CC BY
20
© С.Н. Сорокин, С.Н. Данилов, С.В. Обанин, 2015
УДК 622.271.3
С.Н. Сорокин, С.Н. Данилов, С.В. Обанин
О НЕОБХОДИМОСТИ КОРРЕКТИРОВКИ ВЫСОТЫ ДОБЫЧНОГО УСТУПА ПРИ ОТРАБОТКЕ СЛАБОНАКЛОННЫХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ
Рассмотрены схемы работы гидравлического экскаватора с обратной лопатой при отработке слабонаклонных пластов на примере разреза «Распадский». Приведены результаты расчета потерь угля при отработке пластов 5-метровыми слоями с углами падения от 25 до 40. Предложены технико-технологические решения для устранения потерь полезного ископаемого процессе черпанья и при погрузке в автосамосвал. Для решения этих проблем разработана технологическая схема проходки разрезной траншеи и выемки наклонного угольного пласта гидравлическим экскаватором с обратной лопатой.
Ключевые слова: угольный пласт, слабонаклонный, отработка, высота уступа, корректировка, потери угля, обратная гидравлическая лопата.
Обратные гидравлические лопаты (ЭГО) в настоящее время уже широко используются на разрезах Кузбасса [1, 2]. В первую очередь этот вид выемочно-погрузочного оборудования предназначен для отработки угольных пластов, поскольку полнота выемки такими экскаваторами значительно выше, чем при отработке пластов канатными экскаваторами типа ЭКГ. Но, как правило, при составлении проектов горнодобывающих предприятий не учитываются технические возможности экскаваторов по прочерпыванию. Зачастую для определения высоты отрабатываемого слоя за основу принимаются кинематические схемы экскаваторов, представленные фирмами-производителями. При общей корректности этих схем работа экскаватора в угленасыщенной зоне может привести к неплановым потерям угля [3], что повлечет за собой экономический ущерб для предприятия.
Рассмотрим отработку слабонаклонных пластов, широко распространенных в Кузбассе. В качестве примера используем разрез «Распадский».
481
ЗАО «Разрез Распадский» — угледобывающее предприятие Кемеровской области. Предприятие входит в состав угольной компании ООО «Распадская угольная компания».
На ЗАО «Разрез Распадский» в настоящее время имеется три лицензии на право пользования недрами:
- Лицензионный участок «Разрез Глуховский»;
- Лицензионный участок «Распадский IX-XI»;
- Лицензионный участок «Дорожный».
Разрез введен в эксплуатацию в августе 2004 года.
С 2007 года разрез ведет отработку лицензионного участка «Разрез Глуховский», с 2014 года в отработку вовлечен лицензионный участок «Распадский IX-XI»; в 2017 году в отработку будет вовлечён лицензионный участок «Дорожный».
Общий объём запасов составляет около 132 млн т. Срок службы при проектной мощности 5 млн т угля в год составит около 27 лет.
Продуктивные отложения Распадского разреза слагает группа пластов с залеганием от пологого до слабонаклонного: углы падения пластов составляют 15-24, местами до 30.
При отработке угольных пластов с углом падения менее 30 при использовании в качестве выемочного оборудования экскаватора САТ-385, 5110 и RH-40 в почвах отрабатываемых слоев высотой 5 м начинают появляться треугольники недобора экскаватора. Для устранения данной проблемы, необходимо уменьшать высоту отрабатываемых слоев до величины, при которой потери угля в почвах отрабатываемых слоев будут исключены или сведены к минимуму [4, 5]. Если вести отработку согласно параметрам, указанным в проектной документации, то в процессе эксплуатации разреза его потери при добыче полезного ископаемого начнут возрастать, и предприятие начнет нести убытки от недополученной прибыли.
Рассмотрим для примера фронт добычного уступа длиной 250 м. При отработке пластов с углами падения 30 объем эксплуатационных потерь от недобора треугольников будет составлять 222,5 м3. Но при углах падения пластов 25 объем потерь возрастает уже до 2063,7 м3 (рис. 1, рис. 2).
Помимо проблемы непрочерпывания, возникает еще одна, также весьма немаловажная. При высоте отрабатываемых слоев
482
Рис. 1. Схема к расчету образования потерь при отработке пласта с углом падения 30 слоями высотой 5 м экскаватором CАТ 5110
Рис. 2. Схема к расчету образования потерь при отработке пласта с углом падения 25 слоями высотой 5 м экскаватором САТ 5110
Рис. 3. Схема к расчету образования потерь при отработке пласта с углом падения 25 слоями высотой 5 м экскаватором RH-40
5 м и углах падения пластов полезного ископаемого 20-25 погрузка в автосамосвалы может осуществляться только на уровне стояния, так как при нижней погрузке автосамосвал будет находиться за пределами кинематических возможностей движения рукояти экскаватора САТ 5110 (рис. 2).
При анализе кинематической схемы экскаватора RH-40 установлено, что зона непрочерпывания экскаватора, при от-Таблица работке слоя на высоту 5 м,
Рекомендуемая высота слоя И при угле появляется при углах падения падения пласта а пластов менее 40 градусов.
