CC BY
4
Оригинальная статья
УДК 622.271(540):55.814 © Е.В. Кирюшина1, И.В. ЗеньковН2, Ле Хунг Чинь3, Е.В. Логинова4, О.А. Есякова4, В.Н. Вокин1, Е.В. Черепанов1, К.В. Раевич1, А.А. Латынцев1, П.Л. Павлова1, Л.Н. Кузина1, А.С. Лунев1, Ю.А. Маглинец1, Т.Н. Сизова1, 2024
1 Сибирский федеральный университет, 660041, г. Красноярск, Россия
2 Сибирский научно-исследовательский институт горного и маркшейдерского дела, 660025, г. Красноярск, Россия
3 Технический университет им. Ле Куй Дон, 1 1355, Ханой, Вьетнам
4 Сибирский государственный университет науки и технологий им. академика М.Ф. Решетнева, 660037, г. Красноярск, Россия
Н e-mail: [email protected]
Original Paper
UDC 622.271(540):55.814 © E.V. Kiryushina1, I.V. ZenkovH2, Le Hung Trinh3, E.V. Loginova4, O.A. Esyakova4, V.N. Vokin1, E.V. Cherepanov1, K.V. Raevich1, A.A. Latyntsev1, P.L. Pavlova1, L.N. Kuzina1, A.S. Lunev1, Yu.A. Maglinets1, T.N. Sizova1, 2024
1 Siberian Federal University, Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation 2 Siberian Research Institute of Mining and Surveying, Krasnoyarsk, 660025, Russian Federation 3 Le Quy Don Technical University (LQDTU), Hanoi, 1 1355, Vietnam 4 Reshetnev Siberian State University of Science and Technology, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation H e-mail: [email protected]
Горные и транспортные машины в угольных карьерах в штатах Мадхья-Прадеш и Уттар-Прадеш на территории Индии по данным дистанционного мониторинга
Земли из космоса*
Mining and transport vehicles in surface coal mines in the Madhya Pradesh and Uttar Pradesh States of India based on Earth's remote sensing data
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2024-6-136-140
КИРЮШИНА Е.В.
Канд. техн. наук, доцент Сибирского
федерального университета, 660041, г. Красноярск, Россия
ЗЕНЬКОВ И.В.
Доктор техн. наук, профессор, заместитель директора по научной работе Сибирского научно-исследовательского института горного и маркшейдерского дела, 660025, г. Красноярск, Россия, e-mail: zenko [email protected]
Определена география размещения карьеров по добыче угля и тепловых электростанций, работающих на основе сжигания угля, в штатах Мадхья-Прадеш и Уттар-Прадеш на территории Республики Индия. Представлены результаты исследования современного состояния открытой разработки крупного угольного месторождения на границе штатов Мадхья-Прадеш и Уттар-Прадеш с привлечением данных дистанционного зондирования Земли из космоса. В ходе дистанционного мониторинга и аналитических расчетов выявлен производственный потенциал работающих карьеров по добыче угля на основе исследования модельного и количественного парка горных и транспортных машин. Ключевые слова: дистанционное зондирование Земли из космоса, угледобывающие штаты в Индии, топливно-энергетической комплекс,угольные карьеры, объемы добычи и потребления угля, размещение производительных сил. Для цитирования: Горные и транспортные машины в угольных карьерах в штатах Мадхья-Прадеш и Уттар-Прадеш на территории Индии по данным дистанционного мониторинга Земли из космоса / Е.В. Кирюшина, И.В. Зеньков, Ле Хунг Чинь и др. // Уголь. 2024;(6):136-140. 001: 10.18796/0041-5790-2024-6-136-140.
* Исследование проведено в рамках международного сотрудничества в области расширения сферы использования технологий дистанционного зондирования Земли.
