ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ УРОВНЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ УГЛЯ ПРИ КАМЕРНО-СТОЛБОВОЙ ОТРАБОТКЕ ПЛАСТОВ

На примере угольной шахты УК «Межегейуголь» в Республике Тыва (Россия) описана технология камерно-столбовой отработки (КСО) пласта, включающая добычу угля из проводимых выработок и последующую отработку целиков-столбов. Показан высокий уровень (порядка 30—40%) потерь полезного ископаемого при используемой технологии угледобычи. Выявлены имеющиеся технические возможности повышения уровня отработки целиков угля с помощью импортного оборудования — мобильных держателей кровли. Описаны конструкция и технологическая схема их применения в зарубежных шахтах. Технология позволяет извлекать уголь из целиков с размещением людей и оборудования в безопасной зоне и управляемым обрушением пород кровли участками, предотвращающим масштабные деформации недр. Мировой опыт показывает возможность извлечения угля из междукамерных целиков под защитой таких крепей до 85—90%. Однако приобретение импортного прогрессивного оборудования российской шахтой сопровождается высокими затратами. Предложена конструкция держателя кровли, отличающаяся большей простотой изготовления, безопасностью и меньшей стоимостью. Приведено описание предлагаемой конструкции, отличающейся заменой системы гидравлического подъема подкровельного щита на пневматическую. Представлены главные параметры установки для горно-технических условий шахты. Использование пневмобаллона в качестве распорного элемента упрощает конструкцию, снижает риски травмирования шахтеров, уменьшает затраты на приобретение крепи. Предлагаемое техническое решение позволяет шахтам, применяющим КСО, отрабатывать запасы угля с высоким уровнем извлечения при сравнительно небольших эксплуатационных издержках.

 

Для цитирования: Семенцов В. В., Лудзиш В. С., Прокопенко С. А. Технология и оборудование для повышения уровня извлечения угля при камерно-столбовой отработке пластов // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2019. – № 10. – С. 65–78. DOI: 10.25018/02361493-2019-10-0-65-78.

Ключевые слова

Шахта, пласт, потери угля, камерно-столбовая отработка, целик, извлечение, конструкция, держатель кровли, пневмобаллон.

Номер: 10
Год: 2019
ISBN: 0236-1493
UDK: 622.273.3:622.285
DOI: 10.25018/0236-1493-2019-10-0-65-78
Авторы: Семенцов В. В., Лудзиш В. С., Прокопенко С. А.

Информация об авторах: Семенцов Вячеслав Владимирович — канд. техн. наук, зав. лабораторией, e-mail: v.sementsov@nc-vostnii.ru, Лудзиш Владимир Станиславович — д-р техн. наук, профессор, ведущий научный сотрудник, Прокопенко Сергей Артурович — д-р техн. наук, профессор; ведущий научный сотрудник, Национальный исследовательский Томский политехнический университет, e-mail: sibgp@mail.ru, АО «Научный центр ВостНИИ». Для контактов: Прокопенко С.А., e-mail: sibgp@mail.ru.

Библиографический список:

1. Техническое перевооружение шахты угольной на период строительства угледобывающего комплекса ООО «УК «Межегейуголь». 1 очередь. Пусковой комплекс. Дополнение № 2. Пояснительная записка. ЗАО «Промуглепроект». — Новокузнецк, 2016. — 162 с.

 

2. Булгаков Е. С., Вормсбехер С. А., Дьячук В. Н., Хажиев В. А. Совершенствование системы эксплуатации и ремонта горношахтного оборудования // Уголь. — 2016. — № 2. — С. 83—85.

 

3. Prokopenko S. A., Kurzina I. A., Lesin Yu.V. Prospects for improvement of mining machines’ cutting picks / IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2016. Vol. 124. No 1, Article number 012134. pp. 1—5. doi: 10.1088/1757-899X/124/1/012134.

 

4. Макаров А. М. Развитие системы обеспечения работоспособности горнотранспортного оборудования // Уголь. — 2016. — № 1. — С. 38—40.

 

5. Баскаков В. П., Розенбаум М. А., Калинин С. И., Семенцов В. В., Добровольский М. С. Отработка мощных угольных пластов, опасных по газодинамическим явлениям, системой коротких забоев // Уголь. — 2015. — № 11. — С. 17—20.

 

6. Семенцов В. В., Добровольский М. С., Нифанов Е. В., Шабалин М. П. Применение системы коротких забоев при отработке угольных пластов, склонных к динамическим явлениям // Вестник НЦ ВостНИИ. — 2017. — № 2. — С. 27—31.

 

7. Вартанов А. З., Петров И. В., Федаш А. В. Научно-методические основы принятия проектных решений по комбинированной отработке пластов длинными и короткими забоями на угледобывающих предприятиях // Уголь. — 2015. — № 10. — С. 30—34.

 

8. Рыльникова М. В., Владимиров Д. Я., Пыталев И. А., Попова Т. М. Роботизированные геотехнологии как путь повышения эффективности и экологизации освоения недр // ФТПРПИ. — 2017. — № 1. — С. 92—101.

