Научная статья на тему 'Механизация забойки взрывных скважин при отработке наклонных угольных пластов сложного строения'

Механизация забойки взрывных скважин при отработке наклонных угольных пластов сложного строения Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
144
13
Поделиться
Журнал
Уголь
Scopus
ВАК
CAS
GeoRef
Ключевые слова
НАКЛОННЫЙ УГОЛЬНЫЙ ПЛАСТ / ЗАБОЕЧНАЯ МАШИНА / БУРОВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ / ТРАНСПОРТИРОВКА ГОРНОЙ МАССЫ / DRILLING AND BLASTING OPERATIONS / SLOPING COAL SEAM / GENTLE LOOSENING / MACHINE FOR THE TAMPING OF WELLS / TRANSPORTATION OF ROCK MASS / SELECTIVE EXTRACTION

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Добровольский А.И., Шевкун Е.Б., Лещинский А.В., Галимьянов А.А.

Рассмотрена проблема подготовки к выемке вмещающих пород и селективной отработки угольных пластов сложного строения на разрезе «Буреинский». Главным недостатком традиционной технологии разработки угольных пластов является повышенный уровень рисков при формировании бульдозером площадок для бурения и дальнейшего производства буровзрывных работ и значительные трудозатраты на формирование этих площадок, а также необходимость дополнительно перемещать породу при помощи бульдозера вниз на большое расстояние под отгрузку экскаватором в автосамосвалы, а только потом приступать к отработке угольного пласта. Предложена новая технология, исключающая многоэтапность традиционной технологии за счет применения валового взрывного рыхления вмещающих пород вскрыши вместе с угольными пластами, обеспечивая при этом щадящее воздействие на угольные пласты с целью сохранения их пространственного положения для обеспечения возможности их селективной выемки механическим рыхлением. Применение удлиненных зарядов небольшой массы и длины с комбинированными забойками высокой запирающей способности позволяет помимо рыхления вскрышных пород оказывать местное ослабляющее действие на угольный пласт и тем самым облегчить его механическое рыхление при последующей селективной выемке. Разработана конструкция забоечной машины, выдающей забоечный материал разной крупности и обеспечивающей механизированную установку распорных конусов в скважины, что позволяет повысить производительность и снизить трудоемкость забоечных работ. Предложено использование транспортных контейнеров для размещения забоечного крупнокускового материала над распорными конусами для исключения повреждения проводников инициирующего импульса. Иллюстрации: Рис. 1. Расположение скважин во вскрышных породах и угольных пластах Рис. 2. Конструкция скважины Рис. 3. Забоечная машина 3С-2М Рис. 4. Новая конструкция забоечной машины Рис. 5. Загрузка бункеров забоечным материалом Рис. 6. Забойка скважин из бункеров Рис. 7. Комплектация распорного конуса Рис. 8. Транспортный контейнер

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Добровольский А.И., Шевкун Е.Б., Лещинский А.В., Галимьянов А.А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Tamping mechanization explosive wells at working off of inclined coal layers complex structure

The problem of preparation for dredging of the host rocks and the selective mining of coal seams with complex structure on the cut "Bureya" is considered. The main disadvantage of the traditional technology development of coal seams is the increased level of risk. This risk is associated to site preparation for drilling using bulldozer and further drilling and blasting activities as well as high levels of labor efforts and necessity to long-distance rock movement using bulldozer down to the place of shipment to dump truck using excavator. Coal seam operations can be started only after it. The new technology is proposed. It eliminates multistage traditional technology due to the gross explosive loosening of the host rocks of overburden in conjunction with coal seams. A sparing effect on the coal seams is provided at the same time in order to preservation of their spatial position to ensure the possibility of their selective dredging using mechanical loosening. The use of long charges of small mass and the length with reliable tamping with high blocking capability makes it possible to provide a local effect of the coal seam weakening and consequently to contribute to mechanical loosening for the subsequent selective retrieval. The developed machine for tamping of wells provides stemming material of different size and enables mechanized installation of spacer cones into the well. It leads to performance improvement and reduction of labor efforts of stemming operations. Transport containers are proposed to place stemming bulk material above spacer cones to prevent damage of conductors of the initiating impulse. Figures: Fig. 1. Overburden and coal seam well location Fig. 2. Well design Fig. 3. 3S-2M face cutter Fig. 4. New design of face cutter Fig. 5. Bunkering with stemming material Fig. 6. Tamping holes from bunkers Fig. 7. Expansion cone complete set Fig. 8. Transportation container

