Ресурсосберегающие технологии при отработке тонких и весьма тонких угольных пластов

Ресурсосберегающие технологии при отработке тонких и весьма тонких угольных пластов

Рассмотрен вопрос отработки тонких и весьма тонких угольных пластов Западного Донбасса. Показана актуальность применения ресурсосберегающих технологий при добыче угля. Предложен способ селективной разработки с закладкой выработанного пространства....

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2014
Hauptverfasser: Бузило, В.И., Кошка, А.Г., Пойманов, С.Н., Малашкевич, Д.С., Яркович, А.И.
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: УкрНДМІ НАН України, Інститут геотехнічної механіки НАН України 2014
Schriftenreihe:Розробка родовищ
Schlagworte:
Розробка вугільних родовищ
Online Zugang:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/104530
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Ресурсосберегающие технологии при отработке тонких и весьма тонких угольных пластов / В.И. Бузило, А.Г. Кошка, С.Н. Пойманов, Д.С. Малашкевич, А.И. Яркович // Розробка родовищ: Зб. наук. пр. — 2014. — Т. 8. — С. 55-66. — Бібліогр.: 6 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-104530
record_format dspace
spelling irk-123456789-1045302016-07-13T03:02:09Z Ресурсосберегающие технологии при отработке тонких и весьма тонких угольных пластов Бузило, В.И. Кошка, А.Г. Пойманов, С.Н. Малашкевич, Д.С. Яркович, А.И. Розробка вугільних родовищ Рассмотрен вопрос отработки тонких и весьма тонких угольных пластов Западного Донбасса. Показана актуальность применения ресурсосберегающих технологий при добыче угля. Предложен способ селективной разработки с закладкой выработанного пространства. Розглянуто питання відробки тонких та вельми тонких вугільних пластів Західного Донбасу. Показана актуальність застосування ресурсозберігаючих технологій при видобутку вугілля. Запропоновано спосіб селективної розробки із закладкою виробленого простору. The problem of mining of thin and very thin coal seams in Western Donbass is considered. Topicality of application resource-saving technologies during coal mining is shown. The method of selective mining with backfilling the worked-out area is proposed. 2014 Article Ресурсосберегающие технологии при отработке тонких и весьма тонких угольных пластов / В.И. Бузило, А.Г. Кошка, С.Н. Пойманов, Д.С. Малашкевич, А.И. Яркович // Розробка родовищ: Зб. наук. пр. — 2014. — Т. 8. — С. 55-66. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 2415-3435 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/104530 622.273:622.232 ru Розробка родовищ УкрНДМІ НАН України, Інститут геотехнічної механіки НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
topic Розробка вугільних родовищ
Розробка вугільних родовищ
spellingShingle Розробка вугільних родовищ
Розробка вугільних родовищ
Бузило, В.И.
Кошка, А.Г.
Пойманов, С.Н.
Малашкевич, Д.С.
Яркович, А.И.
Ресурсосберегающие технологии при отработке тонких и весьма тонких угольных пластов
Розробка родовищ
description Рассмотрен вопрос отработки тонких и весьма тонких угольных пластов Западного Донбасса. Показана актуальность применения ресурсосберегающих технологий при добыче угля. Предложен способ селективной разработки с закладкой выработанного пространства.
format Article
author Бузило, В.И.
Кошка, А.Г.
Пойманов, С.Н.
Малашкевич, Д.С.
Яркович, А.И.
author_facet Бузило, В.И.
Кошка, А.Г.
Пойманов, С.Н.
Малашкевич, Д.С.
