CC BY
83
ДОКЛАД НА СИМПОЗИУМЕ «НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА - 97»
МОСКВА, МГГУ, 3.02.97 - 7.02.97 СЕМИНАР 7 «РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКИ ПЛАСТОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ»
А.В. Ремезов, к.т.н.
АООТ «Ленинскуголь»
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОБЫЧИ УГЛЯ В АООТ «ЛЕНИНСКУГОЛЬ»
Затяжной характер переходного периода к рыночной экономике для угольной промышленности оказался очень тяжелым и разрушительным. Отсутствие средств у шахт из-за всеобщих неплатежей порожденная государством, фактическая разница между рыночной ценой и выдуманной прейскурантной приводит к дальнейшему старению основных фондов.
Отсутствие государстренной программы по финансированию закрытия нерентабельных, убыточных и неэффективных шахт, а также осуществление социальной защиты сокращенных рабочих и служащих приводит к дальнейшему нерациональному расходованию государственных средств, к всеобщему обнищанию трудового персонала угольной промышленности и превращению перспективных шахт в неперспективные.
Например, парк механизированных комплексов шахт АООТ “Ленинскуголь” в настоящее время состоит из 35 мех.комплексов, из которых 21 мех.комплекс отечественного производства и 14 мех.комплексов польского производства.
Износ отечественных мех. комплексов составляет 87,8%, польского производства составляет 137,4%. Несмотря на централизованную программу компании “Росуголь” по замене изношенного парка мех.комплексов за счет договоров лизинга парк мех.комплексов не успевает технически переоснащаться и омолаживаться. Так при объективной необходимости в ежегод-
ной замене на шахтах АООТ “Ленинскуголь” по 6-7 мех. комплексов, фактически за 3 года с большим опозданием получено всего пять и частично отдельные механизмы для обновления 6-го.
Современные отечественные
мех.комплексы на конец 1996 года стоят от 40 до 50-55 млрд.рублей, а с частичной импортной комплектацией и того больше.
При отсутствии достаточных средств на приобретение высокопроизводительных очистных мех.комплексов необходимо найти оптимальное эффективное решение данного вопроса с наименьшими затратами на приобретение очистного оборудования без снижения его производительности.
Замена одного очистного оборудования на принципиально отличающееся другое влечет за собой и смену технологии очистной добычи. Камерная и камерностолбовая система добычи угля в значительных объемах применялась в России (особенно в военные годы) и в больших объемах применяются в настоящее время в США, ЮАР, Австралии, Англии и т.д.
В этих странах для подобной технологии созданы высокопроизводительные проходческо-очистные комбайны фирмы “Джой” с необходимым набором самоходного оборудования, которые в совокупности представляют собой проходческо-очистные комплексы. В последнее время на рынке появились подобные комбайны (например серии АВМ), а также широкая гамма самоходного оборудования фирмы “ЕМСО”.
При стоимости (как уже говорилось в начале статьи) современного мех. комплекса от 40 до 55 млрд.рублей, проходческо-очистной комплекс фирмы “Джой” стоит более чем в два раза меньше, а проходческо-очистной комплекс на базе комбайнов АВМ и самоходного оборудования фирмы “ЕМСО” еще меньше.
Подготовка классического очистного забоя с запасами в столбе лавы в пределах от 1.0 до 3.0 млн.тонн требует больших затрат и длительного времени, затем для его оснащения требуется дорогостоящее оборудование стоимостью от 70 до 100 млрд.рублей, т.е. первоначальные, одновременные затраты велики и инерционны в последующей окупаемости. Одновременные первоначальные затраты при применении для добычи угля камерной или камерностолбовой технологии в совокупности с проходческо-очистными комплексами значительно ниже. Фактически отсутствует период подготовки забоя к работе, т.е. сразу же после получения и запуска в работу начинается его окупаемость.
Так согласно анализа способа подземной добычи угля в странах с развитой угольной промышленностью произведенного господином Джоном Чэдвиком (журнал “Майнинг” июнь 1992 г.), 63% из добычи угля подземным способом в США приходится на камерно-столбовой способ (или способ частичного извлечения) как наиболее мобильный низкой себестоимостью и притом высокой производительностью соперничающей с производительностью длинных очистных забоев.
В Австралии подземная добыча при помощи камерно-столбовой технологии составляет 50%.
В Южной Африке добыча по камерно-столбовой технологии является превалирующей и в силу более сложных горногеологических условий залегания угольных пластов, в отличии от США и Англии со-
ставляет около 90% от всей подземной добычи.
В Китае процент добычи по камерностолбовой технологии при подземной добыче составляет также большой процент (по отдельным данным от 50 до 70%).
В Индии процент подземной добычи по камерно-столбовой технологии также в пределах 90%.
Камерно-столбовая и чисто камерная система отработки запасов с применением высокопроизводительных проходческо-очистных комплексов, имеющих большую маневренность особенно при значительной нарушенности запасов и при низких первоначальных затратах является наиболее предпочтительной в данных странах.
