CC BY
41
©ВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ГЛЕДОБЫЧИ
© М.И. Щадов, Е.А. Кононенко,
В.М Щадов, О.В. Дьячук,
УДК 622.332./335:622.841:658.5(571)
М.И. Щадов, Е.А. Кононенко,
В.М. Щадов, О.В. Дьячук
ОБОСНОВАНИЕ СПОСОБОВ ДОБЫЧИ И ПЕРЕРАБОТКИ УГЛЕЙ ОБВОДНЕННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА
В связи с отработкой Райчихинского месторождения и дефицитом твердого топлива в Хабаровском крае и Амурской области, в постановлении Правительства Российской Федерации «Об утверждении Федеральной целевой программы экономического и социального развития Дальнего Востока и Забайкалья на 1996-2005 годы» (№ 480 от 15 апреля 1996 г.) поставлена задача по снижению зависимости региона от поставок угля из других районов России. Решение этой задачи может быть обеспечено только на основе ввода в отработку новых месторождений региона. Имеющиеся в резерве разведанные Свободненское, Сергеевское, Огоджинское, Тыгдинское, а также введенное в эксплуатацию Ерковецкое месторождения с суммарными промышленными запасами свыше 2,5 млрд т позволяют обеспечить добычу открытым способом в регионе порядка 50 млн т угля в год. Однако, эффективная и широкомасштабная добыча угля в регионе не может быть достигнута на базе традиционных технологий из-за сильного обводнения этих месторождений.
Осушение месторождений, вследствие образования депрессионной воронки, приводит к потере урожайности окружающих земель, где выращиваются соевые и гречиха. В случае применения водоотлива, токсичность вод из забоя не позволит производить ее сброс без дополнительной очистки, так как реки являются притоками р. Амур. Задача может быть решена на осно-
ве нетрадиционных технологий, позволяющих осуществить выемку, транс-
портирование и сжигание углей, без предварительного осушения пластов, что позволит коренным образом изменить возможности отработки обводненных месторождений. Выемка угля без осушения пластов может быть осуществлена экскаваторами -драглайнами, оборудованными специальным рабочим оборудованием или землесосными снарядами.
По предварительным оценкам землесосные снаряды 180-60 и 400-70 при сезонной работе могут обеспечить добычу соответственно 3,0 и 4,5 млн т угля в год. При работе земснарядов на продленном сезоне добыча может составлять 4,0-6,5 млн т угля в год. Круглогодичная добыча угля возможна только при применении подводного земснаряда «Моллюск».
Данная технология добычи хорошо вписывается в комплекс дальнейшего получения высококонцентрированной водоугольной суспензии (ВВУС), т.к. в процессе подводной добычи и транспортирования пульпы до терминала подготовки ВВУС уголь измельчается до крупности менее 3-5 мм, т.е. при получении суспензии исключается стадия дробления угля, что в значительной степени упрощает и удешевляет его дальнейшую переработку, затраты в 1,5-2,0 раза ниже, чем при традиционной добыче. Впервые в мировой практике предлагается разрабатывать сильнообвод-ненные месторождения без осушения за счет применения специальных технических средств, с дальнейшей переработкой угля в водо-угольную суспензию, которая по трубам подается для сжигания на ТЭЦ.
Для реализации данной концепции необходимо финансирование специального проекта, целью которого является экологоэкономическое обоснование возможности и разработка комплексной технологии и оборудования добычи угля для приготовления, транспортирования, хранения и сжигания
водо-угольной суспензии на базе углей обводненных месторождений Дальнего Востока.
Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач:
• экономическая оценка и обоснование принципиальных технических решений по добыче и использованию углей обводненных месторождений Дальнего Востока;
• эколого-экономическая оценка и обоснование структуры комплексной механизации и системы разработки обводненных угольных месторождений (вклю-чая вопросы использования угольного топлива, применения гидромеханизации, выделения строительных материалов из вскрышных пород и рекультивации);
• разработка технических средств добычи угля из обводненных забоев при различной степени обводненности экскаваторами-драглайнами;
• технология добычи угля земснарядами из обводненных месторождений;
• разработка системы магистрального гидротранспорта высоко концентрированной водоугольной суспензии;
• разработка способов приготовления, хранения и сжигания водо-угольных суспензий;
• автоматизация производственных процессов добычи угля из обводненных месторождений, приготовление суспензий и гидротранспортирование;
• разработка и согласование ТЭО инвестиций и рабочего проекта опытного разреза для условий Сергеевского обводненного месторождения Дальнего Востока.
Поставленные задачи определяют общую структуру проекта (рис. 1), которая помогает зрительно воспринять комплексный подход к решению довольно сложной научной задачи - эколого-экономического
обоснования способов добычи и переработки углей обводненных месторождений Дальнего Востока.