Abstract
The geography of surface coal mines and thermal power plants based on coal combustion has been determined in the Madhya Pradesh and Uttar Pradesh States in the Republic of India. The paper presents the results of studying the current state of surface mining of a large-scale coal deposit at the border of the Madhya Pradesh and Uttar Pradesh States using remote sensing data from space. Production potential of the operating surface coal mines has been identified in the course of remote monitoring and analytical calculations based on studying the models and numbers of mining and transport equipment Keywords
Remote sensing of the Earth from outer space, coal mining states of India, fuel and energy complex, coal pit mines, volumes of coal production and consumption, distribution of productive forces. For citation
Kiryushina E.V., Zenkov I.V., Trinh Le Hung, Loginova E.V., Esyakova O.A., Vokin V.N., Cherepanov E.V., Raevich K.V., Latyntsev A.A., Pavlova P.L., Kuzina L.N., Lunev A.S., Maglinets Yu.A., Sizova T.N. Mining and transport vehicles in surface coal mines in the Madhya Pradesh and Uttar Pradesh States of India based on Earth's remote sensing data. Ugol'. 2024;(6):136-140. (In Russ.). DOI: 10.18796/0041-5790-2024-6-136-140. Acknowledgements
The study was performed within the framework of international cooperation in expanding the use of remote sensing technologies.
ВВЕДЕНИЕ
Научно-практический интерес с позиции изучения экономической географии и основ мировой экономики представляет исследование производственного потенциала производительных сил горнодобывающих предприятий, производящих отработку угольных месторождений в мировых центрах угледобычи. Национальная экономика Индии масштабно развивается на использовании электрической энергии, генерируемой тепловыми станциями при сжигании бурого и каменного угля. На территории Индии явно выделяются центры масштабной добычи угля открытым способом в восьми штатах в ее центральном секторе со смещением от центра на восток и юг, где уголь добывают в карьерах и в шахтах. Изучение мировых центров горной промышленности чаще всего осуществляется по весьма противоречивой информации, содержащейся в открытых источниках. Наша научно-практическая школа на очередном этапе исследовала широкий спектр показателей угледобывающего центра в двух индийских штатах Мадхья-Прадеш и Уттар-Прадеш, находящихся в центральной части страны с использованием космоснимков высокого разрешения в свободном доступе. Отметим, что сфера использования технологий дистанционного зондирования Земли из космоса постоянно расширяется, о чем свидетельствуют работы как российских, так и зарубежных исследователей [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10].
ИССЛЕДОВАНИЕ ДОБЫЧИ УГЛЯ ОТКРЫТЫМ СПОСОБОМ
В ШТАТАХ МАДХЬЯ-ПРАДЕШ И УТТАР-ПРАДЕШ НА ТЕРРИТОРИИ ИНДИИ
По данным спутниковой съемки в восточном секторе штата Мадхья-Прадеш на границе с юго-восточной частью штата Уттар-Прадеш на протяжении последних трех десятилетий работают более двадцати объектов топливно-энергетического комплекса - высокопроизводительные карьеры по добыче угля и мощные тепловые электростанции с угольной генерацией электроэнергии. Создать уникальный по своим масштабам топливно-энергетический комплекс в этой местности позволило наличие крупного месторождения каменных углей Синграули с запасами более 9 млрд т. При этом горно-геологическое строение месторождения располагает благоприятными для открытой разработки характеристиками. К ним по праву в данном случае отнесены суммарная мощность угольных пластов в диапазоне до 130 м при их слабонаклонном залегании в толще вмещающих пород и небольшая мощность покрывающих
ЧИНЬ ЛЕ ХУНГ
Канд. техн. наук, доцент Технического университета им. Ле Куй Дон, 11355, г. Ханой, Вьетнам
ЛОГИНОВА Е.В.
Канд. экон. наук, доцент, Сибирского
государственного университета науки и технологий им. академика М.Ф. Решетнева, 660037, г. Красноярск, Россия
ЕСЯКОВА О.А.
Канд. биол. наук, доцент Сибирского
государственного университета науки и технологий им. академика М.Ф. Решетнева, 660037, г. Красноярск, Россия
ВОКИН В.Н.