Кроме уже широко известных проходческо-очистных комбайнов “Джой”, АВМ-20(30), компанией “Паурат” разработан комбайн Н4.10, компанией “Аймко Коул Машинери” разработан комбайн “Аймко 2810” и т.д. Так при использовании комбайна “Аймко 2810” на шахте “Бишоп” в Западной Вирджинии (США) из пласта мощностью 4,5 м в среднем добывалось 2200-2500 т угля за 8 часовую смену, применяя данный комбайн и три самоходных вагона был установлен новый рекорд 4013 т в смену в сочетании с анкерным креплением кровли. Необходимо отметить, что технология добычи угля проходческо-очистными комбайнами эффективна только с применением анкерного крепления.
Многим небольшим шахтам удается выжить на рынке в условиях очень высокой конкуренции благодаря применению камерно-столбового способа отработки.
Примерные капитальные затраты на организацию очистного участка с указанной технологией составляют в условиях США около 1250000 $ в условиях России это выразится примерно в 3,5 - 4,5 млн.$ в то время как строительство и организация новой шахты в США примерно составляет 3 млн.$.
При годовой добыче около 300000 т капитальные затраты на добычу 1 т в год в США составят примерно 10 $ (примерно около 60 тыс.руб.) в то время как средняя себестоимость добычи 1 т угля на шахтах АООТ “Ленинскуголь” за 10 месяцев 1996 года составляет 138 тыс.руб.
Так в своем докладе перед инженерно-техническими работниками шахт АООТ “Ленинскуголь” профессор горного дела университета Кентукки (США) д-р Кот Ан-раг, сделанном в АООТ “Ленинскуголь” 29.05.96 г. о современных методах анкеро-вания, камерно-столбовой системы отработки и современных технологиях способов отработки маломощных пластов обратил внимание на то, что стоимость оборудования для камерно-столбовой системы отработки составляет 1/4 часть от стоимости оборудования для “длинного” очистного забоя, а производительность камерностолбовой системы отработки примерно составляет 1/2 от системы “длин- ного “забоя.
Простой одного часа “длинного” очистного забоя составляет примерно 30,0 тыс. $.
Таким образом камерно-столбовая система отработки с оснащением ее проходческо-очистными комплексами позволят снизить одновременные первоначальные затраты на переоснащение очистной техники при не снижении, и даже возможно с увеличением объемов добычи по моему мнению позволит пережить начальную стадию развития рыночных взаимоотношений в угольной промышленности. Да и не только поможет пережить, но и совершенствоваться с целью дальнейшего использования при отработке с незначительными затратами законсервированных запасов в различных целиках.
Таким образом, в трудное для угольной промышленности, а в частности шахт АООТ “Ленинскуголь” внедрение новой камерной или камерно-столбовой техноло-
гии в совокупности с применением высокопроизводительных широкозахватных проходческих комбайнов с барабанным исполнительным органом позволит в значительной мере переоснастить процесс добычи угля новой техникой без потерь объемов добычи и значительно улучшить экономическое состояние шахт.
На рис. 1. 2, 3 изображены возможные варианты применения камерностолбовой технологии, в том числе и с применением автономных, механизированных крепей поддержания кровли на участке сопряжения заходок с выемочными камерами.
В странах с развитой технологией добычи угля при помощи камерностолбовых систем на сопряжениях камер и заходок используются автономные самоходные крепи. Такие крепи выпускаются несколькими различными фирмами. В России подобные крепи (2 разновидности) разработаны Подмосковным институтом ПНИУИ и на Северо-Задонском заводе в 1997 году намечено выпустить первые их экспериментальные образцы.
На пяти шахтах АООТ “Ленинскуголь” произведен анализ запасов угля, законсервированных в различных целиках, которые можно экономически эффективно извлечь, применяя камерностолбовую систему отработки.
Всего запасы в целиках, удобных для применения камерно-столбовой системы отработки составляют 19860,9 тыс.т. угля, исходя из предполагаемых потерь (35%) объем добычи угля из целиков составит 12909,6 тыс.т. Принимая среднюю цену угля по 1996 году, стоимость добытого угля из целиков составит 1700 млрд.рублей. (1)
И в то же время я считаю, что в будущем в развитии угольной промышленности России главенствующее место будет занимать добыча угля из длинных очистных забоев, отрабатываемых длинными столбами в обратном порядке.
. _ с&еэ*сав стоув 6оз с?ух о
______ — исходви+ав с тру о боздухо
<И> са*Лоходмыи Возон
Рис.1. Схема подготовки и отработки участка
Рис.2. Схема отработки длинного целика короткозабойным комбайном с использованием самоходных секций механизированной крепи (цифрами в кружках показана последовательность выемки заходок): 1 - деревянные стойки; 2 - самоходная секция крепи; 3 -подзавальный целик
Это подтверждается и направлением развития технологии добычи угля в зарубежных странах с развитой угольной промышленностью.
