элементам технологической схемы (качественные параметры), но и количественный уровень параметров и характеристик элементов технологической схемы (схема вскрытия – производительность подъема, панельная схема подготовки – производительность конвейерной линии на транспортном штреке и т.д.). В связи с многовариантностью проектных решений по каждому производственному процессу пространственная определенность этапа и развития шахты представляется многовариантной. Действительно, одно и то же месторождение, представленное, например, пятью пологими угольными пластами, можно разрабатывать по различным технологическим схемам с разной производительностью:

вскрытие вертикальными стволами, панельная подготовка (две панели в шахтном поле), конвейерный обшешахтный транспорт и ски­повой подъем угля на поверхность и т.д. - для шахты производственной мощностью 1 млн. т./год;

- вскрытие наклонными стволами, панельная подготовка (четыре панели в шахтном поле), конвейерный транспорт угля до поверхности и т.д. – для шахты производственной мощностью 1,5 млн. т./год;

- вскрытие наклонными (транспортными) и вертикальными (вспомогательными) стволами, горизонтная подготовка и отработка столбами по падению, конвейерный транспорт угля до поверхности и др. - для шахты производственной мощностью 2 млн. т./год и т.д.

Естественно, что всем этим вариантам, свойственны свои пространственные параметры этапа. Например, первый вариант предполагает этап развития шахты на запасах , что соответствует одному пласту, двум панелям. Третий вариант предполагает отработку запасов Это означает, что этап в развитии шахты предусматривает отработку двух пластов некоторым числом столбов. При этом сеть горных выработок, средств механизации, схемы вентиляции, транспорта, компоновка поверхностного комплекса и т.д. будут иными. Какой из этих и других возможных вариантов шахты (следовательно, и характеристика этапа в развитии шахты) окажется рациональным – тот вопрос решают на стадии комплексной оптимизации параметров шахт.

Представление об этапе в развитии шахты как о некоторой последовательности чередования характерных состояний горных работ и технологии в целом устанавливается в процессе назначения и оптимизации проектных решений по всем элементам шахты в ходе выполнения технического проекта. Учитывая изложенное, задачу поэтапного проектирования можно представить следующим образом.

Весь срок существования шахты Т_ш , включая проектирование, строительство и эксплуатацию, разбивают на этапы длительностью Т_э.п.. При этом в первый этап войдут время проектирования Т_пр строитель­ства шахты Т_стр и некоторое время эксплуатации Т_э.ш. т.е:



Исходя из геологических данных месторождения, осуществляют проектирование шахты с параметрами и технологическими решениями, прогрессивными в течение промежутка времени Т_э.п., т.е. равного длительности одного этапа. В соответствии с длительностью этапов развития шахты и установленных ее параметров (в том числе производственной мощности) шахтное поле условно делят на участки, характери­зующиеся запасами, пластами и конкретными горно-геологическими условиями. Параметры отдельных общешахтных технологических звеньев (центральные стволы, схема вентиляции), срок службы которых явно превышает длительность одного этапа развития шахты, проектируют с учетом более длительных прогнозов. Достоверность этих данных, а вместе с тем и надежность устанавливаемых параметров несколько снижаются. Поэтому количественный уровень параметров этих общешахтных звеньев не должен быть ниже прогрессивного уровня на длительность одного этапа.

Наличие общешахтных технологических звеньев, которые обслуживают участки шахтного поля, отрабатываемые за больший промежуток времени, нежели один этап (а иногда обслуживающих отработку шахтного поля), делает выбор проектных решений на отдельных этапах сложной задачей. Обоснование параметров этих звеньев требует учета «интересов» развития шахты на последующих этапах. Необходимо учитывать также неодинаковый темп изменения прогрессивного уровня параметров отдельных компонентов технологии добычи. Если одни проектные решения по завершении одного этапа развития шахты явно устареют, то другие останутся прогрессивными, и использование их на последующем этапе, несомненно, окажется полезным. Проектирование параметров шахты на следующем этапе выливается в задачу оптимального согласования решений и имеющихся фондов законченного этапа с прогрессивными тенденциями в развитии техники и технологии в будущем. Это согласование и проектирование с обновлением осуществляют до тех пор, пока не будут отработаны все запасы шахтного поля. Создают условия для динамической оптимизации параметров шахты как единого процесса предельного улучшения результирующих показателей шахты в период проектирования, строительства и эксплуатации. Анализ на данном этапе работы подъема, системы транспорта, вентиляции, технологического комплекса на поверхности и других основных звеньев шахты позволяют наметить меры и решения, обеспечивающие требования развития шахты на последующем этапе.

