Введение к работе
Актуальность темы. Поддержание экономически елесообразных соотношений между показателями качества обываемых углей и требованиями к ним потребителей является дной из ключевых технических задач современной іеханизированной угледобычи. К числу основных показателей ачества, оказывающих существенное влияние на издержки роизводства и конкурентоспособность угольной продукции, тносится зольность добытой горной массы. Увеличение зольности обываемого угля приводит к росту затрат на обогащение и ранспортирование горной массы.
Основным направлением в преодолении различий в ольности добытых и отгружаемых потребителю углей является овершенствование способов их обогащения с использованием геханической породовыборки или обогатительных фабрик.
Проблема повышения качества добываемого угля и нижения издержек производства является актуальной для шахт )АО "Воркутауголь", отрабатывающих пласты в сложных горно-еологических условиях, характеризующихся большой глубиной едения горных работ, наличием зон с ложной и неустойчивой ровлями, значительными по размерам участками с руднообрушаемой основной кровлей, мелкоамгшитудной изъюнктивной и пликативной нарушенностью.
Практически все шахты Воркуты, в их числе и :ерспективные ("Воркутинская", "Заполярная", "Северная" и Комсомольская"), работают по временным технологическим хемам с совместным транспортированием угля и породы из клонных полей второй и третьей ступеней. Зольность угля, обываемого перспективными шахтами, по данным статистического чета составляет 37-48%, что в 2.5-3.0 раза превышает реднепластовую зольность разрабатываемых пластов и в 1.7-2.3 аза зольность отгружаемой потребителю угольной продукции.
Затраты на обогащение 1 т горной массы в условия Воркуты достигают 30 тыс. руб в ценах 1997 г. Затраты н подземный транспорт из-за засорения угля возрастают на 40-48%.
Значительная зольность добываемого угля является одной и основных причин увеличения издержек производства и снижени конкурентоспособности шахт ОАО "Воркутауголь" на рынка угольной продукции.
Цель работы. Обоснование технологических схем угольны шахт, обеспечивающих снижение зольности горной массь выдаваемой из шахты.
Задачи исследований:
- изучение основных природных факторов и условие
предопределяющих засорение добытых углей при разработк
запасов придонной части мульды на шахтах Воркутског
месторождения;
исследование влияния технологических схем и параметро выемочных участков на показатели качества угля;
анализ известных способов снижения зольности угля очистных забоях и технологической сети шахт и оценк целесообразности их применения в условиях шахт ОА( "Воркутауголь";
разработка рекомендаций и предложений по техническом совершенствованию типовых технологических модулей и звенье подземного комплекса угольных шахт,'обеспечивающих снижение : усреднение зольности горной массы, выдаваемой из шахты.
Основная идея работы. Параметры технологических схеї угольных шахт необходимо определять с учетом закономерноете: формирования зольности горной массы в очистном забое различных звеньях подземной транспортной сети.
Методы исследований. При проведении исследованиі использован комплексный метод исследований, включающи; анализ и обобщение данных о влиянии горно-геологических j горнотехнических факторов на показатели качества угля; шахтны исследования динамики грузопотоков на различных этапах и формирования; математическое моделирование горнотехнически
итуаций. Данные шахтных исследований случайных процессов брабатывались с использованием методов математической гатистики и теории вероятности. Защищаемые положения:
1. За счет совершенствования фактически сложившихся
зхнологических схем зольность горной массы, выдаваемой на
оверхность перспективными шахтами ОАО "Воркутауголь", может
ыть снижена на 25-30%, в том числе: за счет повышения
ффективности управления кровлей в лавах на 10-12%; за счет
одернизации подземных транспортных сетей шахт на 15-18%.
[ижние границы снижения зольности горной массы определяются
олевым участием пластов в добыче и пластовой зольностью,
реднестатистические величины которой для пластов Мощный,
ройной и Четвертый составляет соответственно 13-14%, 12-18% и
0-22%.