Текст научной работы на тему «Механизация забойки взрывных скважин при отработке наклонных угольных пластов сложного строения»

УДК 271.3:622.233::622.235 © А.И. Добровольский, Е.Б. Шевкун, А.В. Лещинский, А.А. Галимьянов, 2018

Механизация забойки взрывных скважин при отработке наклонных угольных пластов

сложного строения

DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2018-4-10-15

ДОБРОВОЛЬСКИЙ Александр Иванович

Канд. техн. наук, генеральный директор АО «Ургалуголь», 682030, п. Чегдомын, Хабаровский край, Россия, e-mail: DobrovolskiyAI@suek.ru

ШЕВКУН Евгений Борисович

Доктор техн. наук, профессор кафедры «Транспортно-технологические системы в строительстве и горном деле» Тихоокеанского

государственного университета, 680035, г. Хабаровск, Россия, e-mail: ev.shevkun@yandex.ru

ЛЕЩИНСКИЙ Александр Валентинович

Доктор техн. наук, профессор кафедры «Транспортно-технологические системы в строительстве и горном деле» Тихоокеанского

государственного университета, 680035, Хабаровск, Россия, e-mail: lesch@sdm.khstu.ru

ГАЛИМЬЯНОВ Алексей Алмазович

Канд. техн. наук, заместитель технического директора по взрывным работам АО «Ургалуголь», 682030, п. Чегдомын, Хабаровский край, Россия, e-mail: GalimyanovAA@suek.ru

Рассмотрена проблема подготовки к выемке вмещающих пород и селективной отработки угольных пластов сложного строения на разрезе «Буреинский». Главными недостатками традиционной технологии разработки угольных пластов являются повышенный уровень рисков при формировании бульдозером площадок для бурения и дальнейшего производства буровзрывных работ и значительные трудозатраты на формирование этих площадок, а также необходимость дополнительно перемещать породу при помощи бульдозера вниз на большое расстояние под отгрузку экскаватором в автосамосвалы, а только потом приступать к отработке угольного пласта. Предложена новая технология, исключающая многоэтапность традиционной технологии за счет применения валового взрывного рыхления вмещающих пород вскрыши вместе с угольными пластами, обеспечивая при этом щадящее воздействие на угольные пласты с целью сохранения их пространственного положения для обеспечения возможности их селективной выемки механическим рыхлением. Применение удлиненных зарядов небольшой массы и длины с комбинированными забойками высокой запирающей способности позволяет помимо рыхления вскрышных пород оказывать местное ослабляющее действие на угольный пласт и тем самым облегчить его механическое рыхление при последующей селективной выемке. Разработана конструкция забоечной машины, выдающей забоечный материал разной крупности и обеспечивающей механизированную установку распорных конусов в скважины, что позволяет повысить производительность и снизить трудоемкость забоечных работ. Предложено использование транспортных контейнеров для размещения забоечного крупнокускового материала над распорными конусами для исключения повреждения проводников инициирующего импульса.

Ключевые слова: наклонный угольный пласт, забоечная машина, буровзрывные работы, транспортировка горной массы.

