CC BY
24
8. Popov S.M., Kulikova A.S. Ekologo-ekonomicheskie osnovy ispol'zovaniya pod-zemnogo prostranstva pod vodnymi ob"ektami // GIAB (nauchno-tekhnicheskij zhurnal). 2012. T. 12. S. 46-51.
9. Predlozheniya po primeneniyu polimernyh kompozitnyh materialov i konstrukcij v energeticheskoj otrasli. OAO «MMEZ-KT», 86 S. [Elektronnyj resurs]. Rezhim dostupa www.mempci.ru ot 23.06.2014.
10. Gosudarstvenno-chastnoe partnerstvo - put' k resheniyu zadach perevoda sistem shahtnogo vodootliva na ispol'zovanie kompozitnyh materialov / V.I. Efimov, D.V. Konovalov, S.M. Popov, P.M. Fedyaev // Ugol'. 2014. № 11 (1064). S. 59-65.
11. Gosudarstvenno-chastnoe partnerstvo - put' k resheniyu zadach perevoda sistem shahtnogo vodootliva na ispol'zovanie kompozitnyh materialov/ V.I. Efimov, D.V. Konovalov, S.M. Popov, P.M. Fedyaev // Ugol'. 2014. № 11 (1064). S. 59-65.
12. Efimov V.I. Justification of the use of polymer composite materials for systems of mine water outflow // Miners week. 2015. Reports of the xxiii international scientific symposium. 2015. S. 233-239.
УДК 622.2
РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ РАЗРАБОТКИ МОЩНЫХ ПОЛОГИХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ НА ШАХТАХ КУАНГНИНЬСКОГО БАССЕЙНА
В.П. Зубов, Фунт Мань Дак, Ву Тхай Тьен Зунг
Отмечена актуальность вопросов, связанных со снижением эксплуатационных потерь угля при подземной разработке пологих и наклонных угольных пластов мощностью более 10...12 м. Рассмотрены варианты технологии отработки пологих и наклонных угольных пластов мощностью 10.22 м, предназначенные для использования на шахтах Куангниньского бассейна Вьетнама. Разработанная технология включает разделение пласта на два наклонных технологических слоя, каждый из которых состоит из подсечного слоя и вышерасположенной пачки (подкровельной или межслоевой) угля определенной мощности, отработку которой ведут с обрушением и выпуском угля на завальный конвейер. Выполнена оценка влияний горно-геологических факторов на величины рациональных мощностей подкровельной и межслоевой пачек, при которых обеспечиваются минимальные эксплуатационные потери угля и затраты на его выпуск. Рассмотрен способ снижения эксплуатационных потерь угля, включающий создание в подкровельной (межслоевой) пачке «плоскостей скольжения», обеспечивающих управляемое перемещение обрушающегося угля к месту его выпуска на завальный конвейер.
Ключевые слова: уголь, пласты мощностью более 10-12 м, эксплуатационные потери угля, управляемый выпуск угля, завальный конвейер, мощность подкровельной и межслоевой пачки.
Введение.
Практический опыт отработки мощных угольных пластов в различных угольных бассейнах мира [1-18,21] свидетельствует о том, что в настоящее время к числу актуальных относятся вопросы, связанные со снижением эксплуатационных потерь угля и издержек производства при отработке пластов мощностью более 10.. .12 м. При переходе на отработку пластов такой мощности известные в настоящее время технологии характеризуются резким увеличением эксплуатационных потерь угля до величин, превышающих 35.40 %.
В соответствии с перспективными планами развития угольной промышленности Вьетнама предполагается к 2030 году увеличить объемы добычи угля на 30.35 млн тонн угля в год. Необходимые для решения этой задачи запасы углей ликвидных марок имеются в пластах Куангниньского угольного бассейна, мощность которых достигает 49 м [20]. Доля пологих и наклонных пластов мощностью более 10 м в общем объеме балансовых запасов данного бассейна превышает 9.10 %.
Целью исследований, результаты которых представлены в данной статье, являлась разработка технологии выемки пологих и наклонных угольных пластов мощностью более 10.12 м в условиях шахт Куангнинь-ского бассейна, обеспечивающей снижение эксплуатационных потерь угля и участковой себестоимости его добычи при выпуске угля подкровельной и межслоевой пачек на завальный конвейер, расположенный в области выработанного пространства, непосредственно прилегающей к секциям крепи подсечного слоя.
В качестве базового объекта при проведении исследований принята шахта «Халам» - одна из крупнейших шахт Вьетнама. На данной шахте запасы угля в пологих и наклонных пластах 7, 10, 11 и 14, мощность каждого из которых более 10 м, превышают 50 % общих балансовых запасов [19].
