Оценка эффективности селективной разработки сложноструктурных угольных пластов Эльгинского месторождения Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

http://dx.doi.org/10.30686/1609-9192-2018-2-138-73-74

УДК 622.33(571.56).

Ï У'

ï ¿ш^тш^*

- <4 •

■ ______ . ^^

оцЕЙ^^ЭФ^Ек^ёвн^е^й^

СЕЛЕКТИВНОЙВЙ^ШЙТКИ

D

СЛОЖНОСТРУКТУРНЩгУШЯЬНЫХ ПЛАСТОВ ЭЛЬГИНСКОГа^ШСТОЯОЖЙЕНИЯ

•Л

ш WW

С.А. Ермаков, канд. техн. наук, вед. науч. сотруд. зав. Лабораторией, ИГДС СО РАН Д.В. Хосоев, ведущий инженер, ИГДС СО РАН_

Зльгинское каменноугольное месторождение находится в 415 км к востоку от города Нерюнгри, в центральной части Токинского угленосного района. Детально разведанный Северо-Западный участок Эльгинского угольного месторождения содержит 2,1 млрд т высококачественных коксующихся углей, при этом около 75% запасов месторождения, предназначенных для открытых горных работ, приходится на сложноструктурные пласты У5, У4, Н16 и Н15, имеющие от 1-2 до 10-12 породных прослоев. Наиболее сложным из них является пласт Н15, на отдельных участках которого наблюдается его расщепление на две самостоятельные пачки [1].

В настоящее время месторождение разрабатывается с использованием традиционной цикличной технологии на базе одноковшовых экскаваторов, буровзрывных работ и автотранспорта, использование такой технологии сопровождается большими потерями и разубоживанием угля.

Их уменьшение возможно за счет применения современных горных комбайнов фрезерного типа («КСМ-2000Р», «Wirtgen», «Man Takraf», «Voest Alpine» и др.).

Комбайны «Wirtgen», «Man Takraf», «Voest Alpine» осуществляют выемку горных пород тонкими слоями мощностью от 0,05 до 0,80 м [2-4]. Минимальная величина срезаемого слоя составляет 5-10 см [5].

Комбайны КСМ-2000Р за счет четырех секционных исполнительных органов роторного типа способны производить селективную разработку как тонких, так и мощных угольных пластов, с высотой отрабатываемого слоя от 0,10 до 2,9 м.

Так как основные пласты У5, У4, Н16 и Н15 относятся к мощным (средняя общая мощность в пласте: У4 - 8,1 м, У5 - 9,9 м, Н15 - 4,8 м и Н16 - 9,8 м), то следует произвести оценку эффективности их селективной разработки с использованием комбайнов типа КСМ-2000Р.

Оценка проведена на примере отработки угольных пластов Н15в и Н15 первоочередного участка Эльгинского каменноугольного месторождения [6].

С использованием горно-геологической информационной системы «МтеБгате» [7] выполнены расчеты потерь, разубоживания и зольности угля для угольных пластов Н15 и Н15 в по трем вариантам их разработки.

Первый вариант предусматривает валовую выемку пластов с потерями по 10 см в кровле и почве пластов (принято в действующем проекте) (табл. 1) [8]. Второй вариант -селективную отработку комбайном угля и породных прослоев > 20 см, а породные прослои меньше 20 см, вынимаемые совместно с углем принимаются в расчет разубожива-ния. Потери угля в этом варианте происходят по 10 см в почве и кровле пласта, а также по 10 см в почве и кровле породных прослоев > 20 см, 0,6% при транспортировке.. Третий вариант - селективную отработку угля и породных прослоев >10 см, а породные прослои меньше 10 см, вынимаемые совместно с углем, принимаются в расчет разубо-живания. Потери угля происходят по 10 см в почве и кровле пласта, а также по 10 см в почве и кровле породных прослоев >10 см, 0,6% при транспортировке.

Из табл. 1 видно, что основная доля потерь при валовой

Таблица 1 Эксплуатационные потери угля при валовом способе отработки с зачисткой кровли и почвы угольных пластов

Наименование пласта В кровле пласта В почве пласта В угольном откосе при оконтуривании В осыпях при взрывании вмещающих пород При БВР При погрузке и транспортировке Всего

Н15 3,18 2,89 0,25 2,17 0,15 0,60 9,24

Н15В 7,38 6,71 0,25 5,03 0,60 19,97

«Горная Промышленность» №2 (138) / 2018 | 73

ТЕХНОЛОГИЯ ГОРНЫХ РАБОТ

выемке происходит при зачистке в кровле, почве пластов и в осыпях при взрывании вмещающих пород. Разубоживание в этих пластах происходит за счет внутрипластовых прослоев пород и составляет в Н15 - 20,7% и Н15В - 18,3%.