ВВЕДЕНИЕ

Анализ проблемы подготовки к выемке вмещающих пород и селективной отработки наклонных угольных пластов сложного строения на разрезе «Буреинский» показал, что при всем разнообразии способов и технических средств экономически эффективная подготовка к выемке вмещающих пород на угольных месторождениях с наклонными пластами сложного строения с мерзлыми породами возможна только взрывным рыхлением. Традиционная тех-

Рис. 1. Расположение скважин во вскрышных породах и угольных пластах

ig. 1. Overburden and coal seam well location

нология разработки угольных пластов на разрезе «Буреинский» основана на механическом рыхлении бульдозером с последующей выемкой последовательно в несколько этапов по мере рыхления взрывным способом вмещающих скальных пород вскрыши для подготовки их к выемке, в чем и заключается ее главный недостаток [1, 2, 3]. Возникает необходимость выемки пород висячего бока на полную высоту уступа, и только после этого появляется возможность рыхлить бульдозером угольный пласт и, отделяя междупластья, перемещать уголь для отгрузки к экскаватору на большое расстояние. К недостаткам следует отнести возможность транспортировки горной массы автотранспортом только в одном направлении с увеличенным плечом откатки, а также повышенный уровень рисков при формировании бульдозером площадок для бурения и дальнейшего производства буровзрывных работ, значительные трудозатраты на формирование этих площадок, а также необходимость дополнительно перемещать породу при помощи бульдозера вниз на большое расстояние под отгрузку экскаватором в автосамосвалы, а только потом приступать к отработке угольного пласта.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В связи с вышесказанным предложена новая технология, заключающаяся в исключении многоэтапности традиционной технологии за счет применения валового взрывного рыхления вмещающих пород вскрыши вместе с угольными пластами, обеспечивая при этом щадящее воздействие на угольные пласты с целью сохранения их пространственного положения для обеспечения возможности их селективной выемки механическим рыхлением [4]. Для этого необходимо размещать под угольными пластами скважинные заряды, уменьшенные до уровня возникновения эффекта камуфлета.

Было решено применить удлиненные заряды небольшой массы и длины, но с комбинированными забойками высокой запирающей способности. Положительные результаты промышленных экспериментальных массовых взрывов позволили разработать новую технологию валового взрывного рыхления вскрышных пород.

Взрывные скважины 1,2,6,7,8, 9 (рис. 1) во вскрышных породах над угольным пластом с переменной глубиной заряжали следующим образом.

С помощью полипропиленового рукава создавали воздушную подушку над забоем скважины длиной 0,5 м, затем в этот рукав формировали заряд, пропорциональный глубине скважины. На заряд устанавливали короткую комбинированную каменно-засыпную забойку (рис. 2).

Такая конструкция скважинного заряда позволяет помимо рыхления вскрышных пород оказывать местное ослабляющее действие на верхнюю часть угольного пласта и тем самым облегчить его механическое рыхление при последующей селективной выемке.

Величину зарядов ВВ скважин 1, 2, 3. 4, 5, 8, 9 (см. рис. 1) под угольным пластом уменьшали до уровня взрыва на камуфлет, чтобы исключить разубожи-вание угольного пласта, и формировали их следующим образом. На забой скважины размещали заряд ВВ, пропорциональный глубине скважины под угольным пластом, затем устанавливали забойку, способную обеспечить камуфлет (см. рис. 2).

В связи со значительным ростом объемов взрывных работ остро поставлен вопрос механизации процесса зарядки взрывных скважин. Если промышленность достаточно полно обеспечивает горные предприятия зарядными маши-

Рис. 2. Конструкция скважины Fig. 2. Well design

Рис. 3. Забоечная машина 3С-2М Fig. 3.3S-2M face cutter

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

нами, то механизация забойки скважин решена не полностью [5, 6, 7, 8, 9].

Промышленостью выпускается забоечная машина 3С-2М, снабженная двумя бункерами для различных фракций забоечного материала, загрузка которых осуществляется гидравлическим грейфером-манипулятором, установленным на шасси автомобиля (рис. 3).

Забойка скважины производится с помощью поворотных течек, шарнирно закрепленных в нижней части бункеров. Эта машина может быть применена для забойки скважин над угольным пластом. Однако недостатком устройства является необходимость при забойке скважины перемещаться вперед-назад для послойной выдачи соответствующей фракции забоечного материала. Поэтому разработана и изготовлена двухбункерная забоечная машина с общей течкой [10], которая подает в скважину забоечный материал отдельно крупной или мелкодисперсной фракций или же их смесь (рис. 4).

