Юнь-ягинский разрез - золотой уголь Заполярья Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

УДК 62233.0123«Юньягинский» © Л.П. Лейдерман, Р.Р. Галеев, М.И. Столяров, 2019

Юньягинский разрез -золотой уголь Заполярья

DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2019-3-32-34

ЛЕЙДЕРМАН Леонид Петрович

Канд. техн. наук, технический директор ООО «НТЦ-Геотехнология», 454080, г. Челябинск, Россия, тел.: +7 (351) 220-02-20, e-mail: [email protected]

ГАЛЕЕВ Рифат Равилевич

Начальник горного отдела ООО «НТЦ-Геотехнология», 454080, г. Челябинск, Россия, тел.: +7 (351) 220-22-00, e-mail: [email protected]

СТОЛЯРОВ Михаил Иванович

Главный геолог

АО «Северсталь Менеджмент», 127299, г. Москва, Россия, тел.: +7 (495) 981-09-10, e-mail: [email protected]

В статье рассмотрен опыт проектирования и эксплуатации Юньягинского разреза, отрабатывающего выхода пластов в сложных горно-геологических и природно-климатических условиях Заполярья. Обосновано, что использование инновационных технологических решений, обеспечивающих минимизацию объемов горнотранспортной работы, а также применение современного высокопроизводительного оборудования позволяют достичь приемлемой эффективности отработки запасов, традиционно считавшихся экономически неэффективными, особенно в сложных природно-климатических условиях.

Ключевые слова: Печорский угольный бассейн, эффективность, угольный разрез, инновационные решения.

ВВЕДЕНИЕ

Открытый способ угледобычи в Заполярье до сих пор не рассматривался как экономически целесообразный в связи со сложными горно-геологическими и природно-климатическими условиями. Вместе с тем кондиционные запасы угля в пластах мощностью 1,5-3,5 м на глубине до 100 м составляют порядка 3,3 млрд т [1]. Кроме того, в последнее десятилетие накоплен опыт проектирования и эксплуатации разрезов, отрабатывающих участки месторождений Печорского угольного бассейна в условиях Заполярья.

ОПЫТ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

И ЭКСПЛУАТАЦИИ РАЗРЕЗА «ЮНЬЯГИНСКИЙ»

Наиболее успешный и эффективный заполярный разрез - «Юньягинский», первый проект строительства которого выполнен в 2000 г. Производственная мощность разреза в 2001 г. составила 140 тыс. т угля в год. В дальнейшем годовая мощность разреза увеличивалась: в 2003 г. - до 300 тыс. т; в 2006 г. - до 500 тыс. т и с 2008 г. - 600 тыс. т [2].

В 2013 г. для отработки балансовых запасов верхних горизонтов до глубины 35 м на участке «Западный» ООО «НТЦ-Геотехнология» была разработана проектная документация «Технический проект отработки запасов угля марки К участка «Западный» Юньягинского месторождения открытым способом», которая получила согласование в ЦКР-ТПИ Роснедр.

В 2015 г. для отработки балансовых запасов до глубины 45 м на участке «Северный» была разработана проектная документация «Технический проект разработки Юньягинского месторождения. Отработка запасов угля в границах лицензионных участков «Северный» и «Южный-2».

По причине кризиса отрасли и отсутствия достаточных инвестиций выполнить горные работы по утвержденным календарным планам и отработать балансовые запасы угля, согласованные в протоколах ЦКР-ТПИ Роснедр, оказалось невозможным.

Для обоснования необходимости замены морально устаревшего парка оборудования на современные высокопроизводительные экскаваторы и автосамосвалы, выполнена проектная документация «Техническое перевооружение угольного разреза «Юньягинский». Отработка участков «Северный», «Восточный» и «Западный» Юньягинского каменноугольного месторождения в Республике Коми».

Участки «Западный», «Северный» и «Восточный» приурочены к северному борту Юньягинский мульды, характерной особенностью которого являются крутые (35-45°) углы залегания угольных пластов. По этой причине запасы угля на площади участков практически остались не отработанными шахтой «Юнь-Яга». Угленосная толща протяженностью 4,5 км по простиранию круто погружается в южном и юго-западном направлениях. В целом моноклинальное залегание угленосной толщи осложняется дополнительной складчатостью мелких порядков. В центре северного борта Юньягинский мульды разведочными и горными работами выявлена складчатая область, осложненная крупным взбросом с нормальной амплитудой смещения пластов до 100 м.

