Международная специализированная выставка-ярмарка Уголь России и Майнинг

На международной специализированной выставке-ярмарке «Уголь России и Майнинг», на которой представляются лучшие достижения в области подземной угледобычи, как-то побеседовал с редактором одного из «угольных» журналов. В разговоре я упомянул, что у нас на прокопьевских шахтах широко применяется гидродобыча. Редактор был удивлен, мол, в Кузбассе, да и по все стране подземная гидродобыча практически отсутствует. То, что для меня было в порядке вещей, для стороннего человека оказалось практически сенсацией.

Впрочем, если подумать, горно-геологические условия залегания угольных пластов, разрабатываемые нашими шахтами, как всем известно, являются уникальными даже в мировом масштабе. А потому вполне понятно, что и добывать этот уголь приходится с помощью особых решений и подходов. Об этих решениях, об истории и перспективах развития гидродобычи на наших шахтах мы спросили генерального директора ООО «Объединение «Прокопьевскуголь» Владимира Коржова.

— Владимир Михайлович, подземная гидродобыча угля наиболее применяема именно в шахтах Объединения «Прокопьевскугля». Чем это обусловлено?

— Для ответа на этот вопрос нужно обратиться к самому началу, — говорит Владимир Михайлович. —  Ведь за 80 лет работы шахт города Прокопьевска на них были применены более 50 различных технологий выемки угля и их вариаций. Основные из них: камерные системы, щитовые технологии, выемка угля из лав, закрепленных индивидуальной деревянной стоечной крепью, механизированные агрегаты и комплексы, технология выемки угля угольными пилами, лавы с закладкой вынутого пространства, система подэтажной гидроотбойки в различных модификациях.

Добыча угля шахтами в Прокопьевске начата в начале 30-х годах прошлого столетия. На тот момент добыча угля из пластов крутого залегания была наиболее эффективной и производительной по причине того, что уголь при его добыче естественно, под действием своего веса, доставлялся непосредственно из очистных забоев в вагоны и далее к стволу. Добыча угля из пластов пологого залегания в то время была трудоёмка из-за необходимости практически ручной навалки угля в очистном забое на конвейеры.

Во время войны 1941-1945 годов шахты Прокопьевска были лидерами угледобычи в СССР, а шахта «Зиминка» в 1943 году была признана лучшей в стране. Кстати, директором шахты была женщина — Мария Косогорова.

— То есть в те времена крутое залегание пластов было преимуществом?

ярмарка Уголь России и Майнинг
ярмарка Уголь России и Майнинг

Да, но в 50-х годах прошлого столетия технология добычи угля из пластов пологого залегания претерпела качественные изменения, т.е произошёл технологический прорыв — на шахтах появилась механизированная выемка угля с машинной погрузкой угля с почвы лавы на лавный конвейер. С этого момента шахты с крутым залеганием пластов стали утрачивать своё лидирующее положение.

К тому же, на первое место стал выходить главный вопрос — безопасность труда, в котором шахты крутого падения, с их существующими на то время технологиями, отставали от шахт пологого падения, оснащёнными механизированными комплексами.

К 60-70 годам шахты Прокопьевска отработали свои верхние и спустились на вторые-третьи горизонты, где возникли специфические проблемы для шахт крутого падения — метан, повышенное давление на углеспуски, нарушенность пластов, эндогенные пожары. И главное, в ряде случаев «сухие» технологии часто не обеспечивали должный уровень безопасности для людей, занятых непосредственно на выемке. Это было для нас неприемлемо и потому мы зачастую принимали решения не отрабатывать подобные пласты до внедрения иных технологий, обеспечивающих безопасность работ.

К 1980-1990 годам эта проблема ещё более обозначилась, т.к на шахтах в работе были уже четвретые горизонты. Щитовая система, хорошо зарекомендовавшая себя до 1990 годов, практически не использовалась, «сухие» камерные системы имели камеры значительных размеров, которые не обеспечивали достаточную по времени устойчивость кровель из-за значительно увеличившегося горного давления, механизированная выемка угля агрегатами типа АЩМ, АНЩ, АК-3 приостановилась из-за отработки пластов с нужными для них характеристиками, лавы с закладкой экономически не выгодны. Перед шахтами Прокопьевска возник вопрос — что делать?

