CC BY
19
УДК 622.33: 001.2:658:511 В.М. Феоктистов
О РЕЗУЛЬТАТАХ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА ПРОБЛЕМЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ РАБОТЫ АНТРАЦИТОВЫХ ШАХТ
Семинар № 11
Сложившаяся в угольной отрасли Восточного Донбасса после ее реформирования ситуация (сокращение объема добычи угля с 30 до 9 млн т за период с 1990 по 2004 гг.; резкое уменьшение потребления антрацитов на тепловых электростанциях; ликвидация 50 шахт; потеря значительного числа рабочих мест и связанное с ними ухудшение социально-экономичес-кого положения большой группы населения; уменьшение налоговых поступлений в местные бюджеты) вынуждает исследователей искать решение нескольких проблем, основные из которых:
- рост экономического потенциала Восточного Донбасса, позволяющий выйти на стабилизацию и последующее улучшение социального положения населения шахтерских городов региона;
- улучшение технико-экономических показателей (ТЭП) работы остающихся в эксплуатации угледобывающих предприятий. Причем речь идет не об обычном эволюционном улучшении ТЭП работы, какое имело место ранее, а о необходимости скачкообразного повышения эффективности производства;
- разработка принципиально новых технических и технологических решений эксплуатации угольных пластов, реализация которых могла бы позволить предприятиям работать не только с требуемыми показателями, прежде всего - с достаточной для инвесторов и производства прибылью, но и устойчиво функционировать в условиях переменного спроса на уголь.
Перечисленные выше задачи столь сложны, что их решение может быть осуществлено только при использовании системного анализа как методологии реализации междисциплинарных проблем. В частности, первая проблема решается в настоящее время именно этим методом в Шахтинском институте ЮРГТУ (НПИ): установлены цель, принуждающие свя-
зи, критерии, разрабатывается необходимый инструментарий [1].
Применительно к условиям действующей шахты системный анализ, выполненный на кафедре “Разработка пластовых месторождений” ШИ ЮРГТУ (НПИ), позволил четко определить пути улучшения их ТЭП работы за счет повышения уровня концентрации горных работ [2].
Что касается новых технических и технологических решений по отработке запасов шахт, то для установления основных концепций их проектирования системный анализ предполагал следующее:
Проблема: обеспечить переход от традиционно используемой технологии добычи угля на антрацитовых шахтах к более совершенной, позволяющей улучшить конечные результаты угледобывающего предприятия в условиях неопределенности спроса на уголь.
Цель: рост конкурентоспособности добываемого антрацита как топлива и сырья для других видов продукции.
Критерии: степень связности элементов внутри системы; стоимость; надежность; время; требования к обслуживанию; гибкость.
В качестве инструментариев при выполнении системного анализа использовались математические методы (теория вероятностей), экономико-математическое моделирование,
экспертная оценка, анализ и синтез, теория циклов [3].
Исследования рассматриваемой проблемы позволили установить:
1. Существенным фактором повышения эффективности подземной разработки пологих антрацитовых пластов является переход от типичных для рассматриваемых условий схем вскрытия запасов и подготовки их к выемке к технологии отработки, предусматривающей вертикально-горизонтальное построение топологии сети горных выработок.
2. Вскрытие запасов угля и раскройка шахтных полей должны осуществляться по схемам, предусматривающим сооружение концентрационных горизонтов на принятых отметках и бурение из главных выработок восстающих скважин и слепых стволов для последующей интенсивной отработки запасов.
3. Рациональными по условиям безопасного и эффективного функционирования шахт оправданными значениями параметров технологии отработки запасов антрацитовых пластов, предусматривающей сооружение концентрационных горизонтов, являются: длина выемочного столба - 1700 - 1800 м; длина очистного забоя - 220 -270 м.
4. Устойчивая работа антрацитовой шахты при использовании забойного оборудования современного технического уровня и рекомендованной топологии горных работ может быть обеспечена при высокоэффективной работе двух-трех очистных забоев.
Установление необходимого числа очистных забоев с целью достижения оптимального уровня концентрации горных работ и обеспечения высокопроизводительного функционирования предприятия должно осуществляться на базе учета стохастического характера влияющих факторов и технического уровня производства.
На базе результатов исследования предложены варианты прогрессивной технологии отработки запасов антрацитовых пластов, позволяющие по сравнению с традиционными схемами вскрытия и раскройки шахтных полей в сопоставимых условиях снизить эксплуатационные расходы в 1,07 - 1,20 раза, резко повысить производительность труда рабочих по добыче.
Вариант 1. В центре шахтного поля до его нижней отметки проводят два центральносдвоенных вертикальных ствола. После сооружения околоствольного двора, из его выработок осуществляют подготовку откаточного (концентрационного) горизонта: проводят магистральные откаточный и вентиляционный штреки, участковые квершлаги. Выход из выработок откаточного горизонта на пласты выполняют посредством слепых стволов, оборудованных клетевым подъемом, и серии вертикальных скважин, предназначенных для спуска горной массы, спуска-подъема людей и вспомогательных материалов, вентиляции (патент РФ № 2120551).