Яркович, А.И.
author_sort Бузило, В.И.
title Ресурсосберегающие технологии при отработке тонких и весьма тонких угольных пластов
title_short Ресурсосберегающие технологии при отработке тонких и весьма тонких угольных пластов
title_full Ресурсосберегающие технологии при отработке тонких и весьма тонких угольных пластов
title_fullStr Ресурсосберегающие технологии при отработке тонких и весьма тонких угольных пластов
title_full_unstemmed Ресурсосберегающие технологии при отработке тонких и весьма тонких угольных пластов
title_sort ресурсосберегающие технологии при отработке тонких и весьма тонких угольных пластов
publisher УкрНДМІ НАН України, Інститут геотехнічної механіки НАН України
publishDate 2014
topic_facet Розробка вугільних родовищ
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/104530
citation_txt Ресурсосберегающие технологии при отработке тонких и весьма тонких угольных пластов / В.И. Бузило, А.Г. Кошка, С.Н. Пойманов, Д.С. Малашкевич, А.И. Яркович // Розробка родовищ: Зб. наук. пр. — 2014. — Т. 8. — С. 55-66. — Бібліогр.: 6 назв. — рос.
series Розробка родовищ
work_keys_str_mv AT buzilovi resursosberegaûŝietehnologiipriotrabotketonkihivesʹmatonkihugolʹnyhplastov
AT koškaag resursosberegaûŝietehnologiipriotrabotketonkihivesʹmatonkihugolʹnyhplastov
AT pojmanovsn resursosberegaûŝietehnologiipriotrabotketonkihivesʹmatonkihugolʹnyhplastov
AT malaškevičds resursosberegaûŝietehnologiipriotrabotketonkihivesʹmatonkihugolʹnyhplastov
AT ârkovičai resursosberegaûŝietehnologiipriotrabotketonkihivesʹmatonkihugolʹnyhplastov
first_indexed 2025-07-07T15:29:42Z
last_indexed 2025-07-07T15:29:42Z
_version_ 1837002583664754688
fulltext 55 УДК 622.273:622.232 © В.И. Бузило, А.Г. Кошка, С.Н. Пойманов, Д.С. Малашкевич, А.И. Яркович В.И. Бузило, А.Г. Кошка, С.Н. Пойманов, Д.С. Малашкевич, А.И. Яркович РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРИ ОТРАБОТКЕ ТОНКИХ И ВЕСЬМА ТОНКИХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ Рассмотрен вопрос отработки тонких и весьма тонких угольных пластов Западного Донбасса. Показана актуальность применения ресурсосберегающих технологий при добыче угля. Предложен способ селективной разработки с закладкой выработанного пространства. РЕСУРСОЗБЕРІГАЮЧІ ТЕХНОЛОГІЇ ПРИ ВІДПРАЦЮВАННІ ТОНКИХ ТА ВЕЛЬМИ ТОНКИХ ВУГІЛЬНИХ ПЛАСТІВ Розглянуто питання відробки тонких та вельми тонких вугільних пластів Західного Донбасу. Показана актуальність застосування ресурсозберігаючих технологій при видобутку вугілля. Запропоновано спосіб селективної розробки із закладкою виробле- ного простору. RESOURCE-SAVING TECHNOLOGIES DURING MINING OF THIN AND VERY THIN COAL SEAMS The problem of mining of thin and very thin coal seams in Western Donbass is considered. Topicality of application resource-saving technologies during coal mining is shown. The method of selective mining with backfilling the worked-out area is proposed. ВВЕДЕНИЕ Характерной особенностью современ- ного состояния горных работ на шахтах Украины являются сложные горно- геологические и технологические условия разработки угольных месторождений, ко- торые существенно влияют на экономиче- скую эффективность выемки пластов и рост затрат в других технологических звеньях шахты. Запасы угля в основном сосредоточены в тонких и весьма тонких пластах мощностью до 1 м, которые со- ставляют по разным источникам более 80%. Разработка таких пластов во многих странах не ведется. Механизированные комплексы нового технического уровня в большинстве случаев не вписываются в мощность вынимаемого пласта. Шахты вынуждены добывать уголь с присечкой вмещающих пород и выдавать на-гора не уголь, а так называемую «горную массу» с зольностью 50 – 60%. Если учесть тот факт, что для выработ- ки 1000 кВт·ч