Влияние технологических условий горного производства на сметные горнопроходческие нормы Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

СТРОИТЕЛЬСТВО ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ И ШАХТ

УДК 622.619

В.Г. Голоскоков, О.Б. Кортелев, А.И.Щербаков

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ГОРНОГО ПРОИЗВОДСТВА НА СМЕТНЫЕ ГОРНОПРОХОДЧЕСКИЕ НОРМЫ

При проектировании и строительстве горных предприятий важная роль принадлежит совершенствованию сметнонормативной базы. От того насколько правильно разработана сметно-нормативная база, насколько она соответствует фактическим издержкам горного производства, в конечном итоге зависит судьба инвестиционного проекта.

Разработка сметно-

нормативной базы особенно актуальна при определении стоимости проведения горных выработок (ГВ), так как это связано с комплексом работ, направленных на сооружение в недрах Земли различных по функциональному назначению полостей.

Доступ с земной поверхности к месторождению или его части обеспечивается капитальными вскрывающими выработками, подготовка отдельных участков продуктивной толщи к отработке - подготовительными выработками, непосредственное извлечение полезного ископаемого - очистными выработками.

В основе классификации горных выработок лежат их назначение (заложение в толще горных пород, положение в пространстве) и технологические критерии (вспомогательные выработки, нарезные, пластовые, полевые и т.д.).

Определение сметной стоимости горных выработок -сложная инженерно-

экономическая задача в связи с тем, что они проводятся в различных горных условиях, имеют различные формы попереч-

ного сечения, расположения в пространстве и обладают различными технологическими функциями.

Сеть горных выработок определяет тип, объемы, сроки строительства и эффективность горного предприятия. Проведение горных выработок осуществляется с отделением породы, от массива взрывным или гидравлическим способами, либо рабочими органами проходческих машин.

Выбор способа и схемы проведения горной выработки зависит от ее назначения.

Горные выработки бывают:

■ вертикальные (стволы шахтные, шурфы, гезенки, буровые скважины и др.);

■ наклонные (бремсберги, уклоны, восстающие и др.);

■ горизонтальные (штольни, квершлаги, штреки и др.).

Форма и размеры поперечного сечения горных выработок определяются технологическими требованиями и зависят от устойчивости породного массива, срока службы выработки, материала и конструкции крепи.

Технологические процессы по проведению горных выработок, прежде всего, связаны с разрушением (чаще всего буровзрывным способом), погрузкой и транспортированием горных пород. Поэтому, для выбора способа бурения, конструкции заряда, выбора средств и способов погрузки горной массы необходимо учитывать физикомеханические свойства горных пород. В конечном счете, свойства горных пород влияют на технико-экономические показа-

тели подготовки шахтных полей и очистной выемки, что оказывает непосредственное влияние на эффективность работы горнодобывающего предприятия.

Свойства горных пород определяются комплексом геологических признаков и зависят от свойств основного минерального вещества. Горные породы подразделяются на твердые (скальные, полускальные), связные и сыпучие.

На практике условия проведения горных выработок значительно отличаются от предполагаемых в проектах. Поэтому окончательные расчеты за выполненные работы осуществляются по фактическим данным.

Тем не менее, при проектировании горных предприятий сметная стоимость горнопроходческих работ служит лимитом для будущих расчетов за выполненные работы - основой договорных цен. Поэтому сметные нормативы на горнопроходческие работы должны учитывать разнообразие горных выработок с учетом их назначения и крепости горных пород.

Элементные и укрупненные сметные нормы (ЭСН и УСН) на горнопроходческие работы для Кузнецкого угольного бассейна были разработаны в 1991 году (при пересмотре ЭСН IV части СНиП на проходку вертикальных стволов и шурфов) [1]. Они учитывают крепость пород, площадь сечения выработки в проходке (м2) и условия производства работ: применение тампонажа, наличие воды, газа, пыли и др. Условия, влияющие на проведение горных вырабо-

Условия проведения горных выработок

ток, представлены на рисунке.

В связи с тем, что в разных нормативных источниках

(ВНиР, ЕНиР, СУСН и др.) нормы на бурение и взрывание при проведении горных выработок приводятся с учетом различных прочностных свойств горных пород и часто разнятся между собой, нами для сметных расчетов разработана классификация крепости горных пород (табл. 1), в которой отражены средний уровень техники и технологии ведения буровых работ, современная номенклатура средств взрывания и взрывчатых веществ.