Отметим, что строение нарушенной зоны в центральной части северного борта очень сложное, угольные пласты повернуты к плоскости сместителя с увеличением угла до вертикального.

Площадь открытых работ по всем пластам представляет из себя синклинальную складку северовосточного простирания. Северо-восточное крыло синклинали переходит в крутопадающий борт Юньягинский мульды. Как и на всем месторождении проявляется мелкая складчатость IV порядка с простиранием осей складок в северо-восточном направлении. Углы залегания пластов на крыльях складок существенно различаются, чем и объясняется их большая изменчивость (от 0-5° до 30-40°).

Мощность четвертичных отложений, в основном, колеблется в пределах от 2 до 11 м, в среднем - около 5 м. На границе Северного и Западного участков мощность четвертичных отложений, локально, увеличивается до 42 м. В целом горно-геологические условия для открытой разработки удовлетворительные [3].

Промышленный интерес представляют пласты верхней части пакета N рудницкой подсвиты: п14, "13+12 ("в'"12) и "ц. Выдержанные пласты средней мощности п,' и,,,,„ и

50

52

54

56

58

60

62

64

66

68 ИФ, ед.

Зависимость затрат на добычу от интегрального фактора затрат Fig. Relationship between production costs and the integral cost factor

(конгломератов) в кровле пласта n на северо-восточной

являются лучшими пластами Юньягинско- части площади. Расстояние от кровли пласта п до подо-

го месторождения. Тонкие пласты n , n являются рас

щепленными аналогами слитного пласта n

имеюще-

го развитие на локальной площади в северо-восточной части месторождения и достигающего мощности до 2,5 м. Характеристика угольных пластов приведена в табл.1.

В последние годы, в связи с истощением запасов пластов средней мощности (и14, и13+12, п11) в отработку были вовлечены тонкие пласты - и5, и6, и8, и10 мощностью 1,1-0,5 м.

Практически повсеместно вскрышные работы по выве-трелой аргиллит-алевролитовой толще можно проводить безвзрывным (бульдозерно-экскавационным) способом с применением мощной бульдозерной техники. Это в первую очередь относится к толще пород разреза от пласта и14 до пласта и12, где пачки крепких песчаников отсутствуют вообще. Мощные пачки песчаников, особенно сред-незернистых в кровле пластов и14 и п11 на глубинах свыше 15 м (вне зоны выветрелости), необходимо рыхлить буровзрывным способом.

Наибольшую сложность при ведении вскрышных работ на оцениваемой площади будет представлять «жесткая» (-2,5°С и ниже) многолетняя мерзлота в покровных отложениях. В пределах северной части месторождения массивы мерзлых пород, в том числе и с «жесткой» мерзлотой, выявлены как в процессе разведки, так и открытых горных работ. Всего выявлено три зоны с мерзлыми покровными отложениями, причем в северо-западной части оцениваемой площади на сложную мерзлотную обстановку накладывается дополнительный отрицательный фактор - увеличение мощности мерзлых отложений до 10-35 м.

Вторым по значимости осложняющим фактором является наличие мощных (до 40 м при среднем значении 23 м) пачек сильносцементированных, нетрещиноватых гравелитов

швы пачек гравелитов составляет, в среднем, 25 м. Присутствие мощных пачек гравелитов существенно осложнит очистные работы; даже после взрывания затруднена экскавация из-за остающихся крупных монолитных глыб. Это потребует дополнительных затрат по их измельчению.

В целом, по 18-летнему опыту работы угольного разреза «Юньягинский» на различных участках Юньягинского месторождения горно-геологические условия на нижних горизонтах следует признать приемлемыми для отработки угольных пластов открытым способом [4].

Для поиска путей сохранения рентабельности отработки определена зависимость затрат на добычу от интегрального фактора (ИФ), представляющего собой произведение среднего расстояния транспортирования и текущего коэффициента вскрыши (см. рисунок).

Основные проектные решения, обеспечивающие снижение затрат заключаются в следующем:

- использование системы разработки с продольно-поперечным фронтом развития горных работ и внутренним отвалообразованием;

- расположение системы внутренних съездов на висячем борту разреза;

- широкое использование гидравлических экскаваторов и бульдозеров-рыхлителей при отработке маломощных пластов крутого падения.

Применение указанных решений позволяет значительно сократить расстояние транспортирования вскрышных пород и обеспечить приемлемую эффективность отработки при текущем коэффициенте вскрыши более 20 м3/т. (табл. 2).