Так, по данным журнала Коул, издаваемого Интертек (Паблишинг Корпорей-шен, г. Чикаго, штат Иллинойс) в Америке в течение 1995 года общее число очистных
г ■* л
Рис.З. Последовательность выемки целика комбайновыми заходками и передвижки самоходных секций крепи: а-й - отдельные этапы цикла выемки комбайн, заходок; 1 - короткозабойный комбайн; 2 - подзавальный целик; 3 - самоходная секция крепи; 4 - челночная вагонетка; 5 - 8 - комбайновые за-ходки
забоев снизилось с 80 до 72, в то же время объявлен конкурс на создание одного длинного очистного забоя, который бы своей производительностью заменил несколько закрытых. Выполнение задуманной про-
граммы подтверждается фактами. Так в июне 1995 года шахта Камбэрлэнд компании Сайпруг Эймакс в месяц из одного забоя добыла 573410 тонн товарного угля. Но в скором времени шахта Уэст Эл к, принадлежащая Маунтил Коул (Компания Арко Коул), установила новый рекорд, добыв из одного забоя 601068 тонн товарного угля. В последнее время стало известно, что за месяц из одного длинного забоя добыто около 1,0 млн. тонн угля.
Проводится работа не только по увеличению нагрузки на очистной забой, но и увеличению добычи угля из одной шахты, так шахта Бейли в 1995 году добыла 6,6 млн. тонн угля, а шахта Инфлоу Форк - 8,1 млн.тонн.
В угольной промышленности Америки по сведениям данного журнала усиленно развиваются следующие тенденции:
увеличение длины столба, так из 72 очистных забоев 50% (37) по длине лав превышают длину 244 метра при средних показателях 236 метров. В основном на каждой шахте в работе находится от 1 до 2-х, в крайнем случае 3-х, очистных забоев. В среднем многие шахты добывают от 7500 тонн до 10000 тонн в смену. Шахта Уэст Элк выдает по 15000 тонн в смену, а 12 предприятий дали сведения журналу, что их добыча превышает 10000 тыс.тонн в смену. В то же время происходит дальнейшее увеличение энергоемкости очистных забоев. Так 70% очистных забоев (50) используют напряжение в забоях превышающее 2300 киловольт, а пятнадцать забоев используют напряжение 41600 киловольт. Согласно сведениям данного журнала, наиболее распространенным очистным комбайном является комбайн Джой 4Ь8, он используется на 44 предприятиях.
Подобная тенденция совершенствования длинного очистного забоя наблюдается и в других странах, таких как Англия, Германия, Польша, Китай и т.д. Растет длина очистного забоя, растут запасы в столбе
лавы, увеличивается производительность и энерговооруженность лавного оборудования, растут нагрузки на очистной забой (до 7,5 - 15 тыс.т. и более), сокращается общее количество очистных малопроизводительных забоев.
С приобретением высокопроизводительного очистного оборудования на шахтах АООТ “Ленинскуголь” также готовятся очистные забои с длиной 210-250 метров, с запасами угля в столбе свыше 1,0 млн. тонн (до 2-х млн.тонн и более).
Первая такая лава с высокой нагрузкой 18186 отрабатывается на ш.им. С.М.Кирова. Среднесуточная нагрузка за время работы в сентябре 1996 г. составляет 4205 тонн в сутки, при максимально достигнутой 7800 тонн в сутки (21 июля 1996 г.) и установлением рекордной месячной добычи в 153,0 тыс. тонн в сентябре 1996 года.
С нагрузкой в 2030 тонн в сутки работала лава 1731 на ш. “Полысаевская”, с нагрузкой в 2941 тонн работает лава 11110 на этой же шахте.
Подобные забои - это лава № 1359, 1326, лава № 2825 готовятся на ш. им. 7 Ноября и ш. им. С.М.Кирова.
ВЫВОДЫ:
1. Для выхода из критического положения, возникшего с отсутствием значительных денежных средств на переоснащение очистных забоев новой техникой возможно сократить данные затраты за счет внедрения камерно-столбовой технологии с использованием менее дорогой техники.
В дальнейшем при стабилизации экономики угольной промышленности ка-мерно-столбовыую технологию использовать для выемки запасов угля законсервированных в различных целиках и нарушенных частях пластов.
2. Но в дальнейшем превалирующим направлением в добыче угля с высокой нагрузкой на очистной забой, высокой произ-
водительностью труда является совершенствование технологии отработки запасов длинными очистными забоями.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Цыплаков, Шапошников В.И., Ремезов
А,В.
Отчет о научно-исследовательской работе “ Исследовать и определить запасы угля для отработки их камерными системами разработки на шахтах АООТ “Ленискуголь”, Новомосковск, ПНИУИ. 76 с. 1996 г.
©А.В. Ремезов