Подготовку выемочных столбов к выемке и очистные работы в пределах образованных таким образом блоков ведут традиционными способами. Транспортирование горной массы осуществляют по ярусным штрекам ленточными конвейерами, с которых она попадает в углеспускные скважины-бункеры, затем по выработкам откаточного горизонта в вагонетках электровозами подается к скиповому стволу;
Вариант 2. Вскрытие запасов, сооружение концентрационного горизонта, выемочные работы в блоке ведут описанными выше способами. Вместе с тем, в группе блоков по падению проводят пластовую наклонную выработку, соединяемую с блоковым стволом, имеющим выход на земную поверхность (патент РФ № 2183272);
Вариант 3. Вскрытие запасов осуществляют тремя центрально-строенными стволами, два из которых (главный и вспомогательный) проводят до отметки нижней границы шахтного поля, третий (скиповый ствол) - до отметки промежуточного горизонта. После сооружения концентрационных горизонтов на нижней и промежуточной отметках, работы по вскрытию, подготовке и собственно выемке полезного ископаемого ведут в описанной выше последовательности
Экспериментально, в условиях бывшей шахты “Несветаевская” ОАО “Ростовуголь”, проверена идея подготовки выемочных участков с использованием серии восстающих скважин.
Показатели работы добычного участка, вскрытого и подготовленного к выемке по данной схеме, подтвердили правильность выбранного направления совершенствования горных работ. Эксплуатационные затраты на добычу 1 т угля на участке были в 2-2,5 раза ниже, чем на производствах с традиционным способом отработки запасов.
Очевидно, что выполнение системного анализа по рассматриваемой проблеме должно быть продолжено при объединении всех трех указанных выше проблем в одну с привлечением квалифицированных специалистов по всем вопросам в той или иной мере попадающим в их сферу. Принуждающими связями здесь должны быть: в качестве основного заказчика системы - Администрация Ростовской области или руководство угольной компании, проектные или научно-исследовательские институты; законодательная база регионального и федерального уровня; инвестиционные и кредитные
возможности для решения проблемы; природ- резок времени технологии добычи, переработ-
ные ресурсы (участки угольных пластов) Вое- ки и использования углепродукции.
точного Донбасса; достижимые в заданный от-
1. Хазанович Г.Ш. О подготовке системной концепции решения проблем угольной отрасли в Восточном Донбассе. Эколого-экономические проблемы природопользования в горной промышленности: Сб. науч. трудов. - Шахты: Изд-во ЮРО АГН, 2002. - С. 33-40.
2. Феоктистов В.М. Концентрация горных работ на шахтах российской части Донбасса: проблемы и пути их
--------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
решения/ Южно-Российский гос. техн. ун-т (НПИ). -Новочеркасск : УПЦ “Набла” ЮРГТУ (НПИ). - 2002. -110 с.
3. Спицнаделъ В.И. Основы системного анализа: Учеб. пособие. - СПб.: “Изд. дом “Бизнесе-пресса”, 2000. - С. 238-318.
— Коротко об авторах ------------------------------------------------------------------
Феоктистов Вячеслав Михайлович - Шахтинский институт (филиал) Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института).
------------------------------------- ДИССЕРТАЦИИ
ТЕКУЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ЗАЩИТАХ ДИССЕРТАЦИЙ ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ И СМЕЖНЫМ ВОПРОСАМ
Автор Название работы Специальность Ученая степень
СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ГОРНО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
БУТЮГИНА Лариса Витальевна Оценка и прогнозирование экологических аспектов эксплуатации хранилищ хвостов обогащения в криолитовой зоне (на примере Норильского промышленного района) 25.00.36 к.т.н.
ГАЛИШЕВСКАЯ Виктория Викторовна Охрана окружающей среды при эксплуатации хранилищ хвостов обогащения в криолитовой зоне 25.00.36 к.т.н.
СЕРГЕЕВ Вячеслав Васильевич Развитие теоретических основ создания и конструирования камерных пневмозарядчиков для заряжания шпуров и скважин непа-тронированными взрывчатыми веществами 05.05.06 Д.т.н.
СТЕПАНОВА Светлана Васильевна Повышение качества окружающей среды снижением экологической нагрузки природно-технической системы с горно-перерабатывающей составляющей 25.00.36 к.т.н.
ХУБАЕВА Галина Петровна Охрана окружающей среды утилизацией отходов горно-металлургического производства 25.00.36 к.т.н.
ЛУЗИН Борис Степанович Научно-технические основы повторной добычи золота из отходов обогащения руд 25.00.22 Д.т.н.