Методика исследований. Блок-схема алгоритма проведения исследований приведена на рис.1. Исследования включали анализ практического опыта отработки мощных пологих и наклонных угольных пластов с углами падения до 30.32 0 на шахтах России, Китая, Польши, Вьетнама, Австралии, Южной Африки, Словении; численное моделирование с использованием метода конечных элементов напряжённо-деформированного состояния подкровельных и межслоевых пачек угля при использовании систем разработки пластов с обрушением и выпуском угля; моделирование процесса выпуска угля на завальный конвейер на моделях из эквивалентных материалов при различных типах пород кровли пласта и мощностях подкровельных пачек угля; оценку областей использования разработанной технологии при различных сочетаниях горно-геологических и горнотехнических факторов.
Оценка актуальности решений задачи
Анализ опыта использования
известных технологий отработки мощных пластов
I
Обоснование принципиальной схемы разрабатываемой технологии и требований к её параметрам
Оценка области использования разрабатываемой технологии
Определение основных параметров разрабатываемой технологии
Лабораторные исследования и численное
моделирование £
Аналитические исследования
л х 5
Б £ Ё
о 5 >
ш 5
я Я ¥
2 5 С о
о £ т Е Ф >,
о
Нр
2 8 I
к со
сё ю
5 §
§ Б
2 со
О &
£ л
X т
л со
^ С
га 2 СО X
1С О ^
Апробация параметров на моделях из эквивалентных материалов. Сравнение с производственными данными
Рис. 1. Блок-схема алгоритма проведения исследований
Результаты исследований и их обсуждение.
Выполненные исследования показали, что к числу горно -геологических факторов, существенно осложняющих отработку пластов 7, 10, 11 и 14 в условиях шахты «Халам» относятся: значительная мощность пластов, достигающая 49 м; повышенная изменчивость мощности пластов в пределах отрабатываемых участков шахтных полей; залегание в кровле пластов труднообрушающихся пород, склонных к значительным зависаниям в выработанном пространстве; повышенная нарушенность пластов дизъюнктивными геологическими нарушениями.
В настоящее время на шахтах Вьетнама и других странах при отработке пологих и наклонных угольных пластов мощностью от 5...6 м до 10.. .12 м наибольшее распространение получили две технологии: технология с разделением пласта на наклонные слои и технология с обрушением и выпуском угля подкровельной пачки [1-18, 21].
В технологии с обрушением и выпуском подкровельной пачки в основном используют следующие два варианта:
- с выпуском угля на забойный конвейер подсечного слоя;
- с выпуском угля на завальный скребковый конвейер, расположенный в области выработанного пространства, непосредственно прилегающей к секциям крепи.
Первый из указанных вариантов реализован, в частности, в механизированных комплексах УНР-731 (Венгрия), КТУ, КНК70, КНКМ (Россия). Второй - в механизированных комплексах КМ138В, КМ81В, КМ130В (Россия), ВиСУЕШ (США), /ББ (Китай) и дру-гих.Существенным недостатком технологии с выпуском на забойный конвейер через выпускные люки в перекрытиях секций крепи является то, что из-за малого расстояния от забоя лавы до выпускного люка не обеспечивается разрушение подкровельной толщи горным давлением и крепью, необходимое для самообрушения и выпуска угля. Реализуемый на практике свободный выпуск угля, когда его движение подчиняется законам выпуска сыпучих материалов в пределах зоны потока с образованием воронки выпуска, приводит к частым зависаниям угля над люками. Производительность выпуска при этом существенно зависит от квалификации рабочих и обычно не превышает 200 т/ч с низкой вероятностью стабильности этого показателя. Поэтому обычно, даже при отработке пластов с коэффициентом крепости угля по шкале М.М. Протодьяконова до 1,2.1,5, возникает необходимость в дополнительном разрыхлении подкровельной пачки угля. При этом используют в основном буровзрывные работы, которые существенно снижают безопасность данной технологии, ее эффективность, а, следовательно, и область применения.
При выпуске на завальный скребковый конвейер создаются более благоприятные условия для разрушения угля подкровельной толщи горным давлением и крепью. По данной причине выпуск угля на завальный
163
скребковый конвейер в настоящее время является одним из перспективных направлений совершенствования технологий отработки мощных пологих угольных пластов.
Процесс добычи угля при выпуске на завальный скребковый конвейер осуществляется в следующей последовательности: выемка комбайном угля подсечного слоя, передвижка крепи, передвижка забойного конвейера, подтягивание завального конвейера, обрушение подкровельной пачки угольного пласта.
