Автор: Николенко Н.А., Брянская Н. А.
Источник: Донбас-2020: наука і техніка – виробництву: Матеріали III науково-практичної конференції. м. Донецьк, 30-31 травня 2006 р. - Донецьк, ДонНТУ Міністерства освіти і науки, 2006.- 701 с.
Николенко Н.А., Брянская Н. А. Новые технологии добычи угля Рассмотрены системы блочного моделирования. Розроблено технологію відпрацювання тонких крутих пластів, що забезпечує підвищення здобичі вугілля, а також скорочення: викидів вугільного пилу в атмосферу, витрат лісоматеріалів, об'ємів видачі породи, підвищення безпеки умов праці.
Основная особенность разработки угольных пластов Центрального района Донбасса заключается в том, что в 60% действующих лав на пластах мощностью менее 1,2 м выемка угля осуществляется отбойными молотками. Это обуславливает: большую запыленность и загазованность рабочей зоны, вынуждающие использование средств индивидуальной защиты органов дыхания, значительные трудозатраты и расход лесоматериалов – до 80 м3 на 1000 т угля.
Специалистами Дон НТУ и ДонНИИ разработана технология отработки весьма тонких крутых пластов механизированным способом. (Рис.1) [1].
В качестве выемочной машины применяется гидроимпульсная установка типа ГИУВм выемка угля которой осуществляется без присутствия людей в очистном забое, с помощью импульсного воздействия струей воды давлением до 32 МПа. Основным преимуществом ГИУВм является: малый расход воды (до 60 л на 1 т добычи угля), отсутствие угольной пыли в очистном забое, исключение возможностей воспламенения метановоздушной смеси при выемке угля. ГИУВм осуществляет выемку угля по челноковой схеме или в почвоуступном забое (что позволит расширить область применения технологии на пластах с неустойчивыми боковыми породами).
Основной образец установки ГИУВм проходит промышленные испытания в лаве пласта «Толстый» шахты им. Гаевого г. Горловки, результаты исследования – положительные.
Управление горным давлением в очистном забое осуществляется способом – полная закладка выработанного пространства рядовой породой крупностью не более 0,2 м. Применение этого способа обеспечивает плавное оседание пород 98 кровли в результате чего поверхность земли деформируется незначительно, не оказывая влияния на сохранность строительных объектов и коммуникации.
Рисунок 1 – Технологическая схема выемки угля
Кроме того, применение этого способа позволит значительно сократить объемы выдачи породы из шахты вследствие чего улучшаются экологические параметры окружающей среды (сокращаются: объемы пыли при транспортировке породы и выветривании с отвалов, размеры земельных отводов под отвалы).
В качестве оградительно-поддерживающей крепи призабойного пространства применяется механизированная крепь опускная пневматическая (КОП). Пневматическая крепь состоит из трех рядов длинномерных оболочек, которые поочередно передвигаются с помощью лебедки ЛГКН ( через вентиляционный штрек) вслед за подвиганием забоя. Третий ряд крепи (со стороны забоя) кроме основной функции – поддержания кровли, является опорой для сеточного ограждения полосы закладочного материала [2].
ПОпытный образец пневматической крепи КОП испытан в лаве пласта «Рудный» шахты «Красный октябрь» ПО 99 «Орджоникидзеуголь» Межведомственной комиссией крепь рекомендована к серийному производству.
Крепление призабойного пространства осуществляется тремя рядами индивидуальной металлической крепи (стойки трения типа 2Т15У), которые переносятся вслед за выемкой угля. В качестве специальной крепи для охраны сопряжений очистной выработки с подготовительными применяются породные накатные костры, которые собираются из породных стоек (полимерная рукавная ткань диаметром 0,2 м и длиной 1,2 , заполненная дробленой породой фракциями 1…20 мм). Отличительной особенностью костров из породных стоек является их рабочее сопротивление в три раза большее, чем деревянных костров [3].
Экспериментальные образцы крепи из породных стоек испытаны на шахтах: «Черноморка» ГХК «Лисичанскуголь», «Горская» ГХК «Первомайскуголь». Результаты испытаний – положительные.
Пневматическая крепь КОП, металлические стойки и породные стойки предназначены для замены деревянной крепи (стоек, распилов, бруса). Применение их обеспечит сокращение лесоматериалов в среднем 60 м3 на 1000 т добычи угля и устранит причину образования источников загрязнения СО2 и NO2, при разложении древесины в выработанном пространстве. Кроме того, применение пневматической крепи и металлических стоек, имеющих значительные величины начального распора, обеспечивает повышение устойчивости и уменьшение конвергенции боковых пород, способствует равномерному разгазированию пласта, т.е. исключение возникновения газодинамических явлений.
Рисунок 2 – Организация работ
Организация выполнения технологических процессов представлена на рис 2. В результате проведенных исследований установлен возможный объем применения разработанной технологии на шахтах Центрального района Донбасса – 30 лав. В том числе: п.о. «Артемуголь» – 11 лав, шахта им. Гаевого – 4 лавы, п.о. «Орджоникидзеуголь» – 11 лав, п.о. «Дзержинскуголь» – 4 лавы. Применение разработанной технологии в этих лавах в течение года обеспечит сокращение: объемов выдачи породы из шахт более чем на 900 тыс. т, выбросы угольной пыли в атмосферу – более 100 т, лесоматериалов – более 50 тыс. м3 (при среднесуточной добыче угля добычными участками – 100 т на пластах мощностью 0,4…0,7 м). Такое снижение расхода лесоматериалов позволит сохранить более 300 га хвойных лесов от вырубки и, как следствие, обеспечит улучшение экологической обстановки в регионе.
1. Технологические схемы применения гидпоимпульсных установок в очистных забоях крутых и крутонаклонных угольных пластов Донбасса.– Горловка: Минтопэнерго Украины, ДонНТУ, ДонНИИ, 2000.
2. Степанович Г.Я., Николенко Н.А. Применение и перспективы создания пневматических крепей. – Уголь Украины.– 1990.– № 3
3. Ильин А.И., Николенко Н.А.. Охрана подготовительных выработок. – Известия Донецкого горного института ДонГТУ.– 1998.– №2 (8).