Библиотека

Концепция развития использования шахтной породы для решения задач совершенствования разработки крутых пластов

Кандидаты техн. наук С.В. Подкопаев, Ю.Ф. Фомин, В.М. Куц (ДонГТУ), инж. Н.А. Ерагин (ПО «Орджоникидзеуголь»), инж. Ю.С. Корженюк (Енакиевский горный техникум)


Источник: Журнал Известия Донецкого горного института. – 1996. – №1(3) – с. 35 – 37


Украина относится к государствам, испытывающим дефицит в собственных энергоресурсах. Из – за отсутствия в ней месторождений нефти и газа задачи обеспечения энергией предстоит решать угольной промышленности. Однако шахты Украины характеризуется весьма низкими технико – экономическими показателями, что обусловлено сложностью разработки месторождений, и особенно в Центральном районе Донбасса. Очевидно, что для повышения технико – экономических показателей работы угольных предприятий необходимо изыскание решений, направленных на повышение технического уровня производства, на приведение шахт в состояние, отвечающее современным требованиям по комплексу всех факторов, включая экономические. Особенно большой объем работ предстоит выполнить на шахтах с крутым залеганием пластов, где помимо прочих, необходимо эффективное решение задач оставления породы в выработках и органически связанной с ними проблемы закладки выработанного пространства. В настоящее время объем породы, получаемой в шахтах Центрального района Донбасса, достиг 930 т на 1000 т угля и по мере увеличения глубины разработки имеет устойчивую тенденцию к дальнейшему росту. Сложные условия разработки крутых пластов, связанные с наличием неустойчивых вмещающих пород и изменяющиеся как. в пределах этажа, так и в направлении простирания пластов, могут быть скомпенсированы применением универсальных способов управления кровлей. К такому способу следует относить полную закладку выработанного пространства.

Общеизвестно, что за счет оставления породы в шахте могут быть успешно решены такие сложные инженерные задачи, как создание условий для безопасной выемки запасов под охраняемыми объектами, управление горным давлением на пластах с труднообрушаемыми кровлями, сползающими почвами и с самовозгорающимися углями. Кроме того, возможно снижение высоких температур в очистных забоях и создание предпосылок для разработки технологии безлюдной выемки угля. Анализ технических разработок по комплексу проблем оставления породы в шахтах и использования ее для решения инженерных задач показывает, что основным направлением в организации закладочного хозяйства в ближайшее время должно быть использование участковых дробильно – закладочных комплексов. Использование закладки выработанного пространства позволяет весьма эффективно решать следующие инженерные задачи: применение механизированных крепей, возведение околоштрековых бутовых полос и поддержание пластовых выработок за счет заполнения их дробленой породой в период погашения. На основании исследований, выполненных авторами совместно с сотрудниками лаборатории технологии закладочных работ ДонУГИ, разработаны принципиальные рекомендации, которые могут быть положены в основу решения проблемы оставления породы в шахтах.

1.Основным видом закладки выработанного пространства должен быть пневматический, поскольку он обеспечивает наибольшее заполнение выработанного пространства породой при достаточно высокой плотности заложенного массива. Гидравлическое транспортирование закладочных материалов к месту возведения закладочного массива можно было бы рассматривать в качестве альтернативного по отношению к пневматическому. Однако несмотря на более высокую производительность и меньшую энергоемкость, оно имеет ряд серьезных недостатков. Так, гидравлическое транспортирование шахтной породы, используемой в качестве закладочного материала, сопровождается истиранием материала, который в последствии выносится в виде илистых частиц вместе с отработанной водой и заиливает выработки, тем самым усложняя работу шахтного водоотлива в связи с подачей в шахту дополнительных объемов воды и интенсивным износом насосов.

2. Для приготовления закладочных материалов наиболее предпочтительны глинистые и песчаные сланцы крепостью до 8 ед. по шкале проф. М. М. Протодьяконова. Применение пород большей крепости нежелательно, так как они снижают долговечность дробилки, способствуют интенсивному абразивному износу закладочных трубопроводов и имеют повышенное содержание кремния, который в виде пыли попадает в легкие горняков и вызывает развитие силикоза. Такие породы целесообразно выдавать на поверхность, готовить из них бутовый камень или щебень для строительных целей.

3. Участковые дробильно – закладочные комплексы необходимо использовать для выполнения всего цикла работ по закладке в период сооружения центральных дробильно-подготовительных комплексов, а при вводе последних в эксплуатацию первые осуществляют лишь транспортирование готового закладочного материала к месту возведения закладочных массивов.

4. Участковые дробильно – закладочные комплексы должны включать в себя следующее оборудование: дробилку типа ДО, пневмозакладочные машины барабанного типа чешского производства ЗС – 240 (до освоения отечественного оборудования), опрокидыватели типа ОБ, закладочные трубопроводы диаметром 200...22.5 мм из прочных материа-лов. конвейеры для обычной и дробленой породы.

5. Центральные дробильно – подготовительные комплексы должны включать в себя: оборудование для предварительного отсева мелких, не требующих дробления, фракций, дробилки первичного дробления типа ЩД и вторичного дробления типа ДО, конвейеры для обычной и дробленой породы, бункеры для дробленой породы емкостью, равной суточной потребности в закладочном материале.

6. Центральные дробильно – подгоговительные пункты необходимо сооружать в районе околоствольного двора или вблизи него, а участковые – не далее 500 м от места возведения закладочного массива.

7. С целью обеспечения оставления породы в максимальном объеме каждый подготовительный горизонт должен быть оборудован участковым дробильно – закладочным комплексом для измельчения породы и передачи ее при помощи сжатого воздуха на вышележащий (закладочный) горизонт. Наличие центрального дробильно – закладочного комплекса не исключает необходимости использования участковых комплексов, более того, делает закладочное хозяйство шахты более гибким.

8. Производительность закладочного хозяйства должна рассчитываться на использование для закладки всей породы, получаемой в шахте (за исключением породы крепостью более 8 ед.).

9. Выработанное пространство необходимо закладывать во всех очистных забоях, за исключением забоев на пластах, отнесенных к защитным (если закладка недопустимо снижает аффект защиты) и оборудованных индивидуальными и механизированными крепями и щитовыми агрегатами.

10. Породу, оставшуюся в очистных забоях после закладки выработанного пространства, необходимо применять для закладки погашаемых выработок. При этом целесообразно выбирать выработки, в которых применение закладки позволяет рассчитывать на получение дополнительного эффекта от снижения деформаций выработок.

11. Оставляемая в шахтах порода должна использоваться для решения задач, обеспечивающих получение наибольшего социально – экономического эффекта. Накопленный на шахтах Донбасса опыт применения технологии выемки угля с закладкой выработанного пространства шахтной породой свидетельствует о ее высокой эффективности с точки зрения управления кровлей и создания безопасных условий труда. Проведенный анализ издержек производства на добычу угля при закладке выработанного пространства в очистных забоях показывает, что при увеличении производительности или количества очистных забоев значительно уменьшаются затраты на подготовку закладочных материалов и удельные амортизационные отчисления, а это способствует повышению эффективности закладочных работ и в конечном счете – стоимости угля.