Архив 2008-2014 » 2009 | 03 Октябрь-ноябрь

Добыча без потерь

В.А. Федорин, доктор технических наук
В.Я. Шахматов, кандидат технических наук
Б.А. Анферов, кандидат технических наук
(Институт угля и углехимии СО РАН, г. Кемерово)

Возросшая в последние годы в угольной промышленности концентрация горных работ существенно увеличивает значимость работы каждого очистного и проходческого забоя. В этой связи существенно возрастают требования к техническим характеристикам применяемого горно-шахтного оборудования, параметры которого должны в максимальной степени соответствовать конкретным горно-геологическим и горно-техническим условиям залегания отрабатываемых угольных пластов, обеспечивая максимально высокий уровень его производительности и безопасности применения.

В этой связи в работе приводится геотехнологическая оценка камерно-столбовой системы подземной разработки мощных пологих угольных пластов в условиях Томусинского района Кузбасса.

Актуальность геотехнологической оценки возрастает в период перехода с открытых на подземные горные работы при добыче мощных пологих и наклонных угольных пластов. Так, например, используемый на подземном участке разреза «Сибиргинский» слоевой способ выемки мощного угольного пласта ведет к значительным эксплуатационным потерям угля при отказе от отработки второго слоя в условиях отсутствия гибкого разделяющего перекрытия. Как местный вариант угледобывающего комплекса КТУ (Комплекс Томь-Усинский) применение китайского комплекса с выпуском надкровельной толщи пласта (ш. «Ольжерасская-Новая») на завальный конвейер тоже чревато значительными потерями угля. Этот недостаток является неотъемлемой частью системы разработки «Длинные столбы по простиранию» с применением очистного механизированного комплекса, так как при разработке нарушенных пластов с непереходимыми геологическими нарушениями длина подготавливаемого выемочного столба значительно сокращается, из-за чего значительно увеличиваются затраты на монтажно-демонтажные работы, и разработка такого пласта становится неэффективной. В этом случае и эксплуатационные потери угля значительно увеличиваются при отработке мощного пласта.

Другими словами, применение длинно-столбовых систем разработки на мощных пологих пластах ограничивается горно-геологическими условиями с оставлением в потерях до 30% вскрываемых запасов угля. Как отработать эти запасы, учитывая, что потери угля — это суть понятие экономическое?

К чести горных инженеров Южного Кузбасса, они нашли выход из положения, используя способ отработки пологого мощного угольного пласта средствами механизации фирмы «Джой» по камерно-столбовой системе разработки, включающей подготовку выемочного поля в слое у кровли пласта проведением вентиляционного и транспортного штреков, поочередное проведение выемочных камер с анкерным креплением бортов и кровли, их углубку и погашение междукамерных целиков диагональными заходками в два слоя — у кровли и почвы пласта [1].

Дальнейшее совершенствование этого способа разработки, в направлении его эффективности и безопасности, привело к целесообразности выемки мощного пологого угольного пласта комбайном фронтального действия в междукамерных целиках диагональными заходками, направленными под углом 120-135 градусов к оси выемочной камеры в сторону вентиляционной выработки, при отработке пласта с ослабленной кровлей [2] (см. рис. 1). А при отработке пласта с устойчивой кровлей — с обеих сторон камеры [3] (см. рис. 2).

Транспорт отбитого угля до транспортной выработки осуществляется самоходным вагоном. Между заходками оставляют подзавальные целики. После выемки угля нескольких заходок в слое у кровли пласта тем же комбайном углубляют выемочную камеру до почвы пласта и вынимают крайнюю заходку под соответствующей заходкой в слое у кровли пласта, т.е. под анкерной крепью.

Для повышения эффективности и безопасности разработки мощного пологого угольного пласта по камерно-столбовой системе осуществляется опережающее крепление бортов выемочной камеры и заходки в нижнем слое [4] (см. рис. 3, 4). Таким образом, за счет опережающего крепления бортов выемочной камеры и заходки в нижнем слое повышается устойчивость ее бортов, а за счет анкерного крепления кровли в заходке длина самой заходки стала значительно больше.

В камере [5] (рис. 4) кровлю и висячий бок поддерживают стальной анкерной крепью [7]. Кроме того, в почву выемочной камеры у обоих бортов бурят шпуры [8] под углом 20-30 градусов к оси ее поперечного сечения и закрепляют в них стальные (со стороны висячего бока пласта) и полимерные (со стороны лежачего бока) анкеры, т.е. возводят анкерную крепь в почве слоя.

За счет организации послойной выемки область применения средств механизации расширилась на запасы угля, сосредоточенные в мощных (более 6 м) пологих пластах, а за счет применения короткозабойных средств механизации появляется возможность извлекать запасы в краевых зонах, где средства механизации типа «механизированный комплекс» вообще не пригодны.

С начала 2008 года на шахте им. В.И. Ленина в Южном Кузбассе («Мечел-Майнинг») при разработке пласта III (угол падения 7-15 градусов, мощность 9,92 — 10,28 м, марка добываемого угля К) используются технологические решения, описанные в патентах РФ [2, 3, 4]. Патентообладателем изобретений является учреждение Российской Академии наук Институт угля и углехимии Сибирского отделения РАН. По справке, выданной директором шахты, использование предложенных технологических решений позволило обеспечить в 2008-м и начале 2009 года объемы добычи угля, указанные в таблице 1.

Литература:

  1. Технология отработки пологих и наклонных угольных пластов по камерно-столбовой системе в сложных горно-геологических условиях: учебное пособие /Ремезов А.В., Егоров П.В., Калинин С.И. и др./ — Кемерово: Кузбассвузиздат, 2005, с. 96-101.
  2. Способ разработки мощного пологого угольного пласта участками неправильной формы с ограниченными запасами/ Калинин С.И., Федорин В.А., Шахматов В.Я., Анферов Б.А., Пензин В.И.// Патент № 2326244, патентообладатель ИУУ СО РАН.
  3. Способ разработки мощного пологого угольного пласта с устойчивой кровлей/ Калинин С.И., Федорин В.А., Шахматов В.Я., Анферов Б.А., Пензин В.И. // Патент № 2327037, патентообладатель ИУУ СО РАН.
  4. Способ разработки мощного пологого угольного пласта / Калинин С.И., Федорин В.А., Шахматов В.Я., Анферов Б.А., Пензин В.И. // Патент № 2354829, патентообладатель ИУУ СО РАН.

Главная » Архив 2008-2014 » 2009 | 03 Октябрь-ноябрь » Добыча без потерь

Просмотров всего 1793934 сегодня 516 вчера 468 сейчас 11