 

9. Лушников В. Н., Еременко В. А., Сэнди М. П., Косырева М. А. Выбор анкерной крепи для выработок, склонных к горным ударам // ФТПРПИ. — 2017. — № 3. — С. 86—96.

 

10. Позолотин А. С., Гречишкин П. В., Опрук Г. Ю., Заятдинов Д.ф., Чугайнов С. С. Совершенствование конструкции опорных элементов анкерной крепи // Уголь. — 2016. — № 5. — С. 68—71.

 

11. Гречишкин П. В., Позолотин А. С., Заятдинов Д. Ф., Шаров В. Н. Оценка эффективности двухуровневого анкерного крепления сопряжений горных выработок угольных шахт // Горный журнал. — 2015. — № 8. — С. 48—52.

 

12. Черепов А. А., Ширяев С. Н., Кулак В. Ю. Исследование распределения напряжений и деформаций геомассива при камерно-столбовой системе пазработки мощного пологого угольного пласта // ГИАБ. — 2017. — № 9. — С. 170—178.

 

13. Корнилков С. В., Яковлев В. Л. О методологическом подходе к исследованиям в области освоения недр на основе системности, комплексности, междисциплинарности и инновационной направленности // Горный журнал. — 2015. — № 1. — С. 4—9.

 

14. Прокопенко С. А., Лудзиш В. С., Курзина И. А., Сушко А. В. Альтернативный источник энергии при работе очистных механизированных комплексов в угольных шахтах // Горный журнал. — 2015. — № 11. — С. 75—77. doi: 10.17580/gzh.2015.11.15.

 

15. Прокопенко С. А. Угольной энергетике — передовые технологии // Уголь. — 2005. — № 7. — С. 55—57.

 

16. Howe L. A Decade of Mobile Roof Support Application in the United States / Paper in Proceedings, 17th International Conference on Ground Control in Mining, ed. by S.S. Peng (Morgantown, WV, Aug. 4—6, 1998). Dept. of Mining Engineering, WV Univ., pp. 187—201.

 

17. Lind G. H. Key success elements of coal pillar extraction in New South Wales // Journal of the South African Institute of Mining and Metallurgy. 2002. рр. 199—205.

 

18. K. McTyer, T. Sutherland. The Duncan Method of Partial Pillar Extraction at Tasman Mine / 11th Underground Coal Operators' Conference, University of Wollongong & the Australasian Institute of Mining and Metallurgy, 2011, рр. 8—15.

 

19. Howe L. Two Decades of Mobile Roof Support Applications // http://www.jhfletcher.com/ articles/TwoDecadesOfMobileRoofSupports.pdf. Дата обращения 17.11.2017 г.

 

20. Maleki H., Owens J., Endicott M. Field evaluation of mobile roof support technologies (pp. 67—77). Paper presented at the 20th international conference on ground control in mining, 2001, Morgantown W.V. West Virginia University // https://www.cdc.gov/niosh/mining/ UserFiles/works/pdfs/feomr.pdf. Дата обращения 03.12.2017 г.

 

21. Степанович Г. Я. Шахтные пневматические крепи. — К.: Техника, 1981. — 158 с.

 

22. Розенталь М. Б. Опыт создания оболочек пневматических шахтных крепей. — М.: Экспресс-информ, ЦНИЭИуголь, 1990. — 32 с.

 

23. Рахутин В. С. Пневматические конструкции в горном деле. — Киев; Донецк: Вища школа. Головное изд-во, 1983. — 152 с.

 

24. Ситников Г. А., Шахурдин С. А., Буйный Н. С. Патент 2119584 РФ, МКП Е21D 23/04. Секция пневмобалонной крепи. № 96118587/03; Заявл. 18.09.1996. Опубл. 27.09.1998.

 

25. Костюк С. Г., Ситников Г. А., Бедарев Н. Т. Моделирование горных процессов для обоснования параметров разработки безлюдной выемки угля с применением пневмобалонной крепи // Розробка родовищ. — 2013. — № 2013. — С. 153—158. http://nbuv.gov.ua/UJRN/rr_2013_2013_23. Дата обращения 12.12.2017 г.

 

26. Ситников Г. А. Разработка технических требований к созданию средств и способов безопасного управления кровлей при отработке угольных пластов в сложных горно-геологических условиях: автореф. дис. …канд. техн. наук. — Кемерово, 2002. — 18 с.

 

27. Широков А. П., Писляков Б. Г. Расчет и выбор крепи сопряжений горных выработок. — М.: Недра, 1978. — 304 с.

 

28. Широков А. П., Лидер В. А., Писляков Б. Г. Расчет анкерной крепи для различных условий применения. — М.: Недра, 1976. — 208 с.

 

29. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Инструкция по расчету и применению анкерной крепи на угольных шахтах». (Зарегистрировано в Минюсте России 19.02.2014г, № 31354). Серия 05, Вып. 42. — М.: ЗАО «НТЦ ПБ», 2015. — 186 с.

Наши партнеры

Подписка на рассылку

Раз в месяц Вы будете получать информацию о новом номере журнала, новых книгах издательства, а также о конференциях, форумах и других профессиональных мероприятиях.