Забоечная машина выполнена на базе грузового автомобиля и снабжена передним (по ходу машины) бункером для крупной фракции с размером кусков породы 0,2-0,6 диаметра скважины и задним бункером для мелкодисперсного сыпучего материала. Забоечный материал (песок, щебень, отходы обогатительных фабрик, раздробленные вскрышные породы) захватывается гидравлическим грейфером-манипулятором (рис. 5), установленным на шасси автомобиля, и подается на двухсекционный колосниковый грохот, установленный над задним бункером. Сверхмерный материал, не прошедший сквозь отверстия верхнего яруса грохота, ссыпается на землю, а нижний класс попадает на нижний ярус колосникового грохота.

Крупная фракция с размером кусков породы 0,2-0,6 диаметра скважины ссыпается в передний бункер, а мелкодисперсный сыпучий материал попадают в задний бункер. Колосниковые решетки на грохотах выполнены сменными и установлены на рамках, входящих в пазы на раме грохота, что позволяет не только менять их по мере износа, но и при изменении диаметров взрывных скважин устанавливать решетки с соответствующими размерами отверстий.

Бункеры выполнены так, чтобы обеспечить попеременную подачу фракций забоечного материала в скважину. Разделительная стенка между бункерами установлена вертикально, а крайние стенки наклонены под углом естественного откоса несвязных материалов. После зарядки взрывных скважин забоечная машина с бункерами, заполненными забоечным материалом, выезжает на блок и устанавливается у первой скважины ряда. На дне бункеров установлены скребковые питатели, выдающие забоечный материал на общую поворотную течку (рис. 6), шарнирно закрепленную в нижней части бункеров.

Нижняя засыпная часть забойки высотой 1-1,5 диаметра скважины формируется подачей из заднего бункера мелкодисперсного материала, на нее засыпают из пе-

Рис. 4. Новая конструкция забоечной машины Fig. 4. New design of face cutter

Рис. 5. Загрузка бункеров забоечным материалом Fig. 5. Bunkering with stemming material

r

Рис. 6. Забойка скважин из бункеров Fig. 6. Tamping holes from bunkers

реднего бункера элементы каменного материала размером 0,2-0,6 диаметра скважины на высоту 0,5-1,5 диаметра скважины, после этого снова засыпают из заднего бункера инертный мелкодисперсный материал на высоту 1-1,5 диаметра скважины, на который опять разгружают каменный материал из переднего бункера на высоту 0,5-1,5 диаметра скважины. Процесс повторяют до полного формирования комбинированной забойки высотой не более 10 диаметров скважины. Количество подаваемого в скважину забоечного материала регулируется изменением времени работы скребковых питателей.

К забойке взрывных скважин под угольным пластом предъявлены повышенные требования для обеспечения камуфлета, этим условиям отвечает комбинированная забойка, выполненная в виде бетонного распорного конуса длиной 2-3 диаметра скважины (см. рис. 2), а между конусом и стенками скважины размещен крупный щебень в смеси с инертным материалом [11]. Однако распорные конусы для скважин больших диаметров обладают массой в несколько десятков килограммов, поэтому для опускания их в скважины разработано специальное оборудование [12]. Распорные конусы заранее подготавливаются для погружения в скважины. Для этого в верхней части на них закреплены шнуры длиной, обеспечивающей заданную глубину погружения распорного конуса в скважину (рис. 7).

К другому концу шнура привязана рукоятка, укладываемая на устье скважины и ограничивающая глубину погружения распорного конуса. Перед установкой в контейнеры для транспортирования конусов на взрывной блок шнур наматывается на распорный конус снизу вверх, а проволочное кольцо, закрепленное на рукоятке, надевается на вершину конуса.