Ещё в 1965 году на шахте «Красногорская» впервые была применена технология выемки угля с помощью его отбойки струями воды высокого напора (ПГО). Это тоже был в то время технологический прорыв. Выросла производительность очистных забоев, а главное был осуществлён выход на новый уровень обеспечения безопасности труда. Технология на то время была более чем эффективна. Обуславливалось это низкой ценой на электроэнергию. Далее в конце 1990 годов на шахтах им. Ворошилова и «Зиминка» были введены в эксплуатацию свои участки ПГО.

Благодаря этому, можно с уверенностью сказать, что шахта «Зиминка» была сохранена благодаря ПГО, хотя должна была быть закрыта по всем расчётам ещё в 2004-205 годах (при неготовом новом горизонте -60м). Так называемые «сухие» технологии для случая с шахтой «Зиминка» практически не были способны обеспечить безопасную и относительно полную добычу угля из пластов с высокой степенью нарушенности.

— И в каких масштабах сегодня в «Прокопьевскугле» применяется гидродобыча?

— В настоящее время из четырех действующих шахт объединения «Прокопьевскуголь» две являются чисто гидрошахтами («Красногорская» и «Зиминка» без горизонта +40м) и одна шахта (им. Ворошилова) смешанная, где ещё существует один участок с «сухой» выемкой угля.

Далее, что выгодно отличает технологию гидравлической отбойки от альтернативных ей «сухих» технологий? Возможность выемки угля из пластов любой мощности, с любым залеганием пластов по углу и степенью нарушенности, что для наших условий крайне важно. Отказ от применения взрывчатых веществ при выемке угля и в ряде случаев для проведения выработок. Отсутствие людей непосредственно в очистном забое и необходимости доставки угля конвейерным транспортом на выемочном участке, что важно при наличии горно-геологических нарушений. И главное, система ПГО способна технологически обеспечить безопасность труда шахтёров на пластах с любыми горно-геологическими характеристиками.

Оценивая вышесказанное, для нас, в настоящий момент, очевидно, что технология ПГО наиболее безопасна, производительна, универсальна и при внесении в неё определённых корректив, обусловленных действующими реалиями, она может обеспечить работу шахт в ближайшей, средней и даже дальней перспективе.

— Есть ли научные кадры, которые занимаются развитием технологии ПГО?

— К сожалению, наша наука сейчас не уделяет должного внимания не только технологии ПГО, но и проблемам шахт, отрабатывающих пласты крутонаклонного залегания. Это, безусловно, результат событий 90-х годов прошлого века, когда был практически ликвидирован единственный институт в стране, который занимался в основном проблемами шахт крутого падения — КузНИУИ. Второй институт- «ВНИИгидроуголь», который ранее являлся союзным лидером в вопросах отечественной гидротехнологии, утратил своё ведущее положение. Оно до сих пор не восстановлено. Так что, пока, приходиться надеется, в основном, на свои силы.

Далее, мы все видим тенденции, которые действуют в угледобывающей промышленности во всём мире. Ориентация — усовершенствование технологии добычи угля на пологом падении, где на сегодняшний день принципиальные проблемы технологии, в сравнении с крутым падением относительно решены, т.е. — надёжная механизированная крепь, высокопроизводительный очистной комбайн, мощный лавный конвейер, ленточный конвейерный транспорт до поверхности. Яркий пример — ежегодные выставки горной техники в Новокузнецке. Практически всё для пологого падения и только две-три экспозиции, которые нас реально интересуют в части технологий добычи угля. При этом, диапазон предложений на механизированные комплексы или агрегаты ограничивается мощностью пластов три метра. Для нас это крайне мало.

Наряду с этим, за рубежом есть ряд наработок, которые нас, в своё время, заинтересовали и сейчас они успешно реализованы в жизнь. Это, прежде всего, оборудование для гидродобычи, которое используют наши коллеги из Китая, а именно: насосы типа 022-300×800, позволяющие в тандеме (2 насоса последовательно) развивать давление в высоконапорном трубопроводе до 160атмосфер, что на 60 атмосфер выше применяемого нами на нынешнем оборудовании. Далее — насосы производства Украины, г. Бердянск, завод «Южгидромаш» — ЦНСР-300×720, позволяющие в тандеме формировать струю воды высокого напора до 140-145 атмосфер. При этом насосы значительно меньше насосов китайского производства и по надёжности их превосходят. Эти насосы успешно применяются на шахте им. Ворошилова. В настоящее время совместно с заводом — производителем разрабатывается проектно-техническая документация на увеличение давления на этих насосах до 160 атмосфер при их работе в тандеме.