Отработка пластов производится со стороны лежачего бока. Вскрышные породы транспортируются во внешние и внутренний отвалы. Добытый уголь предусматривается

Таблица 1

Характеристика угольных пластов на лицензионном участке «Восточный»

Индекс пласта Суммарная мощность угольных пачек, м (от - до; средняя) Расстояние между пластами, м, (от - до; средняя) Строение пласта

n!4 1,05-1,49; 1,23 простое, выдержанный

ni3+12 1,57-2,3; 1,91 21,7-36; 29 простое, выдержанный.

nil 1,78-2,24; 1,97 34,0-44,1; 37 простое, выдержанный

Таблица 2

Горнотехнические показатели отработки

Показатель Год проекта

1 2 3 4 5

Объемы добычи угля, тыс. т 300 600 600 600 600

Объемы выемки вскрышных пород, тыс. м3 6610 12800 11900 12400 13440

Рыхлая вскрыша, тыс. м3 1020 1650 1570 1740 2390

Скальная вскрыша, тыс. м3 5590 11150 10330 10660 11050

Коэффициент вскрыши, м3/т 22,0 21,3 19,8 20,7 22,4

Расстояние транспортирования вскрыши, км 1,0 1,0 0,8 0,7 0,5

Грузотранспортная работа по вскрыше, тыс. т-км 15797,5 30550 24600 20400 16940

вывозить на существующий угольный склад на промпло-щадке разреза «Юньягинский». Первый вскрышной уступ по рыхлым отложениям отрабатывается без производства буровзрывных работ.

Выемка, погрузка и транспортирование вскрышных пород предусматривается экскаваторно-автомобильными комплексами:

- Komatsu PC-2000-8 c погрузкой в автосамосвалы Komatsu HD 785-7 грузоподъемностью 94 т;

- Bucyrus RH-90 с погрузкой в автосамосвалы типа Caterpillar 777F грузоподъемностью 91 т;

- ЭКГ-5А с погрузкой в автосамосвалы типа БелАЗ-7555 грузоподъемностью 55 т.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Использование инновационных технологических решений, обеспечивающих минимизацию объемов горнотранспортной работы, а также применение современного высокопроизводительного оборудования позволяют достигать приемлемой эффективно -сти отработки запасов, традиционно считавшихся

экономически неэффективными, особенно в сложных природно-климатических условиях.

Список литературы

1. Угольная база России. В 6 т. Т. I. Угольные бассейны и месторождения европейской части России (Северный Кавказ, Восточный Донбасс, Подмосковный, Камский и Печорский бассейны, Урал). М.: Геоинформмарк, 2000. 483 с.

2. Технико-экономический доклад о промышленной ценности запасов угля под открытую разработку на Усино-Сейдинской угленосной площади Печорского бассейна. Челябинск: ОАО «НТЦ-НИИОГР», 2006. 135 с.

3. Возможность развития открытой угледобычи на месторождениях Печорского бассейна / А.В. Соколовский, А.В. Каплан, В.П. Бортников, Р.Р. Галеев // Уголь. 2008. № 11. С.21-24. URL: http://www.ugolinfo.ru/Free/112008.pdf. (дата обращения: 15.02.2019).

4. Соколовский А.В., Лапаев В.Н., Каплан А.В. Формирование высокопроизводительных технологических цепочек при проектировании карьеров // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2003. № 5.

REGIONS

UDC 622.33.012.3«Yun-Yaginski» © L.P. Leiderman, R.R. Galeev, M.I. Stolyarov, 2019

ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Ugol' - Russian Coal Journal, 2019, № 3, pp. 32-34

Title

YUNYAGINSKI OPEN-PIT COAL MINE - GOLD COAL OF THE POLAR REGION

DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2019-3-32-34

Authors

Leiderman L.P.1, Galeev R.R.1, Stolyarov M.I.2

1 "NTC-Geotechnology" LLC, 454080, Chelyabinsk, Russian Federation

2 "Severstal Management" JSC, 127299, Moscow, Russian Federation

Authors' Information

Leiderman L.P., PhD (Engineering), Technical Director, tel.: +7 (351) 220-02-20, e-mail: [email protected] Galeev R.R., Head of Mining Department, tel.: +7 (351) 220-22-00, e-mail: [email protected] Stolyarov M.I., Chief Geologist, tel.: +7 (495) 981-09-10, e-mail: [email protected]

Abstract

In paper experience of design and operation of the Yun-Yaginsky open-pit coal mine. Coal mine works out coal seams in difficult mountain, geological, natural and climatic conditions of Polar region. The use of innovative technological solutions and modern high-performance equipment is justified. They provide low amounts of mining operation and efficiency of mining operations. Figures:

Fig. Relationship between production costs and the integral cost factor Keywords

Pechersky coal basin, Efficiency, Open-pit coal mine, Innovative solutions.