Забоечная машина выезжает на блок с заряженными скважинами, выведенными наверх инициаторами взрывного импульса, и заранее разложенными распорными конусами и устанавливается у первой скважины ряда. Нижняя засыпная часть забойки высотой 1-1,5 диаметра скважины формируется подачей из заднего бункера мелкодисперсного материала в полипропиленовый чехол на глубину, обеспечивающую заданную высоту воздушного промежутка между зарядом ВВ и забойкой. После этого распорный конус захватывается за рукоятку грейферным ковшом, при подъеме витки шнура снимаются с распорного конуса. Грейфер-манипулятор поднимает распорный конус на необходимую высоту и опускает его в скважину. Затем для предотвращения перекоса распорного конуса относительно скважины из заднего бункера засыпают мелкодисперсный материал до середины распорного конуса.

Рис. 7. Комплектация

распорного конуса

Fig. 7. Expansion cone complete set

Рис. 8. Транспортный контейнер Fig. 8. Transportation container

Далее следует засыпка из смеси элементов каменного материала размером 0,2-0,6 диаметра скважины, перемежающаяся инертным сыпучим материалом крупностью менее 5 мм. Затем скважину заполняют до верха этим же инертным сыпучим материалом. Однако при формировании таких забоек крупнокусковые камни приобретают большую энергию и могут повредить проводник инициирующего импульса. Для устранения этого недостатка предлагается использованиетранспортного конвейера (рис. 8), выполненного из металла и представляющего собой снабженное подъемным шнуром верхнее кольцо размером 0,8-0,9 диаметра скважины, на котором равномерно закреплены прутки с шагом, исключающим попадание мелких кусков каменного материала между ними [13].

Транспортный контейнер вставлен в мягкий мешок. Мешок по размеру на 30-50% больше диаметра скважины и снабжен ушками для пропуска несущего шнура. Для формирования слоя из крупнокусковых элементов каменного материала верхней комбинированной части забойки подъемный шнур закрепляют на поверхности блока и с помощью сдвоенного несущего шнура, пропущенного через ушки мешка, контейнер подносят и опускают в скважину. После касания мешком распорного конуса несущий шнур за один конец поочередно выдергивают из ушек и за подъемный шнур вынимают из мешка контейнер, встряхивая его для лучшего высыпания элементов каменного материала, а затем удаляют его из скважины. Именно выполнение стенки контейнера из прутков обеспечивает минимальный ее контакт с элементами каменного материала и, соответственно, минимальный их зажим. А вибрация прутков при встряхивании освобождает немногие зажатые куски, и происходит полное освобождение контейнера от камней.

Мешок под действием массы каменного материала расправляется и прижимается к стенкам скважины, копируя ее, при этом за счет плавного расползания мешок прижимает проводник инициирующего импульса к стенкам скважины, тем самым исключая возможность его повреждения при формировании слоя каменного материала комбинированной части забойки.

После формирования слоя каменного материала для обеспечения газонепроницаемости забойки в скважину снова засыпают сыпучий мелкодисперсный инертный материал до достижения высоты слоя засыпки над слоем каменного материала в 1-1,5 диаметра скважины.

После детонации заряда ВВ в зарядной полости резко возрастает давление продуктов детонации до величин в несколько десятков тысяч атмосфер, и происходит удар газов по нижней части забойки, существенно смягченный воздушным промежутком. Начавшая движение нижняя засыпная часть забойки воздействует на основание распорного конуса, который, двигаясь вверх, расклинивает элементы каменного материала в стенки скважины, а мелкодисперсный материал забойки обеспечивает газонепроницаемость. При этом крупные камни могут разрушаться до камней среднего размера, те, в свою очередь, переходят в более мелкий щебень. Процесс носит скачкообразный характер и возникает и развивается в каждом слое заново, что в целом существенно увеличивает затраты времени на разрушение вмещающих пород и при расчетном количестве ВВ приводит к камуфлету.