В объединении «Прокопьевскуголь» и на его шахтах нашими специалистами так же проводится конкретная работа, призванная улучшить технические характеристики, определяющие эффективность применения технологии ПГО. Совместно с заводом «Мекон», г. Новокузнецк создан и успешно работает гидромонитор нового поколения ГП-16/280. Он способен принимать давление до 160 атмосфер, более чётко формировать рабочую струю воды и при этом весит в 2 раза меньше своих собратьев -гидромониторов 16ГД.

— Какие перспективы есть у технологии ПГО в рамках объединения «Прокопьевскуголь»?

— При внесении определённых изменений в технологию она будет жизнеспособна и позволит шахтам Прокопьевска существовать в условиях достаточно жёсткого угольного рынка.

— Известно, что и гидродобычи есть немало недостатков. Один из основных – высокая энергоемкость. В рамках рыночной экономики это очень важный фактор…

— Если перечислять недостатки, то высокая энергоёмкость процессов на первом месте. Кроме этого существуют еще дургие факторы: относительно невысокая производительность очистных забоев ПГО по отношению к «сухим» очистным механизированным забоям пологого падения; проветривание очистных забоев вентиляторами местного проветривания; достаточно высокий остаток угля в шламах при отделении угля от воды (до 30%).

Кратко об основных путях решений вышеперечисленных проблем. Начнем с энергоемкости. Технология ПГО включает в себя ряд основных технологических процессов, которые и формируют структуру энергозатрат. Это: формирование высокого напора для отбойки угля непосредственно в очистном забое, гидротранспорт по горизонтальным выработкам, работа гидроподъёма для выдачи пульпы из шахты на поверхность.

Одним из основных путей решения повышения производительности очистных забоев ПГО лежит в увеличении давления на насадках гидромониторов. Это возможно достичь с внедрением в производство оборудования нового поколения, в частности насосов, позволяющих достичь давления 160 атмосфер и более. Это параллельно снизит и энергозатраты процесса отбойки угля. На шахтах им. Ворошилова и «Зиминка» существует такое оборудование — насосы типа Б22-300х800 китайского производства и насосы украинского производства типа ЦНСР — 300×720. Сравнительный анализ применения оборудования старого (ЦНС-ЗООхЗОО) и нового поколения (022-300×800) в одних и тех же условиях и в одинаковый период времени на шахте «Зиминка» по пласту Мощному с кВ.З-«бис» показал следующие результаты: прирост добычи с учётом наработки насосов высокого давления составил — 28,2%. По существующим расчётам энергоёмкость процесса при использовании тандема из двух насосов нового поколения сократится на 25-30квт на тонне угля при отбойке, производительность очистного забоя ПГО вырастет на 30-40% (в зависимости от крепости угля).

Так что предложенный путь модернизации технологии ПГО путём увеличения давления на насадке гидромонитора подтверждается практическими результатами.

Энергоёмкость процесса гидроподъёма угля в перспективе видится следующим образом: приобретение углесосов нового поколения и уход от всех промежуточных перекачных станций, расположенных на промежуточных горизонтах шахт до поверхности. Это выведет из цепочки лишние потребители электроэнергии и снизит риск аварийности системы. Подобное техперевооружение гидроподъёмов рассматривается на всех шахтах объединения, использующих технологию гидроотбойки. Параллельно ведётся работа с заводами — производителями, которые могут изготовить подобные углесосы, намечены пути взаимодействия.

Путь решения вопроса проветривания забоев ИГО за счёт общешахтной вентиляции тоже может быть решён, по видению на сегодняшний день, следующим образом -увеличением длины рабочей струи гидромонитора. Это связано с внедрением в производство новых типов насадок, позволяющих сформировать струю в «прут» на большем протяжении и не дать её разрушиться за счёт турбулентности. В этом случае мы можем разнести выработки дальше друг от друга, используя их часть как воздухоотводящие без угрозы их критического сближения и увеличения их суммарной протяжённости.

Поэтому, учитывая вышесказанное, технология гидравлической отбойки угля в ближайшей перспективе изменится с внедрением оборудования нового поколения и, уверен, в том, что будущее у неё есть.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector