CC BY
15
9. Shubov L. Ya., Ivankov S. I., Shcheglova N. K. Flotation reagents in the processes of mineral raw material enrichment: a reference book in 2 books. / edited by L. V. Kon-dratieva. Moscow: Nedra, 1990. kN. 2. 263 PP.
10. Technological evaluation of mineral raw materials. Grade of ores and concentrates: a reference book / edited By p. E. Ostapenko. Moscow, 1998.356 PP.
УДК 622.831
ВЛИЯНИЕ РАСПОЛОЖЕНИЯ ДЕМОНТАЖНЫХ КАМЕР НА ДЛИТЕЛЬНОСТЬ ДЕМОНТАЖНЫХ РАБОТ НА ШАХТАХ АО «СУЭК-КУЗБАСС»
И. А. Ермакова, В. А. Федусов
Для установления конкретных причин непредвиденного увеличения временных затрат на демонтаж механизированного комплекса проведен анализ работы шахт АО «СУЭК-Кузбасс», разрабатывающих пологие пласты, за 2008 - 2018 гг. Во всех случаях демонтажные камеры формировались с помощью очистного комплекса по окончании отработки лавы. Однако расположение демонтажных камер по отношению к целику и ранее отработанной лаве было различным, что обусловило различие между удельными трудоемкостями демонтажных работ. Установлено, что удельные трудоемкости принимают наименьшие значения при расположении демонтажных камер в целике. В случае, если рядом с демонтажной камерой находится смежная отработанная лава, время демонтажа увеличивается в среднем в два раза.
Ключевые слова: система разработки длинными столбами, демонтаж механизированного комплекса, демонтажная камера.
Система разработки длинными столбами при отработке угольных пластов является наиболее производительной. Однако в ряде случаев при проведении монтажных и демонтажных работ наблюдается непредвиденное увеличение временных затрат. Предварительный анализ состояния демонтажных работ на шахтах АО «СУЭК-Кузбасс» показал, что за последние 8 лет общее количество дней, затраченных сверх норматива на перемонтаж очистного комплекса, составило более 900 дней. Поэтому снижение временных затрат на перемонтаж оборудования в лавах для повышения эффективности системы разработки в целом является актуальной проблемой.
Результаты исследований горного давления в системах разработки длинными столбами, а также проблемы демонтажа оборудования изложены в работах [1 - 12]. Для установления конкретных причин непредвиденного увеличения временных затрат на демонтаж механизированного комплекса в данной работе проведен анализ работы шахт АО «СУЭК-Кузбасс», разрабатывающих пологие пласты, за 2008 - 2018 гг.
Были рассмотрены четыре шахты: им. С. М. Кирова, «Комсомолец», «Полысаевская», им. А. Д. Рубана. Во всех случаях демонтажные камеры формировались с помощью очистного комплекса по окончании отработки лавы. По планам горных работ было установлено, что демонтажные камеры (ДК) имели различное расположение по отношению к целику и ранее отработанной лаве. Демонтажные камеры были разделены на три типа (рис. 1):
1 - в целике;
2 - на одном уровне с соседней лавой;
3 - рядом с обрушенными породами ранее отработанной лавы.
1 тип ДЕ 2 тип ДК
Рис. 1. Виды демонтажных камер, формируемых с помощью очистного комплекса
В табл. 1 показаны данные по демонтажам на шахте им. С. М. Кирова. Здесь указаны номера отработанных лав с указанием их длины и высоты, и затраты времени на демонтаж, включающие затраты времени на формирование демонтажной камеры, демонтаж механизированного комплекса (МК) и суммарное время демонтажных работ.
Для корректного сравнения временных затрат необходимо учесть длину и высоту лавы. Поэтому в таблице указаны значения удельных тру-доемкостей, которые получены путем деления соответствующего показателя на длину и высоту лавы.