сжигается примерно 500 кг угля с зольностью 25%, то для выработки того же количества электроэнергии при сжигании угля с зольностью 50% потребу- ется уже более 1 т. Повышение зольности угля на 1% приводит к снижению теплоты сгорания угля на 80 ккал, антрацитов на 107 ккал. При росте зольности антрацитов 56 на 1% снижается в среднем на 0,2% КПД котлов электростанций. Повышение золь- ности кокса на 1% приводит к повышению его расхода на 2 – 3%, на такую же вели- чину уменьшается производительность доменных печей [1]. К тому же доведение такого «угля» до «товарного вида» требует дополнительных трудовых и материальных затрат на обо- гащение и транспортирование, новых пло- щадей для отсыпки породных отвалов и строительства хвостохранилищ. Поэтому вопрос эффективной отработ- ки тонких и весьма тонких угольных пла- стов на сегодня является, по сути, откры- тым, а его решение, по нашему мнению, должно строиться на внедрении в произ- водство безотходной и ресурсосберегаю- щей технологии. ОБОСНОВАНИЕ ПРОБЛЕМЫ Наиболее остро проблема отработки угля из тонких и весьма тонких пластов стоит на шахтах Западного Донбасса. На рис. 1 представлено распределение балан- совых запасов угля различной мощности на шахтах ПАО «ДТЭК Павлоградуголь». Мощность пластов, м Зо ль но ст ь, % Рис. 1. Распределение запасов угля на шахтах ПАО «ДТЭК Павлоградуголь» по мощности пластов Приведенные данные из рис. 1 свиде- тельствуют о том, что около 50% запасов угля сосредоточено в пластах мощностью менее 0,8 м, которые при существующей технике и технологиях невозможно, в ус- ловиях шахт Западного Донбасса, выни- мать без присечек боковых пород [2]. Сегодня на шахтах Западного Донбасса применяются отечественные механизиро- ванные комплексы типов КД-80, КД-90, КД-99, ДМ с очистными комбайнами КА- 80, КА-200, УКД 200-250, УКД 200/400. Минимальная вынимаемая мощность в ла- вах, оборудованных этими комплексами, составляет 1,0 – 1,05 м. На отдельных шах- тах («Благодатная», «Павлоградская», «За- падно-Донбасская», «Степная») в рамках программы по модернизации производства в эксплуатации находится высокопроизво- дительный комплекс «Ostroj», минималь- ная вынимаемая мощность которого 1,15 – 1,25 м. Так что если внедрение оборудования нового технического уровня положительно повлияло на снижение удельных энергоза- трат [3], то проблемы качества добываемо- го угля не решило, а скорее усугубило. По- всеместно присекаемая на шахтах валовая выемка является основной причиной уве- личения эксплуатационной зольности до- бываемого угля. На рис. 2 представлено изменение зольности добываемого угля на шахтах Западного Донбасса по годам. зо ль но ть , % года Рис. 2. Зольность добываемого угля в Западном Донбассе по годам Отличительной особенностью Западно- го Донбасса является наличие в почве и кровле отрабатываемых пластов слабых глинистых и песчано-глинистых пород ( =f 1,5 – 2,5 по шкале М.М. Протодьяко- нова), которые при увлажнении размока- ют, теряя при этом 50 – 80% прочностных 57 свойств. В результате происходят интен- сивные смещения контура выработок, зна- чительные деформации и разрушения кре- пей, обрушения пород и посадки на «жест- кую базу» механизированных комплексов. Непредвиденные остановки очистных забоев, а также значительное увеличение затрат на поддержание, ремонт и перекре- пление выемочных штреков резко снижа- ют показатели работы угольных предпри- ятий. К тому же наличие крепкого и вязкого угля с коэффициентом крепости по шкале М.