2. Принципиальным требованием при разработке
ероприятий по повышению качества добываемого угля следует
читать отказ от присечки пород ложной кровли очистными
омбайнами. Задачу поддержания ложной кровли необходимо
ешать на основе технических и организационных мероприятий,
ключающих оставление временных защитных пачек угля у кровли
азрабатываемого пласта с последующим обрушением этих пачек на
авный конвейер после выполнения ими своих функций.
3. На действующих горизонтах шахт, характеризующихся
евозможностью быстрого изменения ранее принятых
ространственно-планировочных решений по подготовке и
фаботке пластов, существенное снижение зольности добываемого
гля может быть достигнуто путем модернизации транспортных
зтей шахт на основе временных и стационарных накопительных
ункеров, обеспечивающих селективно-порционное разделение угля
пород, поступающих из лав, проходческих забоев и мест ведения емонтно-восстановительных работ.
Достоверность научных положений, выводов и екомендаций обеспечивается большим объемом шахтных сследований, проведенных для широкого диапазона горно-
геологических и горнотехнических условий; удовлетворительно сходимостью фактических и прогнозируемых показателей зольност горной массы в различных звеньях транспортной сети шахть апробацией основных результатов исследований производственных условиях.
Научная новизна работы заключается в следующем:
-
Установлены характер и степень влияния горш геологических и технических факторов на нижние границ снижения зольности горной массы в различных звенья технологической схемы шахты.
-
Предложена физическая модель процесса формирования последующего управляемого скалывания на лавный конвейе предохранительной угольной пачки, оставляемой дг предотвращения обрушений пород "ложной" кровли в зоне выемк пласта.
Практическая значимость работы:
- сформулированы принципы компоновки сетей ПОДЗЄМНОІ
транспорта на основе временных и стационарных бункеро!
обеспечивающих снижение зольности горной массы;
предложен и обоснован эффективный вариаь модернизации схемы подземного транспорта шахты "Северная" целью адаптирования ее к селективно-порционному раздельное транспортированию угля и породы;
доказано преимущество технологических схем ведет очистных работ с удержанием или самообрушением ложной кровл по сравнению с применяемой на шахтах ОАО "Воркутауголі технологией совместной выемки комбайном угольного пласта пород ложной кровли;
установлены средние численные значения приращени зольности горной массы в различных звеньях технологически схемы шахты дифференцированно по источникам поступления.
Реализация результатов исследований. Разработанные пр
проведении исследований практические рекомендації
использованы при модернизации технологических схем шахт ОА "Воркутауголь", а также в качестве методической базы пр
оделировании подземных грузопотоков в условиях одготавливаемых горизонтов. Установленные зависимости широко спользуются в учебном процессе при подготовке специалистов эрного профиля.
Апробация работы. Основные результаты исследований эклады вались и получили положительную оценку на технических эветах в ОАО "Воркутауголь", на ежегодных конференциях олодых ученых "Полезные ископаемые России и их освоение" [996 и 1997 гг); на научно-технической конференции "Проблемы евера" (1998 г).
Публикации. Основные положения диссертации изложены 4 опубликованных работах. В издательстве находится принятое к гчати учебное пособие.
Структура и объем работы. Диссертация содержит 5 глав, ведение и основные выводы, список использованной литературы из 5 наименований, изложена на 182 страницах машинописного зкста, включая 15 таблиц и 51 рисунок.
Автор выражает глубокую благодарность за консультации и етодическую помощь при выборе направлений исследований и яализе полученных результатов научному руководителю проф., т.н. Зубову В.П., за помощь, оказанную при проведении шахтных сследований и обработке полученных результатов, доц., к.т.н. нтонову А.А., начальнику Управления по качеству и сбыту угля АО "Воркутауголь" Пенькову А.Г., начальникам служб ОТК шахт Воркутинская", "Заполярная", "Комсомольская", "Северная".