Таблица 1
Показатели демонтажных работ на шахте им. С.М. Кирова (П* - пласт Поленовский; Б* - пласт Болдыревский)
№ Лава, пласт Длина лавы, м Высота лавы, м Демонтаж, сут Удельная трудоемкость, сут/м2 Тип ДК
Формирование ДК Демонтаж МК Всего Формирование ДК Демонтаж МК Всего
1 2590 (П*) 240 2,06 9 23 32 0,018 0,047 0,065 1
2 2451 (Б*) 240 2,24 4 27 31 0,007 0,050 0,057 1
3 2452 (Б*) 240 2,33 8 14 22 0,014 0,024 0,038 1
4 2453 (Б*) 240 2,29 10 28 38 0,019 0,052 0,071 1
5 2454 (Б*) 240 2,32 8 37 45 0,014 0,063 0,077 1
6 2592 (П*) 240 2,13 19 14 33 0,037 0,027 0,065 1
7 2593 (П*) 240 2,18 15 23 38 0,029 0,044 0,073 1
8 2455 (Б*) 240 2,47 10 52 62 0,017 0,087 0,104 1
9 2456 (Б*) 245 2,4 35 34 69 0,061 0,059 0,120 1
10 2594 (П*) 240 2,0 33 28 61 0,069 0,058 0,127 1
11 2458 (Б*) 300 2,35 15 31 46 0,021 0,044 0,065 1
12 2459 (Б*) 300 2,62 15 14 29 0,019 0,018 0,037 1
13 25101 (П*) 300 2,05 23 33 56 0,037 0,054 0,091 1
Среднее значение для ДК 1-го типа 0,028 0,048 0,076
14 2591 (П*) 200 2,08 18 24 42 0,043 0,058 0,101 2
15 2457-1 (Б*) 245 2,05 14 34 48 0,028 0,068 0,096 2
16 2457-2 (Б*) 245 2,05 15 36 51 0,030 0,072 0,102 2
17 2595 (П*) 300 2,03 20 41 61 0,033 0,067 0,100 2
Среднее значение для ДК 2-го типа 0,033 0,067 0,100
18 2596 (П*) 300 2,23 16 42 58 0,024 0,063 0,087 3
19 2461(Б) 300 2,26 34 64 98 0,050 0,094 0,145 3
Среднее значение для ДК 3-го типа 0,037 0,079 0,116
На шахте им. С. М. Кирова при демонтаже использовались демон-тажные камеры 1-го, 2-го и 3-го типов, в табл. 1 они сгруппированы, и для них подсчитаны средние значения удельных трудоемкостей.
Из табл. 1 видно, что средние значения удельных трудоемкостей для демонтажных камер 1-го типа составили: 0,028 сут/м2 на формирование ДК, 0,048 сут/м2 на демонтаж крепи, 0,076 сут/м2 всего на весь демонтаж.
Для демонтажных камер 2-го типа эти показатели равны 0,033, 0,067 и 0,10 сут/м2 соответственно.
Для демонтажных камер 3-го типа удельные трудоемкости равны 0,037; 0,079 и 0,116 сут/м2 соответственно.
Таким образом, наблюдается различие между удельными трудоем-костями при демонтажных работах в зависимости от типа демонтажной камеры, причем в камерах 1-го типа удельные трудоемкости принимают наименьшие значения.
Аналогичный анализ был проведен для шахты «Комсомолец» (табл. 2), шахты «Полысаевская» (табл. 3), шахты им. А.Д. Рубана (табл. 4).
На шахте «Комсомолец» формировались демонтажные камеры 1-го и 3-го типов. Средние значения удельных трудоемкостей для демонтаж-ных камер 1 типа составили: 0,028 сут/м2 на формирование ДК; 0,049 сут/м2 на демонтаж крепи; 0,078 сут/м2 всего на весь демонтаж.
Для демонтажной камеры 3-го типа эти показатели составляют 0,045, 0,068 и 0,114 сут/м2 соответственно.
В этом случае, также, как и для шахты им. С. М. Кирова, наименьшая трудоемкость демонтажа наблюдается в демонтажных камерах 1-го типа.