РЕЗУЛЬТАТЫ

При традиционном ведении БВР с оставлением перемычек и их дальнейшей отдельной ликвидацией удельный расход ВВ составляет около 0,8 кг/м3. Фактический удельный расход ВВ при валовом взрывном рыхлении вскрышных пород составил 0,52 кг/м3. Важно отметить тот факт, что взрывание породы под угольным пластом повлияло на разупрочнение самого угольного пласта с образованием дополнительных трещин, что способствовало снижению выхода кусков угля крупной фракции при селективной выемке угля. Суммарный экономический эффект от проведения данных экспериментальных взрывов составил 16,8 млн руб.

ОБСУЖДЕНИЕ

Предложена новая технология, исключающая многоэтап-ность традиционной технологии за счет применения валового взрывного рыхления вмещающих пород вскрыши вместе с угольными пластами, обеспечивающая при этом щадящее воздействие на угольные пласты с целью сохранения их пространственного положения для обеспечения возможности их селективной выемки механическим рыхлением. Применение удлиненных зарядов небольшой массы и длины с комбинированными забойками высокой запирающей способности позволяет помимо рыхления вскрышных пород оказывать местное ослабляющее действие на угольный пласт и тем самым облегчить его механическое рыхление при последующей селективной выемке. Разработана конструкция забоечной машины, выдающей забоечный материал разной крупности и обеспечивающей механизированную установку распорных конусов и транспортных контейнеров для крупнокусковых элементов забойки в скважины, что позволяет повысить производительность и снизить трудоемкость забоечных работ.

ВЫВОДЫ

При валовом взрывном рыхлении вскрышных пород удельный расход ВВ значительно снижен по сравнению с традиционным. Взрывание породы под угольным пластом разупрочняет сам угольный пласт, что способствует снижению выхода кусков угля крупной фракции при селективной выемке угля.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Список литературы

1. Демидюк Г.П. Влияние забойки на степень дробления горных пород взрывом / В.Д. Росси, Н.Ф. Андрианов, В.А. Усачев // Сб. Взрывное дело № 53/10. М.: Недра, 1963. С. 96-105.

2. Яковенко А.И. Расчет скважинных зарядов в карьерах // Сб. Взрывное дело № 51/8. М.: Недра, 1963. С. 108-120.

3. Пат. 2526950 Российская Федерация, МПК F42D 1/08. Засыпная забойка взрывные скважин с элементами каменного материала / Шевкун Е.Б., Лещинский А.В., Шемякин С.А., Галимьянов А.А. Опубл. 27.08.2014. Бюл. № 24.

4. Пат. 2593285 Российская Федерация, МПК E21C41/26. Способ открытой разработки группы угольных пластов с валовым взрывным рыхлением вскрышных пород / Шевкун Е.Б., Лещинский А.В., Добровольский А.И., Галимьянов А.А. Заявл. № 2015127598/03. Опубл. 10.08.2016.

5. Трубецкой К.Н., Клебанов Д.А., Ясученя С.В. Основы создания и этапы развития реализации роботизированных технологий открытых горных работ // Горный журнал. 2013. № 10. С. 67-72.

6. Трубецкой К.Н., Жариков И.Ф., Шендеров А.И. Совершенствование конструкции карьерных комплексов циклично-поточной технологии // Горный журнал. 2015. №1. С. 21-25.

7. Роботизированные горнотехнические системы при открытой разработке месторождений полезных ископаемых / К.Н. Трубецкой, Д.Я. Владимиров, И.А. Пыта-лев, Т.М. Попова // Горный журнал. 2016. № 5. С. 21-27.

8. Перепечаев И.Ф., Кравченко А.Н., Баширов А.В. Совершенствование буровзрывных работ в карьерах объединения // Горный журнал. 2014. № 6. С. 28-31.

9. Саитов В.И. Оптимизация комплекса средств механизации горных предприятий // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. 2017. № 1. Стр. 86-91.

10. Пат. 2600474 Российская Федерация, МПК F42 D 1/08, F42 D 1/10, B65 G65/30. Забоечная машина для формирования короткой комбинированной забойки взрывных скважин с каменным материалом / Лещинский А.В., Шевкун Е.Б., Добровольский А.И., Галимьянов А.А. Заявл. № 2015113100/03. Опубл. 20.10.2016.