На рис. 3 и 4 показана зона образования потерь при угле падения пластов 25 и 30 соответственно.
Для того чтобы повысить полноту извлечения добываемого угля, необходимо в каждом конкретном случае корректировать параметры
Угол падения пласта а, град
15
20
25
30
35
40 и более
Высота слоя
Н, м, для экскаваторов САТ 5110
2,5
3,1
3,8
4,5
5,0
5,0
Высота слоя
Н, м, для экскаваторов ЙИ-40
2,0
2,8
3,2
3,9
4,5
5,0
484
Рис. 4. Схема к расчету образования потерь при отработке пласта с углом падения 30 слоями высотой 5 м экскаватором ЯИ-40
I! ■! |1 |
Рис. 5. Технологическая схема проходки разрезной траншеи и выемки наклонного угольного пласта обратной гидравлической лопатой (показана отработка верхнего слоя)
отрабатываемых слоев, поскольку при отсутствии зон непро-черпывания экскаватора сокращается величина потерь.
В таблице заливкой помечены ячейки с оптимальными параметрами работы оборудования, заданными по проекту.
На рис. 5 показана предлагаемая схема проходки разрезной траншеи с отработкой угольного пласта слоями высотой по 2,5 м.
Работа по данной схеме позволит исключить потери угля, связанные с непрочерпыванием пласта.
1. Стрельников А.В. Опыт применения обратных гидравлических лопат на разрезах ОАО «УК «Кузбассразрезуголь» / А.В. Стрельников, М.А. Тюленев // Вестник Кузбасского государственного технического университета. — 2011. — № 2. — С. 8-12.
2. Стрельников А.В. Применение обратных гидравлических лопат при разработке сложноструктурных угольных месторождений Кузбасса /
A.В. Стрельников, М.А. Тюленев // Горное оборудование и электромеханика. -2011. — № 1. — С. 30-34.
3. Гарина Е.А. Предпосылки к созданию методики нормирования потерь угля при отработке пластов в зонах тектонических нарушений / Е.А. Гарина, В.В. Битюков // Вестник Кузбасского государственного технического университета. — 2015. — № 4. — C. 9-14.
4. Тюленев М.А. Определение числа слоев при разработке породоу-гольных панелей обратными гидравлическими лопатами / М.А. Тюленев,
B.Г. Проноза, А.В. Стрельников // ГИАБ. — 2012. — № S7. — С. 112-118.
5. Тюленев М.А. Разработка схем забоев для послойной проходки траншей и отработки заходок обратными гидравлическими лопатами / М.А. Тюленев, В.Г. Проноза, А.В. Стрельников // ГИАБ. — 2011. — № S10. — С. 23-33.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -
Сорокин Сергей Николаевич — главный инженер, ЗАО «Разрез Распадский», Кемерово, e-mail: Sergey.Sorokin2@evraz.com
Данилов Сергей Николаевич — студент, Кузбасский государственный технический университет им. Т.Ф. Горбачева, Кемерово Обанин Степан Викторович — студент, Кузбасский государственный технический университет им. Т.Ф. Горбачева, Кемерово
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
486
UDC 622.271.3
REQUIRED ADJUSTMENT OF PRODUCTION BENCH HEIGHT IN FLAT COAL SEAM MINING
Sorokin Sergey N., Principal Engineer, Raspadsky open pit mine, Kemerovo, e-mail: Sergey.Sorokin2@evraz.com
Danilov Sergey N., Student, Gorbachev Kuzbass State Technical University, Kemerovo
Obanin Stepan V., Student, Gorbachev Kuzbass State Technical University, Kemerovo
Under analysis are flow charts of hydraulic backhoe in flat seam extraction in terms of Raspadsky open pit mine. Coal loss has been calculated for cutting seams by 5 m layers with dip angles from 25 to 40 . The technical and technological solutions are offered to eliminate coal loss in digging and dump truck loading. To this effect, a flow chart has been developed with initial cut drivage and excavation of flat coal using hydraulic backhoe.
Key words: coal seam, flat, mining, bench height, adjustment, coal loss, hydraulic backhoe.
References
1. Strel'nikov A.V., Tyulenev M.A. Kusbass State Technical University Bulletin, 2011, no. 2, pp. 8-12.
2. Strel'nikov A.V., Tyulenev M.A. Mining Equipment and Electrical Engineering, 2011, no. 1, pp. 30-34.
3. Garina E.A., Bityukov V.V. Kusbass State Technical University Bulletin, 2015, no. 4, pp. 9-14.
4. Tyulenev M.A., Pronoza V.G., Strel'nikov A.V. Mining Informational and Analytical Bulletin, 2012, no. S7, pp. 112-118.
5. Tyulenev M.A., Pronoza V.G., Strel'nikov A.V. Designs of production faces for layer-by-layer cutting with hydraulic shovels, Mining Informational and Analytical Bulletin, 2011, no. S10, pp. 23-33.
487