М. Протодьяконова 3 – 5, имеющего вы- сокую сопротивляемость резанию 250 – 520 кН/м требует дополнительных расхо- дов электроэнергии на его разрушение. РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ Ретроспективный анализ существую- щего опыта отработки тонких и весьма тонких угольных пластов Западного Дон- басса показал, что существует целый ряд «старых» и практически забытых научных разработок, в частности и нашего универ- ситета, которые после некоторой доработ- ки с учетом сегодняшнего положения дел могут быть возвращены к жизни и эффек- тивно использованы на производстве. Так значительным вкладом в развитие горной науки и техники, по нашему мне- нию, явилось создание механизированного комплекса «Западный Донбасс». В его ос- нову была положена идея использования краевой части крепких и вязких угольных пластов в качестве опоры для установки элементов механизированной крепи с опе- режающей выемкой верхней пачки пласта. Такое техническое решение позволяет от- рабатывать угольные пласты с неустойчи- выми породами кровли [4]. Сегодня эта идея и сам комплекс «За- падный Донбасс» могут быть использова- ны для селективной отработки тонких и весьма тонких угольных пластов с заклад- кой присекаемых пород в выработанное пространство. Принципиальная схема та- кой технологии показана на рис. 3. В комплекс входит модернизированный очистной комбайн КА-90, который имеет двойные разнесенные органы – нижний и верхний. Механизированная крепь в конце перекрытия имеет механизмы опоры, уста- навливаемые на оставшийся после выемки угольный уступ. Конструкция крепи по- зволяет убрать бесстоечное пространство и исключить вывалы пород кровли в рабочее пространство лавы. Транспортировка угля и породы производится лавным скребко- вым конвейером. Выемка пласта происходит за один проход комбайна. При этом опережающий нижний барабан вынимает угольный пласт и грузит его на конвейер, отстающий верх- ний барабан выдвинут на ширину захвата и производит выемку пород кровли с разме- щением ее на почве пласта между забоем и конвейером. После прохода комбайна и скачивания угля конвейером лавы произ- водится его передвижка (фронтально или последовательно) на новую дорогу. При этом разрушаемая порода лемехом вдавли- вается на конвейер и транспортируется к сборному штреку. Используя виброзаклад- ку [5], присекаемые породы размещаются в выработанном пространстве посредством установленного под обратной консолью механизированной крепи виброконвейер- ного става. По мере заполнения выработанного пространства происходит расстыковка концевого рештака и опрокидывание его в вертикальное положение. При передвижке механизированной крепи на новую дорогу происходит порештачное «самовосстанов- ление» вибрационного става конвейера в рабочее положение. Анализ влияния этого способа закладки на величину конверген- ции боковых пород в выработанном про- странстве рассмотрен в работе [6]. 58 уголь порода сборный штрек m yг m пр m в бортовой штрек Рис. 3. Принципиальная схема селективной выемки тонких и весьма тонких пластов с закладкой присекаемой породы: 1 – очистной комбайн с опережающим врубом; 2 – механизированная крепь с обратной консолью; 3 – закладочный вибростав Снижение энергоемкости отбойки угля и присекаемой породы достигается за счет правильной и последовательной отработки вначале мягких пород, а затем крепкого и вязкого угля. Использование дополнитель- ной плоскости обнажения и трещиновато- сти пласта, образовавшейся в результате воздействия на угольный уступ силовых элементов – передних гидростоек секции крепи, позволит снизить расход электро- энергии на очистные работы. При этом следует учитывать скорость подачи и ши- рину захвата комбайна для обеспечения максимальной энергоэффективности (рис. 4 и 5). Зависимости потребляемой электро- энергии от скорости подачи и ширины за- хвата комбайна приведены на рис. 4 и 5. Анализ данных зависимостей позволяет сделать вывод, что энергоемкость разру- шения пласта при увеличении скорости подачи комбайна от 0 до 1,5 м/мин до 1 кВт ч/т и при дальнейшем увеличении не изменяется. Увеличение ширины захвата комбайна в пределах от 0,1 до 0,5 м также уменьшает энергоемкость разрушения угольного пласта до 1 кВт·ч/т. Дальнейшее увеличение захвата существенно не влияет на энергоемкость разрушения пласта. 59 Рис. 4. Зависимость потребляемой двигателем комбайна мощности (1) и энергоемкости разруше- ния пласта (2) от скорости подачи Рис. 5. Зависимость потребляемой двигателем мощности (1) и энергоемкости разрушения пласта (2) от ширины захвата при скорости 1,62 м/мин В процессе шахтных испытаний с ком- плексом «Западный Донбасс» установлено повышение сортности добываемого угля, снижение зольности и энергоемкости раз- рушения пласта. В частности, выход клас- са 0 – 6 мм уменьшился почти в 3 раза, а выход классов 25 – 50 мм, 50 – 100 мм и более возрос, соответственно, в 2,0; 2,5 и 4,5 раза. Энергоемкость разрушения угля снизилась с 0,75 до 0,57 кВт·ч/т. ВЫВОДЫ Таким образом, на базе разработок НГУ можно предложить технические решения по отработке тонких и весьма тонких угольных пластов Западного Донбасса, на- правленные на внедрение в производство безотходной и ресурсосберегающей техно- логии. Предлагаемая технологическая схе- ма с оставлением породы в шахте позволит повысить качество добываемого угля, сни- зить затраты на отбойку и транспортиров- ку пустых пород на поверхность, улучшить состояния горных выработок, уменьшить затраты на их поддержание и повторное проведение, а также, что немало важно, снизить экологическую нагрузку в рас- сматриваемом угледобывающем регионе. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Технология отработки тонких пластов с заклад- кой выработанного пространства с закладкой вырабо- танного пространства: монография / [Бузило В.И., Су- лаев В.И., Кошка А.Г. и др.]. – Д.: НГУ, 2013. – 124 с. 2. Bondarenko V.I. New technique of coal mining very thin seams with leaving rock in mine / V. I. Bondarenko, A.V. Vivcharenko, A.I. Yarkovych // Szkola Eksplotacji Podziemnej (Krakow, Poland), 2013. 3. Анализ энергоэффективности струговой и ком- байновой технологии добычи угля / В.И. Бузило, А.В. Явор- ский, С.Н. Пойманов, С.И. Юнак // Школа подземной раз- работки: материалы VI междунар. науч.-практич. конф. – Д.: НГУ, 2012. – С. 119 – 128. 60 4. Разработать технологию, создать и внедрить комплекс очистных машин с опережающим врубом для отработки тонких пологих пластов мощностью 0,7–1,2 м с неустойчивыми боковыми породами (науч- но-техническое обоснование технического задания на комплекс очистных машин): отчет о НИР/ДГИ; научн. рук. Кияшко И.А., отв. исп. Овчинников Н.П. – Д., 1979. – 180 с. 5. Пат. 105458 Україна, E21F 15/06; E21C 41/18. Спо- сіб селективної розробки вугільних родовищ із заклад- кою виробленого простору / Бондаренко В.І., Кошка О.Г., Малашкевич Д.С.; заявник НГУ; опубл. 12.05.2014, Бюл. № 9. 6. Отработка тонких и весьма тонких пластов с оставлением пустых пород в шахте / А.Г. Кошка, А.В. Яворский, Д.С. Малашкевич [и др.] // Геотехнічна механіка: міжвід. зб. наук. праць. – Д.: ІГТМ ім. М.С. По- лякова НАН України, 2013. – Вип. 110. – С. 79 – 88. ОБ АВТОРАХ Бузило Владимир Иванович – д.т.н., профессор, декан горного факультета Национального горного уни- верситета. Кошка Александр Григорьевич – к.т.н., доцент кафедры подземной разработки месторождений Нацио- нального горного университета. Пойманов Сергей Николаевич – аспирант кафедры подземной разработки месторождений Национального горного университета. Малашкевич Дмитрий Сергеевич – аспирант кафедры подземной разработки месторождений Нацио- нального горного университета. Яркович Артем Игоревич – аспирант кафедры подземной разработки месторождений Национального горного университета.

Ähnliche Einträge