Выполненные исследования показали, что при переходе на отработку пластов мощностью больше 10.12 м известные технологии характеризуются резким увеличением эксплуатационных потерь угля и издержек производства. Возрастание потерь угля при использовании технологий с отработкой пластов наклонными слоями связано, в основном, с оставлением межслоевых пачек угля и целиков между выемочными уастками, а при использовании технологий с обрушением и выпуском угля - с усложнением процесса выпуска разрушенного угля подкровельной пачки и, как следствие этого, оставлением больших масс угля на почве пласта в выработанном пространстве лавы (рис. 2). При использовании технологии с обрушением и выпуском угля на пластах мощностью более 10.12 м величина эксплуатационных потерь, как правило, превышает 30.35 %. При этом максимальными эксплуатационными потерями характеризуется отработка участков шахтных полей, в пределах которых основная кровля пластов представлена труднообрушающимися породами, склонными к значительным зависаниям в выработанном пространстве лавы, а мощность пород непосредственной кровли Ьнк. < 0,5 х1 ку/ кп, где: х1 - мощность подкро-вельной пачки угля; ку и кп - соответственно, коэффициенты разрыхления угля и пород непосредственной кровли при их обрушении.
Значительное увеличение потерь угля при залегании в кровле пласта труднообрушающихся пород основной кровли и незначительной мощности непосредственной кровли объясняется следующим. При залегании над пластом неустойчивых пород непосредственной кровли большой суммарной мощности граница АВ пород, обрушившихся в выработанном пространстве, расположена под углом естественного откоса ф (рис. 2, а), примерно равном 50.55°. Вдоль этой границы обрушившийся уголь подкровельной пачки перемещается в сторону завального конвейера 1, что способствует снижению потерь угля.
При залегании над пластом пород основой кровли, склонных к значительным зависанием (рис. 2, б), и незначительной мощности пород непосредственной кровли в выработанном пространстве отсутствуют массивы обрушившихся пород, препятствующих попаданию угля в выработанное пространство при обрушении подкровельной пачки и способствующих перемещению угля в сторо- ну завального конвейера. Большие
массы угля 2 (рис. 2, б) остаются на почве отрабатываемого слоя в выработанном пространстве.
Представленная на рис. 2, б геомеханическая ситуация характеризуется максимальными потерями угля, достигающими 50 % и более балансовых запасов.
а
подкровельной пачки и пород кровли в выработанном пространстве лавы подсечного слоя: а- при залегании в кровле пласта легкообрушающихся пород большой мощности; б- при залегании в кровле пласта трудноообрушающихся пород: фг - угол естественного откоса разрушенного угля, Ьу, Ьн, Ьк - соответстввенно, шаг обрушения угля, пород непосредственной кровли и пород основной кровли;
3- трещины горного давления в подкровельной пачке угля
Выполненные исследования позволяют констатировать, что в настоящее время в мировой практике отсутствуют технологии, позволяющие в рассмотренных горно-геологических условиях отрабатывать пологие и наклонные пласты мощностью более 10.12 м с коэффициентом извлечения запасов, превышающим 50.60 %. Такой уровень эксплуатационных потерь не соответствует основным направлениям технической политики угледобывающих стран в области использования угля, являющимся ценным не восполняемым природным ресурсом. Уголь продолжает оставаться
одним из главных энергоносителей, возрастает его роль как уникального природного сырья для химического производства.
Обоснование ресурсосберегающих технологий (рис. 3) отработки пластов мощностью более 10.12 м, в кровле которых залегают труднооб-рушаемые породы, выполнено в соответствии с принятой авторами статьи идеей, к числу основных положений которой относятся: угольные пласты разделяют на технологические слои, выемку каждого из которых ведут с обрушением и выпуском угля подкровельной и межслоевой пачек на завальные конвейеры; мощность каждого технологического слоя принимают из условия обеспечения необходимого разрушения подкровельной и межслоевой пачек угля впереди забоев лав подсечных слоев опорным горным давлением; обеспечение управляемого процесса выпуска разрушенного горным давлением угля подкровельной и межслоевой пачек на завальные конвейеры с использованием секций крепи подсечного слоя, независимо от шага обрушения пород кровли пласта.
При реализации этой технологии пласт разделяют на два технологических слоя, каждый из которых включает подсечной слой мощностью Нп и вышерасположенную пачку угля мощностью Х1 (Х2), предназначенную для выпуска. Верхний слой отрабатывают с выпуском подкровельной пачки угля мощностью Х1, нижний слой - с выпуском межслоевой пачки угля мощностью Х2.
Для повышения эффективности управления выпуском угля и снижения тем самым его эксплуатационных потерь в подкровельной и межслоевой пачках создают области с повышенной степенью разрушения угля 6 («плоскости скольжения»), расположенные под определенным углом ф к горизонтальной плоскости. «Плоскости скольжения» могут быть созданы, например, путем гидроразрыва угля или взрывания в подкровельной (межслоевой) пачке камуфлетных зарядов взрывчатых веществ. Паспорта способов ослабления пласта определяются в каждом конкретном случае с учетом прочностных характеристик угля, мощности подкровельной (межслоевой) пачки, газоносности пласта. Расстояние между «плоскостями скольжения» рекомендуется принимать равным шагу подвигания лавы подсечного слоя, через который производится обрушение и выпуск угля подкровельной (межслоевой) пачки.