11. Пат. 2462688 Российская Федерация, МПК F42D 1/08. Комбинированная засыпная забойка скважин / Шевкун Е.Б., Лещинский А.В., Рудницкий К.А., Николаев А.С. Заявл. № 2011107822/03. Опубл. 27.09.2012. Бюл. № 27

12. Пат. 2608101 Российская Федерация. Способ формирования короткой комбинированной засыпной забойки взрывных скважин с распорным конусом и устройство для его осуществления / Лещинский А.В., Шевкун Е.Б., Комков В.Г., Рудницкий К.А., Добровольский А.И., Гали-мьянов А.А.

13. Пат. 25563265. Российская Федерация, МПК F42D 1/08 / Шевкун Е.Б., Лещинский А.В., Комков В.Г., Галимьянов А.А. Способ формирования короткой комбинированной забойки взрывных скважин с каменным материалом и устройство для его осуществления. Заявл. № 2014143338/03.Опубл. 20.09.2015. Бюл. № 26.

SURFACE MINING

UDC 271.3:622.233::622.235 © A.I. Dobrovolsky, E.B. Shevkun, A.V. Leshchinsky, A.A. Galimyanov, 2018 ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Ugol' - Russian Coal Journal, 2018, № 4, pp. 10-15

Title

TAMPING MECHANIZATION EXPLOSIVE wELLS AT wORKING OFF OF INCLINED COAL LAYERS COMPLEX STRUCTURE

DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2018-4-10-15

Authors

Dobrovolskiy A.I.1, Shevkun E.B.2, Leshchinsky A.V.2, Galimyanov A.A.1

' "Urgalugol", JSC, Chegdomyn settlement, Khabarovsk region, 682030, Russian Federation 2 Federal State-Funded Educational Institution of Higher Education (FSFEI HE) "Pacific National University", Khabarovsk, 680035, Russian Federation

Authors' Information

dobrovolskiy А.I., PhD (Engineering), General Director, Deputy of the Legislative Duma of Khabarovsk Territory, e-mail: DobrovolskiyAI@suek.ru Shevkun Е.B., Doctor of Engineering Sciences, Professor at Transport and Technological Systems in Construction and Mining Department, e-mail: ev.shevkun@yandex.ru

Leshchinsky A.V., Doctor of Engineering Sciences, Professor at Transport and Technological Systems in Construction and Mining Department, e-mail: lesch@sdm.khstu.ru

Galimyanov А.А., PhD (Engineering), Technical Director Deputy for Blasting Operations, e-mail: GalimyanovAA@suek.ru

Abstract

The problem of preparation for dredging of the host rocks and the selective mining of coal seams with complex structure on the cut"Bureya" is considered. The main disadvantage of the traditional technology development of coal seams is the increased level of risk. This risk is associated to site preparation for drilling using bulldozer and further drilling and blasting activities as well as high levels of labor efforts and necessity to long-distance rock movement using bulldozer down to the place of shipment to dump truck using excavator. Coal seam operations can be started only after it. The new technology is proposed. It eliminates multistage traditional technology due to the gross explosive loosening of the host rocks of overburden in conjunction with coal seams. A sparing effect on the coal seams is provided at the same time in order to preservation of their spatial position to ensure the possibility of their selective dredging using mechanical loosening. The use of long charges of small mass and the length with reliable tamping with high blocking capability makes it possible to provide a local effect of the coal seam weakening and consequently to contribute to mechanical loosening for the subsequent selective retrieval. The developed machine for tamping of wells provides stemming material of different size and enables mechanized installation of spacer cones into the well. It leads to performance improvement and reduction of labor efforts of stemming operations. Transport containers are proposed to place stemming bulk material above spacer cones to prevent damage of conductors of the initiating impulse. Figures:

Fig. 1. Overburden and coal seam well location

Fig. 2. Well design

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Fig. 3.3S-2M face cutter

Fig. 4. New design of face cutter

Fig. 5. Bunkering with stemming material

Fig. 6. Tamping holes from bunkers

Fig. 7. Expansion cone complete set

Fig. 8. Transportation container

Keywords

Drilling and blasting operations, Sloping coal seam, Gentle loosening, Machine for the tamping of wells, Transportation of rock mass, Selective extraction.

