Технологические аспекты обеспечения устойчивости функционирования угольных шахт Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

ПОДЗЕМНАЯ : РАЗРАБОТКА; : ох;:

Пластовых; Месторождений

© Ю.Н. Кузнецов, Я.И. Голько,

2000

УДК 622.272

Ю.Н. Кузнецов, Я.И. Голько

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ УГОЛЬНЫХ . ШАХТ.................................

Д

инамичный переход экономик стран СНГ и прежде всего России на путь рыночных отношений предопределил необходимость глубокого реформирования горнодобывающих отраслей промышленного производства. В угледобывающей отрасли реструктуризация шахтного фонда в силу жесткого дефицита дотационного и бюджетного финансирования, роста стоимости потребляемых ресурсов акцент делается на повышение технического уровня горного производства на перспективных шахтах с предоставлением им приоритета при выделении инвестиций на поддержание и расширение производства.

Разумеется, полнота использования производственного потенциала действующего шахтного фонда в перспективе будет реализовываться наряду со строительством шахт нового технического уровня, отличающихся высокой концентрацией и интенсификацией горных работ и обеспечивающих устойчивое финансовое состояние и должную конкурентоспособность угольной продукции.

Устойчивое функционирование угольных шахт может иметь место лишь при реализации принципа пропорционального развития горного производства во всех его технологических звеньях.

Действительно, нарушение ритма добычи угля только в одном очистном забое приводит к сбою в работе всей шахты. Тем более что в перспективе создаваемые шахты нового технического уровня будут ориентированы на

технологические системы «шахта-лава» или «шахта-пласт».

Как показывает практика, безусловно основной характеристикой устойчивости функционирования шахты является обеспеченность на длительную перспективу промышленными запасами угля различной степени технологической готовности к выемке. Наряду с ритмичным воспроизводством очистного фронта приобретает особую важность вопрос динамического резервирования этого процесса. При этом под динамическим резервом подготовки очистного фронта следует понимать оптимум соотношения времени выполнения подготовительных и очистных работ, которое необходимо для реализации экономически обоснованного календарного плана развития горных работ на шахте.

Надежная и стабильная работа шахты может быть обеспечена при корректной дифференциации запасов угля по критерию технологичности их отработки. Это особенно важно при применении в очистных забоях высокопроизводительного, но в то же время капиталоемкого оборудования нового технического уровня. При этом существенно возрастает «цена» ошибок из-за необоснованного выбора параметров выемочных столбов. Выражается это прежде всего в снижении уровня надежности горных работ, либо в недоиспользовании моторесурса средств механизации. Практически без сбоев ритма добычи угля можно извлекать запасы полезного ископаемого на нарушенных участках пластов, а также рекомендованных по горно-геологическим условиям к списанию принципиально отличными от

традиционных технологий очистных работ. Подобная практика имеет место на шахте «Распадская», где наряду с длинностолбовой ведется отработки запасов угля по камерно-столбовой системе. При этом обеспечена должная гибкость технологической системы шахты и сведены к минимуму потери угля.

В связи с интенсификацией работ успешное решение проблемы обеспечения устойчивости функционирования шахт высокого технического уровня во многом будет зависеть от степени совершенства технологий монтажно-демонтажных работ. Сокращение сроков отработки запасов угля выемочных столбов при использовании высокопроизводительного очистного оборудования, естественно, приведет к увеличению частоты его перемонтажей. К тому же имеет место тенденция роста габаритов, массы и мощности структурных элементов очистных механизированных комплексов. В этой связи, пожалуй, нет необходимости лишний раз подтверждать важность роли фактора полноты использования дорогостоящего оборудования во времени. Зарубежный опыт и опыт работы шахты «Распадская» показывают, что монтажнодемонтажные работы следует ориентировать на прогрессивные технологические схемы, базирующиеся на применении самоходного оборудования. В то же время следует иметь в виду необходимость пересмотра стандартов в части габаритов и оснащения подводящих выработок.

Определенный резерв повышения стабильности работы комплексномеханизированных очистных забоев заключен в системе контроля производительности входящих в его состав комплекса машин и механизмов. Современная элементная база позволяет создать работоспособную автоматизированную контролирующую систему. Первый опыт Подмосковного бассейна в этом направлении является подтверждением высокой степени полезности ее задействования в практике выработки инженерных решений по снижению длительности простоев комплексно-механизированных лав.

На обеспечение устойчивой и высокопроизводительной работы ком-плексно-механизиро-ванных очистных забоев направлено технологиче-

ское картографирование отработки запасов выемочных участков. Технологическая карта является руководящим документом при выработке действенных инженерных решений по устранению или локализации негативных проявлений горногеологических факторов, рациональному формированию структур механизации очистных работ, обоснованию режимов эксплуатации оборудования, формированию комплекса ре-монтно-профилакти-ческих и технологических мероприятий, объективному установлению нагрузки на забой при его работе в зонах геологических

аномалий. Основу технологической карты составляет прогнозная геологическая карта выемочного участка, позволяющая выявить по всей длине выемочного участка изменчивость условий ведения очистных работ. Изменчивость горно-геологических условий и параметров очистных работ в течение всего периода отработки запасов выемочного участка в собирательном виде являют собой комплекс главных факторов, определяющих уровень нагрузки на забой. Реализация вероятностно-статистического подхода к описанию процесса функционирования очистного забоя позво-

ляет корректировать значения нагрузки в зависимости от изменчивости тяжести проявлений осложняющих факторов.

Широкая практическая реализация технологических карт на шахтах отрасли в настоящее время может быть достаточно эффективной при использовании компьютерной системы геологического моделирования и планирования горных работ Minescape. Первые шаги в этом направлении уже сделаны на шахте «Распадская», где эта система задействована в целях получения геологических прогнозов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ильюшенко В.Г., Лев Е.И., Манжула С.А. Повышение стабильности работы угольных шахт (объединений) Донбасса в условиях рыночных отношений. - М.: ИАЦГН, 1992. - 217 с.

2. Кузнецов Ю.Н., Бородин В.П., Бурчакова М. А. Надежность воспроизводства очистного фронта на угольных шахтах. - М.: МГИ, 1991. - 67 с.

3. Кузнецов Ю.Н., Некрасов В.В., Постников В.И. Технологическое картографирование отработки запасов выемочных участков. -М.: МГИ, 1993. - 61 с.

4. Постников В.И. Повышение стабильности функционирования комплексно-механизированных очистных забоев шахт Мосбасса. -М.: Изд. МГГУ, 1994. - 140 с.

5. Мазикин В.П., Решетов С.Е., Красюк Н.Н. и др. Оптимизация хозяйственной деятельности системы предприятий угледобывающего региона. - М.: Изд. МГГУ, 1995. - 88 с.

6. Красников Ю.Д., Постников В.И., Топорков А.А. Стабилизация работы участков горных предприятий. - М.: Недра, 1996. -136 с.

Ш

V

Кузнецов Юрий Николаевич докюр юхничсских нау к, профессор кафедры «Техно.ко ия, механизация и организация подземной разработки угля» МГГУ.

Голько Ярослав Иванович — аспирант кафедры «Подземная разработка пластовых месторождений» МГГУ.