По «плоскости скольжения» разрушенный уголь под воздействием собственного веса перемещается к месту его самопогрузки на завальный конвейер 1 подсечного слоя (рис. 3). По данным исследований на моделях из эквивалентных материалов положительный эффект достигается при величинах угла ф, определяемых из выражения в < ф < 90о, где в - угол естественного откоса разрушенного угля. Уменьшение угла ф от 90 до 40о приводит к снижению эксплуатационных потерь угля при выпуске в 1,3.1,7 и 2,0.2,5 раза по сравнению с потерями, фиксируемыми при ведении
очистных работ в горнотехнических ситуациях, приведенных, соответственно, на рис. 2, а и 2, б.
Минимальные потери угля наблюдаются при угле ф равном углу естественного откоса разрушенного угля (около 40.45 о).
К числу основных параметров рекомендуемой технологии относятся максимально допустимые по фактору горное давление значения мощностей подкровельной (Х\) и межслоевой (Х2) пачек угля (рис. 3). Максимальная экономическая эффективность очистных работ достигается при значениях Х\ и Х2 равных высоте (Ик) области разрушенного опорным горным давлением угля в подкровельной (межслоевой) пачке впереди забоя лавы подсечного слоя.
Рис. 3. Принципиальная технологическая схема, рекомендуемая для отработки пологих и наклонных угольных пластов мощностью
10-22 м на шахте «Халам»
Значения Ик для условий отработки пластов 7,10,11 и 14 на шахте «Халам» могут быть оценены с использованием номограммы, представленной на рис. 4. На величину данного параметра наиболее существенное влияние оказывают: глубина ведения горных работ Н; прочностные характеристики угля; структура пород кровли угольного пласта; скорость по-двигания лавы.
На рис. 3: ТОК, ЛОК - основная кровля представлена, соответственно, труднообрушающимися или легкообрушающимися породами); ц = уН/ бсжкр, где у - средневзвешенная плотность пород покрывающей толщи, Н - глубина ведения очистных работ, бсжкр - предел прочности угля при одноосном сжатии [Зубов -управление кровле ],
При различных сочетаниях влияющих факторов высота области (Нк) разрушенного угля в подкровельной пачке угля изменяется от 1,5.2,0 м до 8.10 м.
Следует отметить, что в ряде случаев определяющее влияние на величину Нк может оказывать скорость подвигания лавы, с уменьшением которой Нк возрастает. Данный факт необходимо учитывать при определении длины лавы и выборе графика организации очистных работ. Рациональная скорость подвигания лавы для конкретных горнотехнических ситуаций, по мнению авторов статьи, может быть определена только в результате опытно-промышленной проверки разработанной технологии.
Для условий отработки пластов 7, 10, 11, 14 высота области разрушенного опорным горным давлением угля в межслоевой пачке угля Х2 (рис. 3) на 25.35 % меньше соответствующих значений Ик, определенных для подкровельной пачки Х1.
Рис. 4. Номограмма для оценки высоты области угля, разрушенного опорным горным давлением в подкровельной пачке, для условий отработки пластов 7,10,11 и 14 (шахта «Халам»)
С учетом численных значений указанных параметров, представленная на рис. 3 технологическая схема может быть использована при отработке пластов мощностью 10.22 м с углями, характеризующимися коэффициентом крепости по шкале Протодьяконова М.М. менее 1,1.1,3. Расширение области применения рассматриваемой схемы с двумя технологическими слоями для пластов большей мощности, до 25.28 м, возможно при дополнительном разрушении верхней части межслоевой пачки Х2 (рис. 3), гидроразрывом или буровзрывным способом в период отработки верхнего технологического слоя.
О 50 100 150 200 250 1Л, м
Рис. 5. Влияние длины лавы (1л) и длины выемочного столба ^ст) на участковую себестоимость при отработке верхнего технологического слоя мощностью 10-13 м: сплошные линии - при использовании рекомендуемой технологии (рис. 3); пунктирные линии - при отработке пласта наклонными слоями
Предварительная оценка длины лавы, длины столба и области рационального использования разработанной технологической схемы может быть произведена по результатам аналитических исследований, представленным на рис. 5.
Из рис. 5 следует, что при длине очистного забоя менее 85.110 м и длине выемочных столбов до 750 м отработку верхнего технологического слоя мощностью 10.13 м (рис. 3) экономически целесообразно производить с использованием разработанной технологии. С уменьшением длины столба приемлемая по экономическим критериям длина очистного забоя возрастает. Так при длине столба 750 м экономически целесообразно использовать разработанную технологию при длине лав до 100.110 м. С уменьшением длины столба до 250 м длина лав возрастает до 150.160 м.