Таблица 2
Показатели демонтажных работ на шахте «Комсомолец»
(пласт Бреевский)
№ Лава Длина лавы, м Высота лавы, м Демонтаж, дней Удельная трудоемкость, сут/м2 Ти п ДК
Формирование ДК Демонтаж МК Всего Форми-рова-ние ДК Демонтаж МК всего
1 1728 211 2,05 15 28 43 0,035 0,065 0,099 1
2 1729 211 2,75 20 24 44 0,034 0,041 0,076 1
3 1740 211 2,8 5 20 25 0,008 0,034 0,042 1
4 1732 300 2,7 28 34 62 0,035 0,042 0,077 1
5 1733 300 2,76 23 44 67 0,028 0,053 0,081 1
6 1734 300 2,91 25 39 64 0,029 0,045 0,073 1
7 1731 300 2,35 19 31 50 0,027 0,044 0,071 1
Среднее значение для ДК 1-го типа 0,028 0,046 0,074
8 1730 160 2,75 20 30 50 0,045 0,068 0,114 3
9 17-31- бис 220 2,26 17 54 71 0,034 0,109 0,143 3
10 17-35 300 3,57 18 73 91 0,017 0,068 0,085 3
Среднее значение для ДК 3-го типа 0,032 0,082 0,114 3
На шахтах «Полысаевская» и им. А. Д. Рубана (табл. 3 и табл. 4) формировались демонтажные камеры всех трех типов. Удельная трудоемкость в демонтажных камерах 1-го и 2-го типов отличается незначительно. Однако при формировании демонтажных камер 3-го типа удельная трудоемкость резко возрастает.
Таблица 3
Показатели демонтажныхработ на шахте «Полысаевская» (Б* - пласт Бреевский; Т*- пласт Толмачевский)
№ Лава, пласт Длина лавы, м Высота лавы, м Демонтаж, сут Удельная трудоемкость, сут/м2 Тип ДК
Формирование ДК Демонтаж МК Всего Формирование ДК Демонтаж МК всего
1 1810 (Т*) 270 2,43 25 43 68 0,038 0,066 0,104 1
2 17-29бис (Б) 300 2,55 23 45 68 0,030 0,059 0,089 1
Среднее значение для ДК 1-го типа 0,034 0,062 0,096
3 1743 (Б*) 220 1,67 13 19 32 0,035 0,052 0,087 2
4 1829 (Т*) 220 2,08 16 31 47 0,035 0,068 0,103 2
5 1745 (Б) 220 1,58 26 22 48 0,075 0,063 0,138 2
6 1831 (Т*) 270 2,56 9 71 80 0,013 0,103 0,116 2
7 18-8 (Т*) 300 2,5 28 39 67 0,037 0,052 0,089 2
8 18-6 (Т*) 300 2,47 25 52 77 0,034 0,070 0,104 2
9 17-49 (Б) 300 2,17 23 57 80 0,035 0,088 0,123
Среднее значение для ДК 2-го типа 0,038 0,071 0,109
10 1726 (Б) | 220 | 1,7 | 62 94 156 0,166 0,251 0,417 3
Среднее значение для ДК 3-го типа 0,166 0,251 0,417
Таблица 4
Показатели демонтажных работ на шахте им. А.Д. Рубана (Б*- пласт Байкаимский ; П* - пласт Полысаевский; Н* - пласт ___Надбайкаимский) _
№ Лава, пласт Длина лавы, м Высота лавы, м Демонтаж, сут Удельная трудоемкость, сут/м2 Тип ДК
Формирование ДК Демонтаж МК Всего Формирование ДК Демонтаж МК всего
1 1314 (Б*) 250 2,85 5 32 37 0,007 0,045 0,052 1
2 1312 (Б*) 175 2,5 16 42 58 0,037 0,096 0,133 1
3 1310 (Б*) 175 2,67 16 26 42 0,034 0,056 0,090 1
4 8-08 (П*) 187 4,52 12 53 65 0,014 0,063 0,077 1
5 1212 (Н*) 220 2,85 29 57 86 0,046 0,091 0,137 1
6 1210 (Н*) 220 2,78 25 22 47 0,041 0,036 0,077 1
7 1208 (Н*) 220 2,69 26 47 73 0,044 0,079 0,123 1
Среднее значение для ДК 1-го типа 0,032 0,066 0,098 1
8 1308 (Б*) 187 2,64 15 28 43 0,030 0,057 0,087 2
9 8-06 (П*) 187 4,40 22 49 71 0,027 0,060 0,086 2
Среднее значение для ДК 2-го типа 0,029 0,058 0,087 2
10 1306 (Б*) 187 2,80 20 157 177 0,038 0,300 0,338 3
11 1304 (Б*) 187 2,6 45 59 104 0,093 0,121 0,214 3
Окончание табл.4
12 8-04 (П*) 187 4,35 21 43 64 0,026 0,053 0,079 3
13 8-02 (П*) 187 4,12 20 78 98 0,026 0,101 0,127 3
Среднее значение для ДК 3 типа 0,045 0,144 0,189 3
Результаты, полученные по всем рассматриваемым шахтам, занесены в табл. 5. В ней показаны средние значения удельной трудоемкости по формированию демонтажной камеры, демонтажу механизированного комплекса (МК) и суммарных временных затрат для трех типов демонтажных камер. В качестве наилучшего варианта выбран первый тип демонтажной камеры. Для других типов демонтажных камер показано изменение удельной трудоемкости в % относительно соответствующих показателей для демонтажных камер 1-го типа.
