Повышение уровня концентрации горных работ на шахтах российской части Донбасса при интенсивных технологиях нового уровня Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

Анализ полученных результатов показывает эффективность применения метода внутреннего электролиза при выщелачивании шлака. Наиболее эффективно процесс протекает при использовании металлических электродов. Вместе с тем, гальванопара железо-углерод позволяет генерировать достаточно высокое значение электрического тока в системе, при этом убыль массы электродов минимальна. Наложение микро-токов создаваемых гальванопарой оказывает положительное влияние на процессы комплексообразования при выщелачивании меди с добавлением карбамида. Прирост по извлечению меди с гальванопарой и карбамидом составляет 10-17%. Метод внутреннего электролиза при выщелачивании шлака оказался весьма эффективным для интенсификации процесса выщелачивания меди и может быть рекомендован для исследований по выщелачиванию других медьсодержащих георесурсов.

Выводы

1. Бактериальное выщелачивание шлака медной плавки и пиритных огарков (Башлыкова Т.В и др.) - В сб. «Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья благородных металлов». Т 3. - Екатеринбург: УГГГА, 2002. - С. 11-12.

1. Гранулированный шлак представляет особый интерес в качестве сырья для производства строительных материалов и используется в этих целях без предварительного обез-меживания.

2. Большие запасы шлака при невысоком содержании в них ценных компонентов позволяют рассматривать их как потенциальный источник для получения меди и других металлов.

3. Основными минералами в шлаках являются вторичные сульфиды меди, пирит и магнетит, которые не могут быть эффективно извлечены при механическом обогащении.

4. Методами физико-химической технологии при интенсификации процесса выщелачивания короткозамкнутыми гальваническими элементами и добавлением в раствор серной кислоты карбамида возможно решить проблему доизвлече-ния ценных компонентов из гранулированных шлаков медной плавки.

---------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

2. О механизме действия карбамида при сернокислотном выщелачивании окисленных руд. (Чантурия В.А., Шадрунова И.В., Минеева И.А.и др.) - Цветные металлы, № 3, 2002.

__Коротко об авторах

Шадрунова ИВ. - ИПКОН РАН. Радченко Д.Н - Маг ГТУ. Матюшенко ГА. - ОАО ММК.

------------------------------------------ © В.М. Феоктистов, 2004

УДК 622.2:658.016.4 В.М. Феоктистов

ПОВЫШЕНИЕ УРОВНЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ГОРНЫХ РАБОТ НА ШАХТАХ РОССИЙСКОЙ ЧАСТИ ДОНБАССА ПРИ ИНТЕНСИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ НОВОГО УРОВНЯ

Семинар № 19

~П середине 90-х годов XX в. на кафедре

-Ш-* «Разработка пластовых месторождений» ШИ ЮРГТУ (НПИ) были проанализированы возможности использования новых принципов отработки запасов пластовых месторождений, предложенных акад. В.В. Ржевским [1], применительно к условиям российской части Донбасса. В результате, при сохранении основных достоинств отработки запасов с использованием «блок-стволов», была в свою очередь предложена технология, позволяющая интенсивно отрабатывать угольные пласты [2,

3].

Сущность одного из вариантов рекомендуемой технологии заключается в следующем. В центре шахтного поля до его нижней отметки проводят два центрально-сдвоен-ных ствола. После сооружения околоствольного двора, из его выработок осуществляют подготовку откаточного (концентрационного) горизонта: проводят магистральные откаточный и вентиляционный штреки, участковые квершлаги. Выход из вы работок откаточного горизонта на пласты осуществляют посредством слепых стволов и серии вертикальных скважин (либо одним восстающим диаметром до 3 м), предназначенных для спуска горной массы.

Подготовку выемочных столбов к выемке и очистные работы в пределах образованных таким образом блоков ведут традиционными способами. Транспортирование горной массы осуществляют: по ярусным штрекам - ленточными конвейерами в углеспускные скважины-бункера: по выработкам концентрационного горизонта- электровозами в вагонетках.

Очевидно, что магистральные выработки могут сооружаться и на других отметках, прежде всего технически и экономически обоснованных. При этом возможны варианты не только интенсивной отработки запасов шахтного поля, но и быстрый ввод предприятия в работу.

Заметим, что использование предлагаемого способа подземной разработки угольных месторождений по сравнению с традиционным позволяет: иметь меньшие объемы проведения вскрывающих и подготавливающих выработок; вскрывать и отрабатывать свободные участки шахтопластов, примыкающие к действующему шахтному полю, без проведения основной грузоподъемной вскрывающей выработки, сооружения новой поверхности и ком-

муникаций различного назначения; увеличивать при необходимости размер отрабатываемого столба до 3-4-х км за счет разделения участковых горизонтальных выработок в пространстве.

В целом технология отвечает двум основным требованиям, выполнение которых приводит к получению высокого уровня концентрации горных работ и интенсивной отработке запасов: предельно простая сеть вскрывающих и подготавливающих выработок и их минимальная протяженность; возможность обеспечения поточной работы очистных забоев с целью достижения максимальной нагрузки и, как следствие, получение высоких техникоэкономических показателей работы шахты.