Разработанная технология является менее чувствительной к уменьшению длины столба, что имеет значение при отработке участков, осложненных непереходимыми дизъюнктивными геологическими нарушениями, характерных для шахт Куангниньского бассейна. Так при ее использовании с оптимальными значениями длины лавы (60.75 м) уменьшение длины столба с 750 до 250 м приводит к увеличению удельных участковых затрат на 14.16 %. При использовании же альтернативной технологии на базе системы разработки наклонными слоями при уменьшении длины столба в указанном диапазоне участковая себестоимость возрастает не менее чем на 30 %.
Следует отметить, что при построении графика, представленного на рис. 5, не учитывался экономический эффект, связанный со снижением потерь угля при использовании разработанной технологической схемы.
Использование разработанной технологии в условиях перспективных шахт («Халам», «Тхонгньят» и др.) Куангниньского угольного бассейна для отработки пластов мощностью более 10.12 м позволяет: по сравнению с типовой технологией отработки мощных пластов наклонными слоями примерно в два раза уменьшить удельную протяженность участковых подготовительных выработок и на 30.40 % уменьшить потери угля в целиках, оставляемых между выемочными участками; по сравнению с известными технологиями отработки мощных пластов с обрушением и выпуском угля подкровельной пачки - уменьшить потери угля при выпуске не менее чем на 30.50 %.
На начальном этапе внедрения разработанной технологии рекомендуется: параметры Х\ и Х2 (рис. 3) определять из выражений: Х\ < Ик, Х2 < 0,65 Х\; принимать мощность подсечных слоев Нп равной 2,5.3,0 м, а длину лавы подсечного слоя - 60.70 м. При отработке подсечных слоев целесообразно использовать механизированные комплексы с крепями поддерживающе-оградительного типа с активным управляемым ограждением, призабойным и завальным конвейерами.
Заключение
1. При отработке пологих и наклонных угольных пластов мощностью более 10.12 м, в кровле которых залегают трудно обрушающиеся породы, использование известных технологий не позволяет снизить значения коэффициентов потерь полезного ископаемого до величин меньших 40.50 % .
2. К числу факторов, оказывающих наиболее существенное влияние на величину эксплуатационных потерь полезного ископаемого при использовании технологий с разрушением и выпуском угля подкровельной пачки на завальный конвейер подсечного слоя, относятся склонность пород основной кровли к зависаниям в выработанном пространстве и мощность пород непосредственной кровли. Эксплуатационные потери при использовании традиционных технологий с выпуском угля на завальный конвейер, определенные для пластов с трудно обрушающимися кровлями, в 1,4.1,8 раза превышают соответствующие показатели при отработке пластов с легко обрушающимися кровлями.
3. Объективные предпосылки для существенного повышения эффективности отработки пологих и наклонных угольных пластов мощностью 10.22 м создаются при использовании комбинированной технологии, включающей разделение пластов на наклонные слои и применение при выемке каждого наклонного слоя системы разработки с выпуском угля подкровельных и межслоевых пачек на завальные конвейеры подсечных слоев.
4. При отработке пластов с использованием технологии с выпуском угля на завальные конвейеры подсечного слоя снижение потерь угля на участках шахтных полей с трудноо брушающимися породами кровли до-
\70
стигается при создании в подкровельных (межслоевых) угольных пачках ослабленных зон («плоскостей скольжения»), расположенных под углом в < ф < 90о к горизонтальной плоскости, равным углу естественного откоса разрушенного угля.
5. Учитывая, что исходные данные о горно-геологических условиях отработки конкретных участков шахтных полей, как правило, носят вероятностный характер, рекомендуемые параметры технологии отработки пологих и наклонных угольных пластов мощностью 10.22 м следует использовать как базовые на начальном этапе внедренческих работ. В дальнейшем неизбежна их корректировка с учетом уточненных прочностных характеристик угольного массива, степени его нарушенности, специфики горнотехнической ситуации и скорости подвигания лав.
Список литературы
1. Дочев П.П. Обоснование параметров технологии разработки мощных пологих пластов с управлением процессами разрушения подкро-вельной толщи: автореф. дис. . канд. техн. наук. Сибирский государственный индустриальный университет. Кемерово: ИИУ СО РАН, 1999. 18 с.
2. Технология одностадийной разработки мощных пологих угольных пластов с выпуском угля на завальный конвейер: монография /
A.Ю.Ермаков, С.И.Калинин, В.В.Мельник, С.А.Новосельцев. Новокузнецк: Сибнииуглеобогащения, 2013. 256 с.
3. Зайденварг В.Е. Угольная промышленность за рубежом. Горная промышленность / В.Е. Зайденварг, Н.И. Гаркавенко, В.С. Афендиков и др. М., 1993. 389 с.