Канд. техн. наук, профессор Сибирского
федерального университета, 660041, г. Красноярск, Россия
ЧЕРЕПАНОВ Е.В.
Канд. техн. наук, доцент Сибирского
федерального университета 660041, г. Красноярск, Россия
РАЕВИЧ К.В.
Канд. техн. наук, доцент Сибирского
федерального университета, 660041, г. Красноярск, Россия
ЛАТЫНЦЕВ А.А.
Канд. техн. наук, доцент Сибирского
федерального университета, 660041, г. Красноярск, Россия
ПАВЛОВА П.Л.
Канд. техн. наук, доцент Сибирского
федерального университета, 660041, г. Красноярск, Россия
КУЗИНА Л.Н.
Канд. экон. наук, доцент Сибирского
федерального университета, 660041, г. Красноярск, Россия
ЛУНЕВ А.С.
Канд. техн. наук, доцент Сибирского
федерального университета, 660041, г. Красноярск, Россия
МАГЛИНЕЦ Ю.А.
Канд. техн. наук, профессор Сибирского
федерального университета, 660041, г. Красноярск, Россия
СИЗОВА Т.Н.
Старший преподаватель Сибирского
федерального университета, 660041, г. Красноярск, Россия
Карьеры по добыче угля с условной нумерацией в восточном секторе штата Мадхья-Прадеш и в юго-восточной части штата Уттар-Прадеш (на снимке из космоса)
Conventionally numbered surface coal mines in the eastern sector of the Madhya Pradesh State and in the south-eastern part of the Uttar Pradesh State (in a satellite image)
пород в местах выходов угольных пластов под наносы. Основной объем промышленных запасов угля сосредоточен в двух и реже в трех пластах, находящихся в перспективных контурах карьеров. Все тепловые станции расположены в радиусе 75 км от центрального карьера на разрабатываемом месторождении угля [11].
В проведенном исследовании выделено двенадцать карьеров, каждый из которых имеет независимую систему вскрывающих трасс, рабочий борт и систему формирования внутренних отвалов, а также прогнозные границы горного отвода, не пересекающиеся с горными отводами смежных в плане карьеров. Всем карьерам присвоена условная нумерация (см. рисунок).
Отметим, что карьеры с № 1 по № 6, № 11 и № 12 находятся на территории штата Мадхья-Прадеш, а карьеры № 7, № 8 и № 10 находятся на территории двух штатов. Карьер № 9 работает на территории штата Уттар-Прадеш без выхода горных работ в перспективе за ее границы. Общая протяженность фронта добычных работ в карьерах составляет 32,5 км [11].
Во всех карьерах в движении находится один рабочий борт. Выемка вскрышных пород и угля производится панелями шириной до 300 м и длиной до 2 км. К настоящему времени весь объем вскрышных пород укладывают в выработанное пространство карьеров на место отработанного угольного пласта. Все карьерные поля делят на блоки протяженностью до 2,2 км. В основном скорость подвигания горных работ в блоках одинаковая, но может наблюдаться небольшой дисбаланс в этом показателе. Направления подвигания открытых горных работ в ходе разработки месторождения угля показаны стрелками.
Взрывные скважины в горных породах в надугольной толще бурят по квадратной сетке с размерами 7x10 м. Поскольку в карьерах разрабатываются два или три угольных пласта, породные междупластия также рыхлят путем проведения буровзрывных работ. Взрывные скважины в этих горных породах бурят по квадратной сетке с размерами 8,5x9,5 м. Пласты угля также рыхлят перед экскавацией с использованием буровзрывного способа. Взрывные скважины бурят по диагональной сетке с размерами 4,5x4,5 м.