Предлагаемая технология добычи угля из обводненных месторождений без его осушения должна коренным образом изменить возможности отработки подобных месторождений, в связи с чем требуется ее опытнопромышленная проверка.
Опытно-промышленную проверку предлагаемой технологии рекомендуется проводить на Сергеевском обводненном буроугольном месторождении. В условиях уже действующего Ерковецкого разреза такая
Рис. 1
проверка будет затруднена, т.к. предприятие уже ведет промышленную добычу угля по традиционной технологии.
Сергеевское месторождение находится всего в 40 км от Благовещенской ТЭЦ-2 (рис. 2), сильно обводнено и располагает углями марки Б1 и Б2. Разработка технологии добычи угля, установки для получения ВВУС, системы трубопроводного транспорта ВВУС и реконструкция одного из котлов ТЭЦ для сжигания суспензии, кроме снижения экологической нагрузки в районе добыче угля, даст возможность уменьшить вредные выбросы электростанции, которая расположена по розе ветров к городам Благовещенск и Хайхе.
Проведенные институтом «КАТЭКНИИ-уголь» в 1995 г. расчеты основных экономических показателей при реализации передачи угля в виде ВВУС от Ерковецкого месторождения до Благовещенской ТЭЦ-2 с годовой производственной мощностью 2,0 млн т.у.т. при расстоянии транспортирования 90 км, следующие:
При строительстве трубопровода Огоджинское каменноугольное
месторождение - Благовещенская ТЭЦ-1 с годовой производственной мощностью 2,56 млн т.у.т. и протяженностью трубопровода 640 км могут быть достигнуты следующие экономические показатели: рентабельность -19,8 %, срок окупаемости - 13 лет. При совмещении технологии производства ВУС из смеси углей Ерковецкого и 25 %
Огоджинского, при доставке последнего по железной дороге, рентабельность производства и транспорта ВУС повышается до 23,7 %.
Разработка обводненных месторождений, по предлагаемой технологии в случае применения гидравлического транспортирования угля до терминала по его переработке, не требует затрат энергии и средств на водоотлив, в результате которого образуется депрессионная воронка и значительно ухудшается экологическая ситуация в районе угледобычи.
При применении гидравлического транспорта угля от забоя не требуется обезвоживание угля и применение традиционных видов карьерного транспорта (автомобильного и железнодорожного), что также улучшает экологическую обстановку в районах добычи угля. Аналогов комплексного подхода к решению поставленной цели проекта в мире нет. Однако, известны углепроводы для транспортировки водо-угольной суспензии как в нашей стране - Белово-Новосибирск, так и в США, такие как «Black Mesa» и др.
При разработке плотных пород земснарядами применяют различные типы рыхлителей. Их аналоги запатентованы в России (а.с. 269624), США (патент 4903419), Японии (патент 3171226) и в других странах.
Параметры рыхлителя для добычи угля должны быть обоснованы в процессе выполнения НИР. Такая подготовка угля к гидравлическому транспортированию от забоя до терминала приготовления суспензии снижает общие затраты на приготовление ВВУС.
Капитальные затраты на трубопроводный транспорт в 3,0-3,5 раза ниже, чем при применении других видов транспорта.
Наименование показателей Ед. измерения В ценах 1991 г. В ценах 1995 г.
Себестоимость 1 т.у.т. ВВУС руб. 24,28 133612
Сметная стоимость строительства в т.ч. СМР млн руб. Млн руб. 151.70 97.70 971657 625644
Рентабельность % 30,90 71,80
Срок окупаемости лет 10,10 5,10
Наз вание месторождений:
1. Райчихинское.
2. Архаро-Богучанское.
3. Ерковецкое.
4. Осоджинское.
5. Свободное.
6. Сергеевское.
7. Тыгдинское.
Рис. 2
Эксплуатационные затраты также в 2,5-3,0 раза ниже, чем при применении авто-или железнодорожного транспорта. В результате реализации предлагаемых технических решений может быть достигнуто повышение производительности труда в 2 раза, снижение численности трудящихся разреза,
улучшение условий труда и экологической обстановки в районах угледобычи (резкое снижение пыле- и газовыделения в сравнении с традиционными видами карьерного транспорта) и сжигания угля для получения электроэнергии.
Щадов Михаил Иванович - профессор, доктор технических наук, Международный горный конгресс.
Кононенко Евгений Андреевич - профессор, доктор технических наук, кафедра «Технология, механизация и организация открытых горных работ», Московский государственный горный университет.
Щадов Владимир Михайлович - кандидат технических наук, заместитель руководителя комитета по угольной промышленности Минтопэнерго РФ.
Дьячук Олег Владимирович - инженер, «Соцуголь». ______________________________________________/