4. Зубов В.П., Ву Тхай Тьен Зунг, Фам Куанг Нам. Технология отработки угольных пластов мощностью 12-25 м на шахте Халам (Вьетнам) // ГИАБ (научно-технический журнал). Спец. Вып. №60-1. М.: Горная книга, 2015. С.81-88.
5. Калинин С.И., Колмагоров В.М. Геомеханическое обеспечение эффективной выемки мощных пологих пластов с труднообрушаемой кровлей механизированными комплексами. Кемерово: Кузбассвузиздат, 2002. 113 с.
6. Отработка мощного угольного пласта механизированным комплексом с выпуском подкровельной пачки / С.И.Калинин [и др.] // Кемерово: Кузбасский гос. технический университет, 2011. 223 с.
7. Перспективные технические решения отработки мощных пологих угольных пластов с выпуском / В.И. Клишин, А.В. Николаев, А.П. Егоров,
B.Н. Фрянов // Уголь. 2011. № 12. С.6-10.
8. Технология разработки запасов мощных пологих пластов с выпуском угля: монография / В.И. Клишин, И.А. Шундулиди, А.Ю. Ермаков, А.С. Соловьев. Новосибирск: Наука, 2013. 248 с.
9. Совершенствование технологии и средств комплексной механизации выемки мощных пологих пластов с выпуском угля подкровельной толщи. Обзор. М.: ЦНИЭИуголь, 1977. 81 с.
10. Файтанг Ф., Диан Ц. Комплексно -механизированная выемка мощных пластов и тенденции ее развития в Китае // Сб. тр. междунар. конгресса по комплексно-механизир. выемке с высокой нагрузкой и эффективностью. Пекин, 1992. С.1-13.
11. Выбор параметров технологии отработки мощных пологих пластов с выпуском межслоевых и подкровельных пачек угля / И.А. Шундулиди, A.C. Марков, С.И. Калинин, П.В. Егоров. Кемерово: Кемеровское книжное издательство, 1999. 258 с.
12. Шундулиди И.А. Интегрированные технологические системы двухстадийной отработки запасов мощных угольных пластов: монография / под ред. О.В.Михеева. М.: Междунар. академия связи, 2004. 359 с.
13. Шундулиди И.А., Козовой Г.И. Технология и механизация эффективной разработки мощных пологих и наклонных угольных пластов. М.: Изд-во ИСПИН, 2001. 204 с.
14. Abouzar V. Mine-scale numerical modelling of longwall operations / V.Abouzar, J.Albrecht, W.Gibson // 10th Underground Coal Operators' Conference, edited by N.Aziz. Australia, 2010. P.115-124.
15. Bruce K Hebblewhite. A review of current international thick seam mining practices and geotechnical challenges (An expanded presentation on thick seam mining, based on the Morgantown 2013 conference presentation) // 32nd Int. Conf. on Ground Control in Mining. USA, 2013. 99 p.
16. Bruce K Hebblewhite. International practice in high performance underground thick coal seam extraction and related ground control challenges // 32nd Int. Conf. on Ground Control in Mining. USA, 2013. 7 p.
17. Desai C.S. Numerical Methods in Geomechanics. New York: McGraw-Hill, 2001. 267 p.
18. Doan Van Kien. Nghien cuu lua chon cong nghe co gioi hoa khai thac va thiet ke, che tao loai dan chong tu hanh phu hop ap dung doi voi dieu kien dia chat cac via day do doc den 35o tai vung Quang Ninh / Doan Van Kien, Nguyen Anh Tuan, Phung Manh Dac va nhung nguoi khac. Ha noi, 2008. 207 trang.
19. Tran Xuan Hoa. De an Doi moi va hien dai hoa cong nghe trong nganh cong nghiep khai khoang den nam 2015, tam nhin den nam 2025. Ha noi, 2008. 64 trang.
20. Quyet dinh Phe duyet Quy hoach phat trien nganh than Viet Nam den nam 2020, co xet trien vong den nam 2030. Ha noi, 2013. 36 trang.
21. Vü Thai Tien Düng. Däc diem cua qua trinh thu hoi than khi sü dung vi chong co gioi hoa / Vü Thai Tien Düng, V.P.Zubov // Thong tin khoa hoc cong nghe mo. Ha noi, 2015. So 12. Trang 18-20.
Зубов Владимир Петрович, д-р техн. наук, зав. кафедрой, [email protected], Россия, Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский горный университет,
Фунт Мань Дак, канд. техн. наук, [email protected], Вьетнам, Ханой, Ханойский горно-геологический университет,
Ву Тхай Тьен Зунг, лектор, канд. техн. наук, [email protected], Вьетнам, Ханой, Ханойский горно-геологический университет
RESOURCE-SAVING TECHNOLOGIES IN UNDERGROUND MINING OF THICK FLAT
SEAMS OF THE QUANGNINH COAL BASIN
V.P. Zubov, Phung Маnh Оас, Thai Vu Tien Dung
The article shows the relevance of issues related to the reduction in operational losses of coal in the underground mining of flat and dipping coal seams with a height of more than 10-12m. This paper presents technology options for the mining of flat and dipping coal seams with the heights from 10 to 25m at the Quangninh basin in Vietnam.