Анализ средних показателей по всем четырем шахтам показывает, что при формировании демонтажных камер 1-го типа наблюдается наименьшая средняя трудоемкость. При формировании демонтажных камер 2-го типа наблюдается увеличение средней трудоемкости на 24 %. При формировании демонтажных камер 3-го типа происходит резкое увеличение трудоемкости на 79 % (рис. 2)
Таблица 5
Анализ удельной трудоемкости демонтажных работ
№ Тип ДК Удельная трудоемкость
Формирование ДК Демонтаж МК Всего
сут/м2 Изменение относительно типа 1 сут/м2 Изменение относительно типа 1 сут/м2 Изменение относительно типа 1
I !ахта им. С.М.Кирова
1 1 0,028 0,048 0,076
2 2 0,033 +18 % 0,067 +40 % 0,100 +32 %
3 3 0,037 +32 % 0,079 +65 %- 0,116 +53 %
Шахта «Комсомолец»
4 1 0,028 0,046 0,074
5 2 - - - - - -
6 3 0,032 +14 % 0,082 +78 % 0,114 +54 %
Шахта «Полысаевская»
7 1 0,034 0,062 0,096
8 2 0,038 +12 % 0,071 +15 % 0,109 +14 %
9 3 0,166 +388 % 0,251 +254 % 0,417 +283 %
I !ахта им. А.Д. Рубана
10 1 0,032 0,066 0,098
11 2 0,029 -9% 0,058 -12 % 0,087 -11 %
12 3 0,045 +41% 0,144 +118 % 0,189 +93 %
Окончание табл. 5
Средние показатели по шахтам
13 1 0,029 0,053 0,082
14 2 0,035 +21 % 0,067 +26 % 0,102 +24 %
15 3 0,052 +79 % 0,123 +132 % 0,175 +113 %
сут/м кв. Удельная трудоемкость на формирование ДК
,_1 □ ш.им.Кирова
0,15 0,1 0,05 0
п
□ ш.Комсомолец
□ ш.Полысаевская
□ ш.им.Рубана
□ среднее_
тип ДК
сут/м кв. Удельная трудоемкость на демонтаж МК 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0
□ ш.им.Кирова
□ ш.Комсомолец
□ ш.Полысаевская
□ ш.им.Рубана
□ Среднее
1
тип ДК
сут/м кв. 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0
Удельная трудоемкость, всего
ЯЛ
И
□ ш. им.Кирова
□ ш.Комсомолец
□ ш.Полысаевская
□ ш. им.Рубана
□ Среднее_
тип ДК
Рис. 2. Анализ удельной трудоемкости демонтажных работ на шахтах АО «СУЭК-Кузбасс»
Аналогично наименьшая трудоемкость на демонтаж механизированного комплекса достигается в демонтажных камерах 1-го типа. В де-монтажных камерах 2-го типа трудоемкость увеличивается на 26 %, а в демонтажных камерах 3-го типа - на 132 %.
Суммарные затраты на демонтажные работы увеличиваются на 24 % в демонтажных камерах 2-го типа и на 113 % в демонтажных камерах 3-го типа по сравнению с демонтажными камерами 1-го типа.