Экономическая эффективность предлагаемой технологии подтверждается техникоэкономическим сравнением ее с типичной для шахт российской части Донбасса по критериям «сумма капитальных и эксплуатационных затрат», «надежность выполнения

плановых заданий шахтой», «приведенная ценность проекта», «внутренняя норма рентабельности, «простой и дисконтированный сроки окупаемости капитальных вложений (инвестиций)». Расчет трех последних показателей осуществлялся по Методике оценки проектов строительства и реконструкции шахт в условиях рыночной экономике, изложенной в работе проф. Еремеева В.И. [4]. Горно-геологические и горнотехнические условия сравнения двух технологий были приняты близкими к параметрам и факторам разработки пласта 13н'1 шахты им. М.П. Чиха ОАО «Ростов-уголь»: на балансе один антрацитовый пласт мощностью 1,13 м, угол падения 15°, плотность угля 1,72 т/м боковые породы - средней устойчивости, шахта - негазовая, максимальный водоприток - 360 м3/ч. В работу вводится бремсберговая часть шахтного поля с размерами: по простиранию - 5760 м, по падению - 1600 м.

К сравнению, как указывалось выше, принимались два варианта:

1. Шахтное поле вскрыто двумя центрально-сдвоенными стволами и капитальным квершлагом, пройденным на нижнюю отметку бремсбергового поля. Способ подготовки - панельный, в работе две панели, в каждой из которых размещены по два очистных забоя. Панели подготавливаются традиционным для

шахт российской части Донбасса способом - в центре проводятся три пластовые наклонные выработки, на флангах - фланговые сбойки. Система разработки - длинными столбами по простиранию с двукратным использованием ярусного откаточного штрека.

Очистные забои оборудованы комплексами 1КД90 с комбайном 1К103, длина лавы 200 м. Нагрузка на каждый очистной забой устанавливалась из расчета надежного выполнения планового задания шахтой (125000 т/мес) и составляла для каждого 1200 /сут.

2. Шахтное поле вскрыто двумя центрально-сдвоенными вертикальными стволами и капитальным квершлагом, проведенным на нижнюю отметку бремсбергового поля. На этой глубине сооружается концентрационный горизонт: проводятся магистральный штрек, два участковых квершлага. Из последних слепыми стволами и восстающими вскрываются запасы двух панелей. На флангах панелей из главного вентиляционного штрека проводятся фланговые сбойки. Система разработки - длинными столбами по простиранию с двукратным использованием ярусного откаточного штрека.

Нагрузка на каждый очистной забой и их длина приняты аналогичными варианту 1. Очистные забои также оборудованы комплексами 1КД90 с комбайном 1К103.

Технико-экономическое сравнение вариантов, а также оптимизация параметров способа отработки запасов с сооружением концентрационного горизонта позволили сделать следующие основные выводы:

1. Учтенные затраты по рекомендуемой технологии в 1,07-1,2 раза меньше, чем при традиционной. Основное влияние на формиро-

вание величины эксплуатационных затрат на добычу 1 т угля при предлагаемой технологии разработки пологих антрацитовых пластов имеют подготовительные работы. Удельный вес затрат на добычу угля по этому элементу расходов составляет 50,8-61,0% в общих.

Затраты на сооружение слепых стволов и восстающих в зависимости от влияющих факторов, определяющих протяженность вертикальных выработок (прежде всего - число ярусов в панели), составляет 17-18% от общих расходов на проведение выработок. Их удельный вес в общей сумме учтенных эксплуатационных затрат на добычу 1 т угля незначителен и составляет 8,6-10,0%.

2. В рассматриваемых условиях оптимальным по критериям «внутренняя норма рентабельности», «дисконтированный срок окупаемости капитальных вложений», «надежность выполнения плановых заданий шахтой» является вариант способа разработки с концентрационными горизонтами, предусматривающий ввод в работу в шахтном поле одной панели с тремя очистными забоями при проектной мощности шахты Аш > 3000 т/сут и с двумя лавами при плановом задании шахте менее 3000 т/сут. При этом длина лав должна находиться в пределах 230-270 м, размер выемочного столба -1200-1250 м.

Полученные при сравнении технологий результаты подтверждают привлекательность идеи акад. Ржевского В.В. об отработке запасов «блок-стволами». Разработанные на ее принципах технологии позволяют не только интенсивно отрабатывать запасы угольных месторождений, но и экономически эффективны.

1. Ржевский В.В. О принципах вскрытия угольных месторождений // Уголь. - 1984. - № 4. - С. 13-19.

2. Патент № 2120551 (РФ). Способ подземной разработки пластовых месторождений полезных ископаемых / Борзяк В.Е., Гончаров В.В., Компанеец ВТ., Матвеев В.А., Феоктистов В.М., Шаповалов В.П. Б.И. 1998, № 29.

3. Патент № 2183272 (РФ). Способ подземной разработки пластовых месторождений полезных ископае-

---------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

мых / Борзяк В.Е., Компанеец ВТ., Малец А.Л., Матвеев В.А., Титов Н.В., Феоктистов В.М., Шаповалов В.П. Б.И. 2002, № 16.

4. Еремеев В.И. Особенности анализа и оценки проектов горных предприятий в условиях рыночной экономики. В сб. «Технико-экономические и социальноэкологические проблемы угледобывающего производства». - Шахты: Изд-во Ростовского науч.-технич. центра «Недра», 1995. - С. 3-6.

Коротко об авторах

Феоктистов В.М. - доцент, кандидат технических наук, Шахтинский институт Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института).