CC BY
40
-------------------------- © Л.А. Пучков, В.А. Атрушкевич,
С.А. Чернышев, О.А. Атрушкевич,
2006
Л.А. Пучков, В.А. Атрушкевич, С.А. Чернышев,
О.А. Атрушкевич
РАЗРАБОТКА И РЕАЛИЗАЦИЯ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ГИДРОМЕХАНИЗИРОВАННОЙ ДОРАБОТКИ ПРИКОНТУРНЫХЗАПАСОВ РАЗРЕЗОВ
Ж'Ж'елью появления и развития комбинированной разработки месторождений полезных ископаемых является повышение эффективности добычи за счет обеспечение комплексного использования природных и техногенных ресурсов. При этом масштабы разработки и реализации комбинированных технологических систем для угольных месторождений [1] значительно меньше, чем для рудных, что обусловлено целым рядом как объективных, так и субъективных причин. В последнее время, в связи с необходимостью повышения рентабельности угледобычи в условиях дефицита инвестиций, проблема приобрела особую актуальность. Применение комбинированных технологических схем в Кузбассе в основном реализуется в виде строительства небольших по мощности предприятий, осуществляющих добычу угля подземным способом из открытых горных выработок разрезов при выемке приконтурных запасов некондиционных для открытого способа. В настоящее время многие крупные разрезы Кузбасса, добывающие коксующиеся угли, имеют такие предприятия. Кроме того, по данным Института угля и углехимии СО РАН, на территории Кемеровской области имеется как минимум 31 геологический участок для эффективной открыто-подземной добычи угля [2].
Однако следует отметить, что формирование комбинированных технологических систем, как правило, осуществляется путем использования элементов традиционных открытой и подземной технологий, при этом доля применения того или иного способа определяется конкретными условиями и уровнем эффективности элементов. Использование в процессе конструирования комбинированных технологических систем элементов нетрадиционных высокоэффективных техно-
логий [3] позволит в ряде случаев снизить долю использования открытых горных работ в структуре комбинированной технологической системы. При этом открытые горные работы могут применяться лишь для вскрытия части запасов. На наш взгляд, идея комбинированной разработки месторождений не ограничивается простым сочетанием элементов существующего технологического обеспечения, а может привести к появлению особых «комбинированных технологий» на основе, специально созданного для этих целей, технических средств.
В процессе совершенствования открытой и подземной технологий добычи угля накоплена база технических и технологических решений, позволяющая с использованием достижений науки и техники синтезировать качественно новые технологии. Наиболее ярким примером синтеза элементов открытой и подземной технологий в единую технологическую систему является технология HIGHWALL, широко используемая в США и Австралии для выемки угля с уступа разреза [4]. В последнее время все больше угледобывающих компаний в России проявляют интерес к этой технологии, позволяющей с высокой эффективностью вести отработку прибортовых запасов пологих пластов, находящихся от борта разреза или вскрывающей траншеи на расстоянии менее 300-500 м.
В основе системы HIGHWALL заложено сохранение устойчивости горных пород в зоне уступа при отсутствии каких-либо дополнительных средств поддержания непосредственной кровли и полной механизации отработки запасов угля выемочными камерами с оставлением междукамерных целиков. Степень извлечения угля составляет 45-65 %.
Для выемки угля используют бурошнековые или комбайновые агрегаты, управляемые дистанционно из открытой горной выработки, что по праву позволяет назвать эту технологию - технологией XXI века. Один агрегат обслуживают 4-5 человек, а его возможная производительность составляет 1800 т/смену. Известен положительный опыт применения данной технологии при отработке запасов верхнего горизонта шахты «Распадская».
Понятен интерес “открытчиков” к подобному технологическому и техническому обеспечению, так как отпадает необходимость проведения вскрышных работ или всего комплекса работ характерных для подземного способа добычи.
Рис. 1. Оборудование для добычи угля из открытых горных выработок по технологии HIGHWALL
Однако в основу технологии HIGHWALL заложены принципы, лимитирующие ее область применения. В частности, проведение камер без крепления ограничивает их фактическую глубину, особенно при снижении устойчивости кровли. Необходимость наличия перед уступом горизонтальной площадки шириной порядка 30-50 м (рис. 1) значительно снижает возможность применения таких машин при отработке крутых пластов на действующих или отработанных разрезах. Сложная система транспорта, состоящая из модульных конвейеров, в незакрепленной камере снижает надежность функционирования системы в целом. Отсутствует возможность отработки придонных и подбортовых запасов без углубки траншеи и т.д.
В НПО «Гидротехнология» и Московском государственном горном университете накоплен большой опыт реализации технологических систем гидромеханизированной отработки запасов угля из открытых горных выработок (рис. 2). Разработаны и внедрены оригинальные средства гидромеханизированной выемки, транспортировки, обезвоживания и подземного обогащения угля
‘устье пентипяиионнои ШТОЛЬНИ
Выход пллсга I
А-А
__ ^ J^y- ~~-ч л Вентиляционная штольня
¿Л_?
//-----------7
Вонтилт донная почь у/у • у
/ /д Пульпотранспортная печь
, *■->,
•А—,/
~г~ 1 /Г|/1 Аккумулирующая штольня
^ 7
/ /
/____; /.
Параллольнля штопыт
*
Рис. 2. Технология гидромеханизированной доработки приконтурных запасов крутых и крутонаклонных пластов
Рис. 3. Интегрированная технология гидромеханизированной доработки приконтурных запасов пологих и наклонных пластов с подземным обогащением угля
(рис. 3). При этом многолетняя эксплуатация разработанных средств обезвоживания угля снимает с рассмотрения вопрос о “сезонности” работ, обусловленной влиянием низких температур.
Применение элементов разработанного технического обеспечения гидротранспорта и гидроразрушения в рамках технологии HIGHWALL упростит конструкцию агрегата, позволит отрабатывать запасы на большую глубину с меньшими (15-25 %) потерями в широком диапазоне горно-геологических условий, включающих: крутые пласты, пласты с кровлями пониженной устойчивости, обводненные пласты и т. д.
Совместные (с заинтересованными фирмами) разработка и внедрение подобной технологии является перспективным направлением развития технологических систем доработки приконтурных (и не только) запасов разрезов.
Перспективным для угольной промышленности является дальнейшее развитие и расширение масштаба реализации интегрированных технологий (рис. 3) [3], разрабатываемых на основе синтеза в единую технологическую систему традиционных и нетрадиционных элементов добычи, переработки и использования угля.
----------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Лось И.Н. Научные основы комбинированной разработки угольных месторождений Севера. - Новосибирск: Наука Сиб. Отделение, 1991.- 149с.
2. Грицко Г.И., Федорин В.А. Освоение угольных месторождений модульными шахтоучастками комбинированным способом// Открытые горные работы, пилотный номер, с. 29-33.
3. Интегрированные технологии добычи угля на основе гидромеханизации. Л.А. Пучков и др.- М.: Издательство МГГУ, 2000. - 296 с.
4. Применение системы HIGHWALL для выемки угля с уступа разреза. Краткий обзор // Открытые горные работы, 2000, №2, с. 54-56.
— Коротко об авторах -----------------------------------------------
Пучков Л.А., Атрушкевич В.А., Чернышев С.А. - Московский государственный горный университет,
Атрушкевич О.А. НПО «Гидротехнология».