Полученные результаты наглядно представлены на рис. 2
Таким образом установлено, что затраты времени на демонтаж механизированного комплекса зависят от места формирования демонтажной камеры (см. рис. 1).
Наиболее благоприятные условия демонтажа возникают в случае, когда демонтажная камера формируется в целике (1 тип). В случае, если рядом с демонтажной камерой находится смежная отработанная лава, то время демонтажа увеличивается. При этом, если линии остановки очистных забоев соседних лав находятся на одном уровне, то удельная трудоемкость увеличивается на 25 % (2-й тип расположения демонтажной камеры). Наиболее сложные условия демонтажа возникают, когда демонтажная камера формируется рядом со смежным ранее отработанным столбом, и наличие зоны обрушенных пород в нем оказывает крайне негативное воздействие на кровлю формируемой демонтажной камеры (3 тип).
Обобщая сказанное, можно считать, что время и трудоемкость демонтажа определяются расстоянием от демонтажной камеры до смежного выработанного пространства и, следовательно, геомеханическим состоянием кровли демонтажной камеры.
Список литературы
1. Геомеханическое состояние приконтурного массива демонтажной камеры /отв. ред. В. Ю. Изаксон. Кемерово: ИУУ СО РАН, 2006. 78 с.
2. Черданцев Н. В., Ануфриев В. Е., Преслер Т. В. Оценка влияния горнотехнических параметров на размер зависания основной кровли вблизи демонтажной камеры // Вестник КузГТУ. 2010. № 6. С. 45-50.
3. Зорков Д.В. Обоснование технологических параметров безопасного въезда механизированного комплекса в предварительно подготовленную демонтажную выработку на угольных шахтах: дис. ... канд. техн. наук. Кемерово, 2016. 148 с.
4. Калинин С.И. Геомеханическое обеспечение эффективной выемки мощных пологих пластов с труднообрушаемой кровлей механизированными комплексами. Кемерово: Кузбассвузиздат, 2002. 113 с.
5. Никольский А. М. Геомеханическая оценка напряженного состояния убывающего целика при подходе очистного забоя к демонтажной камере // Уголь. 2009. № 6. С. 49-51.
6. Опыт применения канатных анкеров в качестве крепи усиления демонтажных камер и выработок, поддерживаемых на границе с выработанным пространством и методика расчета их параметров / отв. ред. В. Ю. Изаксон. Кемерово: ИУУ СО РАН, 2008. 223 с.
7. Карпов Г. Н. Обоснование технологии демонтажа очистных механизированных комплексов при высокой концентрации горных работ: ав-тореф. дис. ... канд. техн. наук. Санкт-Петербург, 2013. 20 с.
8. Казанин О.И., Ермаков А.Ю., Ванякин О.В. Оценка влияния зон повышенного горного давления на эффективность отработки угольных пластов на шахте им. Кирова ОАО «СУЭК-Кузбасс» // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2014. № 4. С. 18-22.
9. Napier J.A.L., Malan D.F. Simulation of tabular mine face advance rates using a simplified fracture zone model // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. Volume 109. September 2018. Р. 105-114.
10. Syd S.Peng, Feng Du, Jingyi Cheng, Yang Lid. Automation in U.S. longwall coal mining: A state-of-the-art review // International Journal of Mining Science and Technology. Volume 29. Issue 2. March 2019. Р. 151-159.
11. Jinfeng Ju, Jialin Xu, Weibing Zhu. Longwall chock sudden closure incident below coal pillar of adjacent upper mined coal seam under shallow cover in the Shendong coalfield // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2015, July. Vol. 77. Р. 192 - 201.
12. Veera Reddy Boothukuri, Ram Madhav Bhattacharjee, Durga Charan Panigrahi, Gautam Benerjee. Impact of geo technical factors on strata behavior in longwall panels of Godavari Valley coal field-a case study// International Journal of Mining Science and Technology. 2019, March. Vol. 29. Issue 2. Р. 335 - 341.