Для учета влияния физикомеханических свойств горных пород на технологию проведе -ния горных выработок нами, по представленной классификации, предлагается 12 поправочных коэффициентов, учитывающих номенклатуру бурового оборудования (15 типов бурильных механизмов и 20 типов буровых коронок и резцов), взрывчатые вещества и материалы (17 позиций).

Влияние горно-технологических и организационных факторов на расход взрывчатых

материалов может быть пред- п

ставлено следующей функцио- XМ\=|К, 8, У

нальной зависимостью: I=1

Таблица 1

Сводная классификация крепости горных пород

Категория крепости пород по ЕНиР-36 Коэффициент крепости пород по шкале М.М. Протодьяконова Прочность пород, МПа Категория крепости пород по СНиП

Внекатегорная 20 200 XI

Внекатегорная 19 190 XI

Внекатегорная 18 180 X

Внекатегорная 17 170 X

Внекатегорная 16 160 X

Внекатегорная 15 150 X

I 14 140 IX

I 13 130 IX

I 12 120 IX

I 11 110 IX

II 9 90 VIII

II 8 80 VIII

II 7 70 VIII

III 6 55 VII

III 5 40 VII

III 4 30 VI

IV 3 20 V

IV 2 10

V-VI 1,5 5 пиу

VI 1 4 п-ш

VII 0,9 3 п-ш

VII 0,4-0,6 2 I

Таблица 2

Крепость пород по М.М. Протодьяконову Коэффициенты для видов крепи

монолитный бетон и железобетон Железобетонные, тюбинги и стальная арочная крепь деревянные рамы смешанные виды крепи

0,4-1,5 0,85 0,78 0,75 0,8

2-3 0,98 0,91 0,92 0,92

4-6 1 1 1 1

7-9 1,03 1,06 1,01 1,04

Таблица 3

Среднее сечение, м2 Коэффициенты для видов крепи

стальная арочная стены и свод бетонные стены и плоские перекрытия бетонные железобетонные тюбинги смешанные виды крепи

8 1,2 1,18 1,18 1,17 1,18

12 1,1 1,05 1,04 1,06 1,05

14 1 1 1 1 1

16 0,87 0,99 0,95 0,98 0,97

20 - 0,93 0,89 0,88 0,91

более 20 - - - 0,86 0,85

где Мі - суммарный расход

материалов;

К - крепость горных пород;

£ - площадь поперечного сечения выработки;

У - условия производства работ.

Приоритетными направлениями научных исследований в области взрывного разрушения массивов горных пород сотрудники Института проблем комплексного освоения недр РАН [3] считают:

■ совершенствование существующих и разработка новых способов взрывного разрушения горных пород;

■ разработку новых типов взрывчатых веществ для горной промышленности;

■ создание новых видов средств механизации взрывных работ;

■ методику оценки эффективности применения взрывчатых веществ местного изготовления;

■ экологические проблемы.

Результаты научных исследований по вышеназванным направлениям могут быть положены в основу предстоящей разработки новых сметных норм буровзрывного комплекса в ближайшем будущем.

В настоящее время для определения базисной сметной стоимости горных выработок используют уровень цен 1991 года. Укрупненные показатели этой базисной сметной стоимости (УПБсс) были разработаны в составе ТЭО, ТЭР, схем развития и размещения производительных сил, составления инве-

сторских смет, планирования инвестиций и укрупненной оценки капвложений на строительство угольных предприятий Кемеровской области [4, 5]. В них учтены усредненные физико-технические параметры горных выработок:

■ крепость пород по М.М. Протодьяконову - К = 4-6;

■ площадь сечения выработок в свету - 8 = 14 м2;

■ смешанный вид крепи;

■ буровзрывной способ про-

ходки.

При других значениях свойств горных пород и параметров горных выработок применяются поправки.

Поправки, учитывающие

крепость горных пород и виды крепи приведены в табл.2. Поправки в зависимости от сечения горных выработок приведе-

ны в табл.3. Коэффициенты, учитывающие вид крепи приведены в табл.4.

Коэффициенты, учитывающие крепость пород при комбайновом способе проходки горных выработок приведены в табл.5.