По данным дистанционного мониторинга Земли из космоса установлено что в состав экскаваторно-автомобильных комплексов, работающих в карьерах, входят гидравлические экскаваторы типа «обратная лопата» и «прямая лопата» с ковшом вместимостью 2,5-22 куб. м и экскаваторы с классической компоновкой рабочего оборудования и канатным приводом рабочего органа с ковшом вместимостью 18-30 куб. м. Экскаваторы работают в комплексе с автосамосвалами грузоподъемностью в широком диапазоне от 25 до 220 т. По данным спутниковой съемки в одиннадцати угольных карьерах на месторождении Син-граули и в карьере № 12 в штатах Мадхья-Прадеш и Уттар-Прадеш на бурении взрывных скважин задействовано 86 высокопроизводительных буровых станков. На перевалке вскрышных пород между двумя смежными по глубине нижними угольными пластами работают 25 драглайнов с ковшом вместимостью 20-100 куб. м и длиной стрелы 90-100 м. В состав экскаваторно-автомобильных комплексов входят: 38 мехлопат с ковшом вместимостью 14-30 куб. м, 18 фронтальных погрузчиков на автомобильном шасси с ковшом вместимостью 8 куб. м, 254 гидравлических экскаватора типа «обратная лопата» с ковшом вместимостью 2,5-4 куб. м и 12 гидравлических экскаваторов типа «прямая лопата» с ковшом вме-
стимостью 22 куб. м, 974 автосамосвала общего назначения грузоподъемностью 25-35 т, 289 карьерных автосамосвалов грузоподъемностью 50-220 т. На вспомогательных работах задействовано 125 мощных бульдозеров [11].
По аналитическим расчетам парк горнотранспортного оборудования может технически и технологически обеспечить объем добычи угля на уровне 150 млн т и объем вскрышных работ и выемки породных междупластий не менее 620 млн т.
Логистика угольных потоков выглядит следующим образом. Из добычных забоев в карьерах уголь вывозят в автосамосвалах на поверхностные прикарьерные расходные склады. Из этих складов уголь отгружают в магистральные автосамосвалы или в железнодорожные составы для доставки на тепловые электростанции. На одну из тепловых электростанций, расположенную на юге от карьеров, уголь доставляют по магистральному конвейеру протяженностью 18 км. Максимальная дальность транспортировки угля железнодорожным транспортом составляет 72 км на электростанцию, находящуюся западнее действующих карьеров. Всего на основе сжигания угля, добываемого на месторождении Синграули, электроэнергию вырабатывают 11 тепловых электростанций с суммарной генерирующей мощностью установленных энергоблоков 26000 МВт.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
По результатам спутниковой съемки как средства объективного контроля, освобожденного от субъективистских оценок, определен технологически и технически достижимый уровень производственных мощностей по добыче угля в двух штатах Индии - Мадхья-Прадеш и Уттар-Прадеш. По нашей оценке, общий объем добычи угля в двенадцати карьерах на территории этих штатов, исходя из технологий производства горных работ, комплектации и производительности горных и транспортных машин, находится на достаточно высоком уровне. Кроме того, в работе этих предприятий топливно-энергетического комплекса реализован в значительной степени эффект от масштаба производства.
Список литературы • References
1. Унифицированная технология дистанционного мониторинга природных и антропогенных объектов / А.М. Константинова, И.В. Балашов, А.В. Кашницкий и др. // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. № 4. С. 41-52.
Konstantinova A.M., Balashov I.V., Kashnitsky A.V. et al. Unified technology for remote monitoring of natural and man-made sites. Sovre-mennye problemy distantsionnogo zondirovaniya Zemli iz kosmosa 2021;(4):41-52. (In Russ.).
2. Спутниковый мониторинг зимней промывки пашни от вторичного засоления на примере ирригационного массива «Голодная степь» (Южный Казахстан) / Н.Н. Абаев, Г.Н. Сагатдинова, Ю.А. Ма-глинец и др. // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023. Т. 20. № 3. С. 152-163.
Abaev N.N., Sagatdinova G.N., Maglinets Yu.A. et al. Satellite monitoring of winter washing of arable land from resalinization using the case of the Golodnaya steppe irrigation area (South Kazakhstan).
Sovremennye problemy distantsionnogo zondirovaniya Zemli iz kosmosa, 2023;20(3):152-163. (In Russ.).