The developed technology includes separation of the coal seam into two dipping technological layers, each of these layers consist of a lower seam section and an upper seam section (underroof or interlayer) of a certain height; the upper seam section is extracted by the top coal caving (LTCC) method when the coal falls onto the rear mounted armoured face conveyor. The method of reducing the operational losses of coal is considered, these method includes formation of "slip planes" in the underroof (interlayer) upper seam section, which provides controlled movement of the collapsing coal to the place of its loading on the rear mounted armouredface conveyor.
Key words: coal, seam height of more than 10-12m, operational losses of coal, controlled coal drawing, height of underroof and interlayer band.
Zubov Vladimir Petrovich, Doctor of Technical Sciences, Professor, Doctor of Technical Sciences, Professor, [email protected], Russia, Saint Petersburg, Saint-Petersburg Mining University,
Phunt Маnh Dаc, Candidate of Technical Science, dacphungmanh@gmail. com, Vietnam, Hanoi, Hanoi Mining-Geological University,
Thai Vu Tien Zung, Candidate of Technical Science, Senior Lecturer, vuthaitien-dung. ta@gmail. com, Vietnam, Hanoi, Hanoi Mining-Geological University
Reference
1. Dochev P.P. Obosnovanie parametrov tekhnologii razrabotki moshchnyh pologih plastov s upravleniem processami razrusheniya podkro-vel'noj tolshchi: avtoref. dis. ... kand. tekhn. nauk. Sibirskij gosudar-stvennyj industrial'nyj universitet. Kemerovo: IIU SO RAN, 1999. 18 s.
2. Tekhnologiya odnostadijnoj razrabotki moshchnyh pologih ugol'-nyh plastov s vypuskom uglya na zaval'nyj konvejer: monografiya / A.Yu.Ermakov, S.I.Kalinin, V.V.Mel'nik, S.A.Novosel'cev. Novokuz-neck: Sibniiugleobogashcheniya, 2013. 256 s.
3. Zajdenvarg V.E. Ugol'naya promyshlennost' za rubezhom. Gornaya promyshlen-nost' / V.E. Zajdenvarg, N.I. Garkavenko, V.S. Afendikov i dr. M., 1993. 389 s.
4. Zubov V.P., Vu Thaj T'en Zung, Fam Kuang Nam. Tekhnologiya ot-rabotki ugol'nyh plastov moshchnost'yu 12-25 m na shahte Halam (V'etnam) // GIAB (nauchno-tekhnicheskij zhurnal). Spec. Vyp. №60-1. M.: Gornaya kniga, 2015. S.81-88.
5. Kalinin S.I., Kolmagorov V.M. Geomekhanicheskoe obespechenie effektivnoj vyemki moshchnyh pologih plastov s trudnoobrushaemoj krovlej mekhanizirovannymi kom-pleksami. Kemerovo: Kuzbassvuzizdat, 2002. 113 s.
6. Otrabotka moshchnogo ugol'nogo plasta mekhanizirovannym kom-pleksom s vypuskom podkrovel'noj pachki / S.I.Kalinin [i dr.] // Kemerovo: Kuzbasskij gos. tekhnich-eskij universitet, 2011. 223 s.
7. Perspektivnye tekhnicheskie resheniya otrabotki moshchnyh pologih ugol'nyh plastov s vypuskom / V.I. Klishin, A.V. Nikolaev, A.P. Egorov, V.N. Fryanov // Ugol'. 2011. № 12. S.6-10.
8. Tekhnologiya razrabotki zapasov moshchnyh pologih plastov s vy-puskom uglya: monografiya / V.I. Klishin, I.A. Shundulidi, A.Yu. Ermakov, A.S. Solov'ev. Novosibirsk: Nauka, 2013. 248 s.
9. Sovershenstvovanie tekhnologii i sredstv kompleksnoj mekhani-zacii vyemki moshchnyh pologih plastov s vypuskom uglya podkrovel'noj tolshchi. Obzor. M.: CNIEIugol', 1977. 81 s.
10. Fajtang F., Dian C. Kompleksno-mekhanizirovannaya vyemka moshchnyh plastov i tendencii ee razvitiya v Kitae // Sb. tr. mezhdunar. kongressa po kompleksno-mekhanizir. vyemke s vysokoj nagruzkoj i effektivnost'yu. Pekin, 1992. S.1-13.