References

1. Ugolnaya baza Rossii. V6 tomah. Tom I. Ugolnye bassejny i mestorozhdeniya evropejskoj chasti Rossii (Severnyj Kavkaz, Vostochnyj Donbass, Podmoskovnyj, Kamskij i Pechorskij bassejny, Ural) [Coal base of Russia. In 6 volume. Vol. 1. In the coal basins and deposits of the European part of Russia (the North Caucasus, the Eastern Donbass, The Kama and Pechora basins, the Urals). Moscow, Geoinformmark Publ., 2000, 483 p.

2. Tekhniko-ehkonomicheskij doklad o promyshlennoj cennosti zapasov uglya pod otkrytuyu razrabotku na Usino-Sejdinskoj uglenosnoj ploshchadi Pechorsko-go bassejna [Technical and economic report on the industrial value of coal reserves for open development in the Usino-Seida coal-bearing area of the Pechora basin]. Chelyabinsk, "STC-NIIOGR" JSC, 2006, 135 p.

3. Sokolovskiy V.A., Kaplan A.V., Bortnikov V.P. & Galeev R.R. [The possibility of the development of open coal mining on the deposits of the Pechora basin]. Ugol' - Russian Coal Journal, 2008, No. 11, pp. 21 -24. Available at: http://www. ugolinfo.ru/Free/112008.pdf (accessed 15.02.2019).

4. Sokolovskiy V.A., Lapaev V.N. & Kaplan A.V. Formirovanie vysoko-proizvoditel'nyh tekhnologicheskih cepochek pri proektirovanii kar'erov [Formation of high-performance process chains in the design of quarries]. Gornyi Informatsionno-Analiticheskiy Byulleten' - Mining Information and Analytical Bulletin, 2003, No. 5.

34

МАРТ, 2019, "УГОЛЬ"

АО «Дальтрансуголь» установило новый рекорд по выгрузке вагонов, по отчету ОАО «РЖД», в зимний период

5 февраля 2019 г. за отчетные железнодорожные сутки выгружено 1126 полувагонов. Портовики АО «Дальтрансуголь» установили новый всероссийский рекорд по суточной выгрузке вагонов, по отчету ОАО «РЖД».

СУЭК

СИБИРСКАЯ УГОЛЬНАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ КОМПАНИЯ

Это самый высокий показатель с начала деятельности порта. Руководитель железнодорожного комплекса терминала Владимир Плитко отметил, что этот показатель особенно радует с учетом работы в зимнее время, в период пиковых холодов.

Все это стало доступно благодаря качественной подготовке терминала к зимнему периоду работы, высокому уровню специалистов предприятия и наработанному опыту.

Этот рекорд стал реальностью благодаря слаженным действиям дальневосточных железнодорожников и портовиков АО «Дальтрансуголь».

Наша справка.

АО «Сибирская угольная энергетическая компания» (СУЭК) - одна из ведущихугледобывающихкомпаний мира, крупнейший в России производитель угля, крупнейший поставщик угля на внутренний рынок и на экспорт, один из ведущих производителей тепла и электроэнергии в Си-

бири. Добывающие, перерабатывающие, энергетические, транспортные и сервисные предприятия СУЭК расположены в 11 регионах России. На предприятиях СУЭК работают более 66 тыс. человек.

МУФТА ПРО

Мы предлагаем:

■ КрОНЫ Г-Г?пп. мЭмпроРГОЧНые

■ Заправочные >'ынанм

* 0(>'ПИЛ1|ццонныр >. шпени

* Системы F ri PiTBOSS лп# amifJOD^.b ч^злернаЙ ТВКИНКН

* Сисгсг.ш y^L-iù юппвЦа SAM PI S p A

* Стчии™ор"и£, i/пбцпьние

I : D UEÜfJÜ'J1 Ltl ци 15Ü0 и/мми^гу

Контакты:

ООО «МУФТА11РО> тел. г7 |4<?9| 3946660 е т^Н. тиНоргч@1ди1(]|| сот лтл-.'.- ГОЦНдио.ту/ ш ийарго.сйгц

FAST FILL M SYSTEMS

WIGGINS

FLOMAX