Ермакова Инна Алексеевна, д-р техн. наук, проф., eia.pm@kuzstu.ru, Россия, Кемерово, Кузбасский государственный технический университет им. Т.Ф. Горбачева,
Федусов Вячеслав Александрович, гл. технолог шахты им. С.М. Кирова, Fe-dusovVA@suek.ru, Россия, Ленинск-Кузнецкий, АО «СУЭК-Кузбасс»
INFLUENCE OF LOCATION OF LONGWALL RECOVERY ROOM ON WORK DURATION IN JSC SUEK-KUZBASS MINES
I.A. Ermakova, V.A. Fedusov
Analysis of the work of JSC SUEK Kuzbass mines in 2008 - 2018 was carried out to determine the specific reasons for the increase in time spent on dismantling the mechanized complex. In all cases, the longwall recovery room were formed with the help of the face equipment. However, the location of the longwall recovery room with respect to the coal pillar and previously worked face was different. This reason caused a difference between the durations of longwall salvage. It is established that the time costs take the lowest values when the longwall recovery room are located in the coal pillar. If the longwall recovery room is
located next to the previously worked face, then the time of withdrawal of face equipment is doubled on average.
Key words: longwall mining, withdrawal of face equipment, longwall recovery room.
Ermakova Inna Alekseevna, doctor of technical sciences, professor, eia.pm@kuzstu.ru, Russia, Kemerovo, Kuzbass State Technical University,
Fedusov Vyacheslav Alexandrovich, chief technologist, FedusovVA@suek.ru, Russia, Leninsk-Kuznetskyi, AO "SUEK-Kuzbass"
Reference
1. Geomechanical state of the contour array of the dismantling chamber / Rel. ed. Kemerovo: IUU SB RAS, 2006. 78 PP.
2. Cherdantsev N. V., Anufriev V. E., Presler T. V. Estimation of the influence of mining parameters on the size of the main roof hovering near the dismantling chamber // Vestnik KuzSTU. 2010. No. 6. Pp. 45-50.
3. Zorkov D. V. Justification of technological parameters of a safe entry of a mechanized complex into a pre-prepared dismantling mine at coal mines: dis. ... kand. Techn. sciences'. Kemerovo, 2016. 148 PP.
4. Kalinin S. I. geomechanical support of effective extraction of powerful flat layers with hard-to-break roof by mechanical complexes. Kemerovo: Kuzbassvuzizdat, 2002. 113 p.
5. Nikolsky A. M. Geomechanical assessment of the stress state of the decreasing target at the approach of the treatment face to the dismantling chamber // Ugol. 2009. No. 6. Pp. 49-51.
6. Experience in the use of rope anchors as support for strengthening dismantling chambers and workings supported on the border with the developed space and the method of calculating their parameters / OTV. ed. Kemerovo: IUU SB RAS, 2008. 223 PP.
7. Karpov G. N. Substantiation of technology for dismantling treatment mechanized complexes at a high concentration of mining RA-bot: autoref. dis. ... Cand. Techn. sciences'. Saint Petersburg, 2013. 20 s.
8. Kazanin O. I., Ermakov, A. Y., Vanaken O. V. Estimation of influence of zones of high rock pressure on the efficiency of mining coal-tion of the strata in the mine to them. Ki-rova of JSC SUEK-Kuzbass // Mining information and analytical Bulletin. 2014. No. 4. Pp. 18-22.
9. Napier J. A. L., Malan D. F. Simulation of tabular mine face advance rates using a simplified fracture zone model. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. Volume 109. September 2018. P. 105-114.
10. Syd S. Peng, Feng Du, Jingyi Cheng, Yang Lid. Automation in U.S. longwall coal mining: a state-of-the-art review. International Journal of Mining Science and Technology. Volume 29. Issue 2. March 2019. Pp. 151-159.
11. Ju Jinfeng, Xu Jialin, Zhu Weibing. Longwall chock sudden clo-sure incident below coal pillar of adjacent upper mined coal seam under shallow cover in the Shendong coalfield. International Journal of Rock Me-chanics and Mining Sciences. Volume 77. July 2015. P. 192-201.
12. Veera Reddy Boothukuri, Ram Madhav Bhattacharjee, Durga Charan Panigrahi, Gautam Benerjee. Impact of geo technical factors on stra-ta behavior in longwall panels of Godavari Valley coal field-a case study // International Journal of Mining Science and Technology. Volume 29, Issue 2. March 2019. Pp. 335-341.