References

1. Demidyuk G.P., Rossi V.D., Andrianov N.F. & Usachev V.A. Influence of the face on the degree of crushing of rocks by the explosion. Explosive case, No. 53/10. Moscow, Nedra Publ., 1963, pp. 96-105.

2. Yakovenko A.I. Calculation of borehole charges in quarries. Explosive case, No. 51/8. Moscow, Nedra Publ., 1963, pp. 108-120.

3. Shevkun E.B., Leshchinsky A.V., Shemyakin S.A. & Galimyanov A.A. Backfilling of blasting holes with elements of stone material. Patent of the Russian Federation, No. 2526950, IPC F42D 1/08, Publ. 08.27.2014, Bul. No. 24

4. Shevkun E.B., Lechinsky A.V., Dobrovolskiy A.I. & Galimyanov A.A. The method of open development of a group of coal seams with gross explosive loosening of overburden. Patent of the Russian Federation, No. 2593285. IPC E21C41 / 26, Publ. 10.08.2016 under application No. 2015127598/03.

5. Trubetskoy K.N., Klebanov D.A. & Yasuchenya S.V. Fundamentals of the creation and stages of the development of the implementation of the ro-routed open-cast mining technologies. Gornyy Zhurnal - Mining Journal, 2013, No. 10, pp. 67-72.

6. Trubetskoy K.N., Zharikov I.F. & Shenderov A.I. Perfection of the design of quarry complexes of cyclic-flow technology. Gornyy Zhurnal - Mining Journal, 2015, No. 1, pp. 21-25.

7. Trubetskoy K.N., Vladimirov D.Ya., Pytalev I.A., Popova T.M. Robotic mining systems with open development of mineral deposits. GornyyZhurnal- Mining Journal, 2016, No. 5, pp. 21-27.

8. Perepechaev I.F., Kravchenko A.N., Bashirov A.V. Perfection of drilling and blasting operations in quarries of the association. GornyyZhurnal - Mining Journal, 2014, No. 6, pp. 28-31.

9. Saitov V.I. Optimization of the complex of means of mechanization of mining enterprises. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Gornyy Zhurnal - News of higher educational institutions Mining Journal, 2017, No. 1, pp. 86 - 91.

10. Leshchinskiy A.V., Shevkun E.B., Dobrovolskiy A.I. & Galimyanov A.A. Machine for the tamping of wells for forming a combined short-stemming of blast holes with stone material. Patent of the Russian Federation, No. 2600474. MPK F42 D 1/08, F42 D 1/10, B65 G65 / 30, Publ. 20.10.2016 under application No. 2015113100/03.

11. Shevkun E.B., Leshchinskiy A.V., Rudnitskiy K.A. & Nikolayev A.S. Combined charging tamping of wells. Patent of the Russian Federation, No. 2462688. MPK F42D 1/08, Publ. 27.09.2012, Bul. No. 27 under application No. 2011107822/03.

12. Leshchinskiy A.V., Shevkun E.B., Komkov V.G., Rudnitskiy K.A., Dobrovolskiy A.I. & Galimyanov A.A. A method of forming a combined short-loose-fill stemming of blast holes with a cone spacer and a device for its implementation. Patent of the Russian Federation, No. 2608101, Publ. 13.01.2017.

13. Shevkun E.B., Leschinsky A.V., Komkov V.G. & Galimyanov A.A. A method of forming a short combination of stemming of blast holes with stone material and device for its implementation. Patent of Russian Federation, No. 25563265. IPC F42D 1/08, Publ. 20.09.2015, Bull. No. 26 at the request of No. 2014143338/03.