3. Пономаренко М.Р., Кутепов Ю.И., Шабаров А.Н. Информационно-аналитическое обеспечение мониторинга состояния объектов открытых горных работ на базе технологий веб-картографии // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2022. № 8. С. 56-70.
Ponomarenko M.R., Kutepov Yu.I., Shabarov A.N. Information and analytical support for monitoring the condition of surface mining facilities based on web-mapping technologies. Gornyj informatsi-onno-analiticheskij byulleten. 2022;(8):56-70. (In Russ.).
4. Объекты угольной генерации электроэнергии в горнопромышленном районе на юго-западе штата Западная Австралия по данным спутниковой съемки / И.В. Зеньков, Ле Хунг Чинь, М.В. Сафронов и др. // Уголь. 2022. № 12. С. 94-97. DOI: 10.18796/0041- 5790-2022-12-94-97.
Zenkov I.V., Trinh Le Hung, Safronov M.V., Karacheva G.A., Vokin V.N., Kiryushina E.V., Veretenova T.A., Maglinets Yu.A., Raevich K.V., Latyntsev A.A., Lunev A.S. Coal-fired power generation facilities in a mining district in the southwestern part of Western Australia based on satellite imaging data. Ugol'. 2022;(12):94-97. (In Russ.). DOI: 10.18796/0041-5790-2022-12-94-97.
5. Исследование технологического потенциала карьеров по добыче угля в штате Квинсленд с использованием ресурсов дистанционного зондирования Земли из космоса / И.В. Зеньков, Ле Хунг Чинь, Е.В. Логинова и др. // Уголь. 2023. № 4. С. 93-96. DOI: 10.18796/0041-5790-2023- 4-93-96.
Zenkov I.V., Trinh Le Hung, Loginova E.V., Vokin V.N., Kiryushina E.V., Skornyakova S.N., Maglinets Yu.A., Raevich K.V., Latyntsev A.A., Pavlova P.L., Lunev A.S. Studies of technological potential of open-pit coal mines in Queensland using Earth's remote sensing data. Ugol. 2023;(4):93-96. (In Russ.). DOI: 10.18796/0041-5790-2023-4-93-96.
6. Cui R., Hu Z., Wang P. et al. Crop Classification and Growth Monitoring in Coal Mining Subsidence Water Areas Based on Sentinel Satellite. Remote Sens. 2023;(15):5095.
7. Osadchiev A., Adamovskaya P., Myslenkov S. et al. Satellite-Based Evaluation of Submarine Permafrost Erosion at Shallow Offshore Areas in the Laptev Sea. Remote Sens. 2023;(15):5065.
8. Zhang Y., Li Y., Meng X. et al. Automatic Mapping of Potential Landslides Using Satellite Multitemporal Interferometry. Remote Sens. 2023;(15):4951.
9. Silva M., Hermosilla G., Villavicencio G. et al. Automated Detection and Analysis of Massive Mining Waste Deposits Using Sen-tinel-2 Satellite Imagery and Artificial Intelligence. Remote Sens. 2023;(15):4949.
10. Descals A., Verger A., Yinet G. et al. Widespread drought-induced leaf shedding and legacy effects on productivity in European deciduous forests. Remote Sensing in Ecology and Conservation. 2023;9(1 ):76-89.