Таким образом, метод поэтапного проектирования предусматривает конструирование технологии угольной шахты как развивающейся системы с оптимальным управлением в течение всего срока службы. Идея создания данного метода проектирования заключается в возможности выбора наилучших сочетаний основных технологических параметров угольной шахты, которые характеризовали бы поведение системы в будущем, а более конкретно – в течение некоторых научно обоснованных этапов жизни угольного предприятия в условиях влияния постоянно изменяющихся природных, технологических и экономических факторов. Следовательно, особенности поэтапного проектирования заключаются прежде всего в том, что установленные параметры шахты не считают обязательными на весь срок существования предприятия, обоснование параметров осуществляют в единстве технологических задач каждого отдельного этапа и развития шахты в целом за весь срок службы, а также в единстве технологических задач каждого отдельного этапа за весь срок службы шахты, обоснование и обновление параметров шахты на каждом этапе выполняют на базе прогрессивных (с точки зрения данного этапа) тенденций развития техники, технологии и организации производства на шахтах, хозяйственных потребностей страны и т.д.

Поэтапный подход к проектированию и развитию каждой шахты существенно меняет практику обновления шахтного фонда страны. Так же, как и отдельная шахта, в течение некоторого времени не остается неизменным и шахтный фонд России. Наблюдаются изменения качественные и количественные, происходят географические сдвиги в размещении отдельных предприятий, вовлекаются в эксплуатацию новые, часто худшие в горно-геологическом отношении месторождения и части шахтных полей.

Основной путь развития шахтного фонда страны - это путь периодического для отдельной шахты и непрерывного для шахтного фонда в целом обновления посредством проведения капитальных мероприятий и работ. На будущее намечают программу широкого и глубокого обновления шахтного фонда прежде всего в форме реконструкции шахт перспективных, а также закрытия (консервации) шахт убыточных.

Нужно подчеркнуть, что как новое строительство шахт, так и реконструкция подчинены общей цели – рациональному размещению угледобывающих мощностей. Какие же изменения происходят с шахтным фондом с точки зрения отдельной шахты? Каждая вновь вводимая шахта является объектом практического применения прогрессивных технологических решений и техники, организационных форм ведения процессов и, естественно, вносит заметную долю в общий производственно-технический уровень шахтного фонда. Так, введенная в эксплуатацию в 1976 г. шахта «Распадская» в Кузбассе подтверждает собой реальность запроектированной высокой концентрации горных работ, способов вскрытия с наклонными стволами, блочной структуры шахтного поля и секционной схемы вентиляции, широкого применения механизированных очистных комплексов и конвейерного транспорта и т.д.

Существенное влияние на шахтный фонд страны оказывают производимые капитальные работы на действующих шахтах по поддержанию уровня мощности шахт, модернизации и реконструкции. Наиболее заметные перемены на шахтах происходят в связи с реконструкцией. При капитальной реконструкции коренному переустройству подвергают элементы всей технологической цепочки шахты с увеличением пропускной способности транспортной схемы, схем вентиляции и подъема, с повышением мощности системы энергоснабжения, произ­водительности очистных забоев и т.д. Почти всегда задачами реконструкции являются увеличение мощности шахты и совершенствование технологического комплекса на поверхности, трудоемкость обслуживания которого на действующих шахтах еще высока. Все это изменяет в лучшую сторону техническую и технологическую характеристики каждой шахты в отдельности и шахтного фонда страны в целом.