Как показали результаты расчетов, наилучшие качественные показатели получены при селективной выемке угля и пропластков >10 см, так потери угля при отработке сложно-структурного пласта Н^ повышаются на 1,5%, а пласта Н15в имеющего простое строение, снижаются в 3,4 раза по сравнению с валовой выемкой (рис. 1, а). Разубоживание в указанных пластах снижается на 7,4-17,5% (рис. 1, б).

S 35

Л

33

29

27

Общая

2 3

Варианты разработки

а)

2 3

Н15в Варианты разработки

б)

Л 12

Варианты разработки

Рис. 1 Изменение потерь (а) и разубоживания угля

(б) по пластам при различных вариантах разработки (1 - валовая; 2 - селективная, с выемкой прослоев >20 см; 3 - селективная с выемкой прослоев >10 см)

Из рассмотренных вариантов наименьшая зольность угля наблюдается в третьем варианте (рис. 2), происходит снижение зольности по сравнению с валовой выемкой: в пласте Н15 с 36,4 до 33,9%; в пласте Н15 в с 31,5 до 30,2%.

Таким образом, как показали проведенные исследования, наименьшие показатели потерь, разубоживания и зольности угля при разработке сложноструктурных пластов Н15в и Н15 на первоочередном участке Эльгинского месторождения в третьем варианте при селективной выемке угля и породных прослоев >10 см.

Рис. 2 Изменение зольности угля при различных вариантах разработки

Установлено, что при селективной разработке сложно-структурных угольных пластов Н15 и Н15в комбайнами КСМ-2000Р в зависимости от параметров вынимаемого слоя разубоживание угля снизится в 1,8-6,5 раза, а зольность угля уменьшится на 1,3-2,5% по сравнению с валовой разработкой. При этом потери при разработке слож-ноструктурных пластов с большим количеством породных прослоев незначительно увеличатся, а при разработке угольных пластов простого строения потери значительно уменьшатся.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ИСТОЧНИКИ:_

1. Обосновать концепцию разработки Эльгинского каменноугольного месторождения открыто-подземным способом, отвечающую требованиям охраны окружающей среды, экономичности и эффективности горного производства: отчет о НИР (прилож.): 0-92-11 / Рос. акад. наук. Сиб. отд-ние, Ин-т. горн. дела Севера; рук. Яковлев В. Л.; исполн.: Петров С.Н. [и др.]. - Якутск, 1993. - 200 с. (Фондодержатель ИГДС СО РАН).

2. Ордин А.А. Об эффективности применения фрезерных комбайнов Wirtgen surface miner при открытом способе разработки рудных месторождений /А.А. Ордин, ЕЕ. Швабенланд // Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов. - 2016. - N 3. - С. 47-54.

3. Фризен А.П. Vermeer T1255TL - универсальные машины для выполнения вскрышных и добычных работ в карьерах /А. П. Фризен // Горная промышленность. - 2012. - N 3. - С. 56.

4. Пихлер М. Ввод в эксплуатацию карьерного комбайна Wirtgen surface miner 2200SM на карьере Дубовецкого месторождения известняка ОАО «Иванофранковскцемент» / М. Пихлер, Я. Н. Возняк, Ю. Б. Панкевич, М. Ю. Панкевич // Горная промышленность. -2012. - N 2. - С. 107.

5. Безвзрывные технологии открытой добычи твердых полезных ископаемых : коллектив. моногр. / А.Р. Маттис [и др.] (всего 17); отв. ред. В. Н. Опарин; Рос. акад. наук, Сиб. от-ние Ин-та горн. дела. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2007. - 357 с.

6. Хосоев Д.В. Оценка горнотехнических условий Эльгинского месторождения с позиции применения горных комбайнов / Д. В. Хосоев // Горная промышленность. - 2016. -N 6. - С. 81.

7. Наговицин О.В. Горно-геологические информационные системы, область применения и особенности построения/ О.В. Наговицин, С.В. Лукичев// Проблемы недропользования. - 2016. - N4. - С. 69 - 73.

8. Эльгинский горно-обогатительный комплекс. I очередь строительства «Сведения об инженерном оборудовании, о сетях инженерно-технического обеспечения, перечень инженерно-технических мероприятий, содержание технических решений»: проектная документация. Подраздел 7: Техн. решения. Кн. 1: Горнотранспортная часть (разрез «Эльгинский») /Мечел-Инжиниринг» ОАОХК «Якутуголь». Нерюнгри, 2010. - 150с.

31

1

Н15

Н15в

0

Н15

24

20

^ 16

8

4

0

74 | «Горная Промышленность» №2 (138) / 2018