11. Google Earth. [Electronic resource]. Available at: https://www. google.com.earth/ (accessed 15.05.2024).
Authors Information
Kiryushina E.V. - PhD (Engineering), Associate Professor,
Siberian Federal University,
Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation
Zenkov I.V. - Doctor of Engineering Sciences, Professor,
Deputy Director for Scientific Work, Siberian Research Institute
of Mining and Surveying, Krasnoyarsk, 660025,
Russian Federation, e-mail: [email protected]
Trinh Le Hung - PhD (Engineering), Associate Professor, Le Quy Don Technical University (LQDTU), Hanoi, 11355, Vietnam
Loginova E.V. - PhD (Economic), Associate Professor,
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology,
Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation
Esyakova O.A. - PhD (Biology), Associate Professor,
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology,
Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation
Vokin V.N. - PhD (Engineering), Professor,
Siberian Federal University,
Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation
Cherepanov E.V. - PhD (Engineering), Associate Professor,
Siberian Federal University,
Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation
Raevich K.V. - PhD (Engineering), Associate Professor,
Siberian Federal University,
Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation
Latyntsev A.A. - PhD (Engineering), Associate Professor,
Siberian Federal University,
Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation
Pavlova P.L. - PhD (Engineering), Associate Professor, Siberian Federal University, Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation
Kuzina L.N. - PhD (Economic), Associate Professor, Siberian Federal University, Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation Lunev A.S. - PhD (Engineering), Associate Professor, Siberian Federal University, Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation Maglinets Yu.A. - PhD (Engineering), Professor, Siberian Federal University, Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation
Sizova T.N. - Senior lecturer, Siberian Federal University, Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation
Информация о статье
Поступила в редакцию: 16.04.2024 Поступила после рецензирования: 16.05.2024 Принята к публикации: 26.05.2024
Paper info
Received April 16,2024 Reviewed May 16,2024 Accepted May 26,2024
Не только Индия и Китай: новые точки роста на карте угольной генерации
Китай и Индия остаются ключевыми драйверами мировой угольной генерации. По данным Global Energy Monitor, в 2023 г. на долю двух стран приходилось 76% глобального ввода мощности угольных ТЭС (52,9 из 69,5 ГВт). Однако расширение энергоспроса в развивающихся странах приводит к появлению новых точек роста на мировой карте угольной генерации.
Одной из них является Индонезия, которая ранее была крупным экспортером энергетического угля, однако в последние годы наращивает внутренний спрос на твердое топливо. Страна в период с 2015 по 2023 г. ввела в эксплуатацию 28,5 ГВт угольных ТЭС, в результате установленная мощность местн ых угольных электростанций выросла более чем вдвое, достигнув 51,6 ГВт. Благодаря большим запасам угля Индонезия использует в электроэнергетике преимущественно собственное сырье, которое, правда, отличается сравнительно низким качеством, т.е. высокой влажностью и низкой теплотворностью. Это приводит к большому расходу топлива и высокой эмиссии CO2.
К числу быстрорастущих угольных рынков относится и Пакистан, где в период с 2015 по 2023 г. было введено 7,6 ГВт угольных ТЭС. В результате доля угля в национальной структуре электрогенерации выросла с 0,1% в 2015 г. до 17,8% в 2022 г. (более поздних данных нет). Пакистан использует в электроэнергетике как собственное, так и
привозное сырье. Добыча всех видов угля в Пакистане в период с 2015 по 2022 г. выросла с 3,3 млн до 9,9 млн т, а импорт (без учета бурого угля) - с 4,7 млн до 14,3 млн т соответственно.
В свою очередь, в Бангладеш в период с 2018 по 2023 г. было введено в строй 4,5 ГВт угольных ТЭС - больше, чем за предшествующие 15 лет. В результате доля угля в структуре электрогенерации увеличилась с 1,9% в 2018 г. до 5,6% в 2022 г. Правда, ключевым источником электроэнергии для Бангладеш остается газ, на долю которого в 2022 г. приходилось 67,8% выработки.
Точкой роста для отрасли является и Центральная Азия. По оценке экспертов Ассоциации «Глобальная энергия», общая мощность запланированных, но еще не строящихся, угольных электростанций в регионе к началу 2024 г. (8,3 ГВт) в два с лишним раза превосходила уровень 2014 г. (чуть менее 4 ГВт). Причина - во все том же росте энергоспроса. По данным Ember, электропотребление в Казахстане выросло на 21% в период с 2014 по 2022 г. (до 113 тераватт-часов), а в Узбекистане - на 43% (до 78 тераватт-часов).
Ассоциация по развитию международных исследований и проектов в области энергетики «Глобальная энергия»