11. Vybor parametrov tekhnologii otrabotki moshchnyh pologih plastov s vypuskom mezhsloevyh i podkrovel'nyh pachek uglya / I.A. Shundulidi, A.C. Markov, S.I. Kalinin, P.V. Egorov. Kemerovo: Kemerovskoe knizhnoe izdatel'stvo, 1999. 258 s.
12. Shundulidi I.A. Integrirovannye tekhnologicheskie sistemy dvuhstadijnoj otrabotki zapasov moshchnyh ugol'nyh plastov: monografiya / pod red. O.V.Miheeva. M.: Mezhdunar. akademiya svyazi, 2004. 359 s.
13. Shundulidi I.A., Kozovoj G.I. Tekhnologiya i mekhanizaciya ef-fektivnoj raz-rabotki moshchnyh pologih i naklonnyh ugol'nyh plastov. M.: Izd-vo ISPIN, 2001. 204 s.
14. Abouzar V. Mine-scale numerical modelling of longwall operations / V.Abouzar, J.Albrecht, W.Gibson // 10th Underground Coal Operators\' Conference, edited by N.Aziz. Australia, 2010. P.115-124.
15. Bruce K Hebblewhite. A review of current international thick seam mining practices and geotechnical challenges (An expanded presentation on thick seam mining, based on the Morgantown 2013 conference presentation) // 32nd Int. Conf. on Ground Control in Mining. USA, 2013. 99 p.
16. Bruce K Hebblewhite. International practice in high performance underground thick coal seam extraction and related ground control challenges // 32nd Int. Conf. on Ground Control in Mining. USA, 2013. 7 p.
17. Desai C.S. Numerical Methods in Geomechanics. New York: McGraw-Hill, 2001. 267 p.
18. Doan Vän Kien. Nghien cuu lua chon cong nghe co gioi hoa khai thac va thiet ke, che tao loai dan chöng tu hanh phu hop ap dung döi voi dieu kien dia chat cac via day do döc den 35o tai vung Quäng Ninh / Doan Vän Kien, Nguyen Anh Tuan, Phung Manh Däc va nhung nguoi khac. Ha noi, 2008. 207 trang.
19. Tran Xuän Hoa. De an Döi mai va hien dai hoa cöng nghe trong nganh cöng nghiep khai khoang den näm 2015, tam nhin den näm 2025. Ha noi, 2008. 64 trang.
20. Quyet dinh Phe duyet Quy hoach phat trien nganh than Viet Nam den näm 2020, co xet trien vong den näm 2030. Ha noi, 2013. 36 trang.
21. Vü Thai Tien Düng. Däc diem cua qua trinh thu höi than khi sü dung vi chöng ca giai hoa / Vü Thai Tien Düng, V.P.Zubov // Thöng tin khoa hoc cöng nghe mo. Ha noi, 2015. Sö 12. Trang 18-20.
УДК 622.34:622.22
ОТРАБОТКА НИЖНИХ ГОРИЗОНТОВ ЗОЛОТОРУДНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ «БАДРАН» С ПРИМЕНЕНИЕМ САМОХОДНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
А.Н. Петров, Л.В. Петрова, А.И. Сивцева, А.М. Алексеев
Приведено обоснование применения системы с обрушением вмещающих пород на ни^жних горизонтах золоторудного месторождения «Бадран».
Предлагаемые технологические решения по отработке подмерзлотных горизонтов месторождения Бадран направлены на повышение эффективности добычи руды. Применение самоходного оборудования позволит за счет мощности, мобильности и многофункциональности повысить производительность очистной выемки до 45 тыс.т/мес, снизить себестоимость добычи за счет экономии крепежных материалов и отсутствия закладочных работ, а также повысить безопасность горных работ из -за отсутствия рабочих непосредственно в очистном забое в условиях неустойчивой кровли.
Ключевые слова: золоторудное месторождение, устойчивость пород, под-мерзлотные горизонты, система разработки с обрушением пород, производительность очистной выемки, самоходное оборудование, разубоживание.
Золоторудное месторождение «Бадран» разрабатывается с 1984 г. одноименным рудником ЗАО «Горнорудная компания «Западная». Сырьевую базу рудника составляют балансовые запасы I, II и III рудных столбов, приуроченных к минерализованной зоне дробления «Надвиговая». Все рудные тела месторождения по падению отнесены к наклонным (угол падения изменяется от 21° до 34°). Мощность тел невыдержанная (изменяется от 0,5 до 2,0 м и более).
Физико-механические свойства руд и вмещающих пород месторождения в зоне распространения многолетней мерзлоты позволяли успешно применять камерную с льдопородной закладкой и камерно-столбовую системы разработки с рудной подготовкой [1, 2, 15]. При достижении горных работ нижней границы мерзлоты при разработке I рудного столба снизилась устойчивость обнажений, участились случаи вывалов и локальных обрушений, наблюдалось разрушение крепи подготовительных выработок.