Вышеизложенные методические положения делают сметные нормы на проведение горных выработок гибкими и позволяют с достаточной для проектирования точностью опреде-

Таблица 4

№ п/п Вид крепи Коэффициенты

1 Штанговая 0,53

2 Деревянные рамы 0,83

3 Монолитный бетон 0,93

4 Смешанные виды крепи 1,0

5 Стальная арочная 1,01

6 Железобетонные тюбинги и металлическая рамная 1,04

7 Монолитный железобетон 1,15

Таблица 5

№ п/п Место проведения горной выработки Коэффициент крепости пород по М.М. Протодьяконову Поправочный коэффициент

1 Уголь 1 - 1,5 0,98

2 Порода 2 - 3 0,91

3 Порода 4 - 6 0,84

лять сметную стоимость горнопроходческих работ. Это подтверждено многолетней практикой применения норм в ценах 1984 и 1991 годов [5].

Предлагаемая методика может быть использована для предстоящего ввода в 2002 -2003 гг. разрабатываемых сегодня сметных норм и цен. Актуальность этой задачи видна из требуемого огромного объема проходческих работ.

Так, только на шахтах Кузбасса ежегодно проходят 420 -450 км подготовительных выработок [6]. В их число входят:

- 36 % выработок с металлической арочной крепью и крепью трапециевидной формы из спецпрофиля СВП-17 и СВП-22;

- 25 % с клинораспорной анкерной и сталеполимерной крепью;

- 32 % с деревянной рамоч-

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ной крепью;

- 7 % смешанной, комбинированной и бетонной крепи.

Наиболее эффективной и перспективной крепью подготовительных выработок в условиях шахт Кузбасса признана анкерная сталеполимерная. Считается, что ею можно крепить не менее 60 % проводимых пластовых и полевых выработок [6].

1. Голоскоков В.Г., Астахов А.П., Теслицкая Т.М. Сметные межотраслевые нормы расхода материалов буровзрывного комплекса и шпуров при проходке вертикальных стволов и шурфов. Новосибирск: Сибгипрошахт, 1990. - 112 с.

2. Курленя М.В., Голоскоков В.Г., Кортелев О.Б., Щербаков А.И. Ценообразование и сметное дело в строительстве угольного комплекса Сибири. Новосибирск: ИГД СО РАН, НГАСУ, 2000.- С. 336.

3. Викторов С.Д. Научные и практические проблемы внедрения современной техники и технологии взрывных работ на горнодобывающих предприятиях/ Геотехнологии на рубеже XXI века: материалы научно-практической конференции. Новосибирск: ИГД СО РАН, 1999. - С. 31-32.

4. Голоскоков В.Г., Астахов А.П., Теслицкая Т.М. Укрупненные показатели базисной стоимости (УПБСС) горнопроходческих работ для шахт Кузнецкого угольного бассейна. Новосибирск: Сибгипро-шахт, 1995. - 42 с.

5. Курленя М.В., Кортелев О.Б., Голоскоков В.Г., Щербаков А.И. Методика разработки сметнонормативной базы для проектирования и строительства угольного комплекса. Новосибирск: Изв. вузов: Строительство, № 5, 2000. - С. 73-79.

6. Егоров П.В., Штумпф Г.Г., Сурков А.В., Храмцов В.И. Разработка и обоснование параметров прогрессивных крепей подготовительных выработок в различных горнотехнических условиях // Геотехнологии на рубеже XXI века: материалы научно-практ. конф. Новосибирск: ИГД СО РАН, 1999. - С. 129.

□ Авторы статьи:

Голоскоков Василий Григорьевич -канд. экон. наук, доц. (Сибирский государственный архитектурностроительный институт)

Кортелев Олег Борисович -докт. техн. наук, с.н.с. (ИГД СО РАН)

Щербаков Александр Иванович -докт. экон. наук, проф. (Сибирский государственный архитектурностроительный институт)

УДК 622.26:622.273

М.А. Волков

АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОХОДКИ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК ПО МОЩНЫМ ПОЛОГИМ И НАКЛОННЫМ ПЛАСТАМ

В настоящее время увеличилась доля подготовительных выработок, проводимых по

мощным (до 5,5 м) пологим и

наклонным пластам. В Кузбассе эта доля составляет 25 %.

Благодаря совершенствованию горношахтного оборудова-

ния, стало возможным в очистных забоях вынимать уголь по пластам мощностью до 5,5 м сразу на полную мощность. При