Экологическая санация шахтных полей

--© В.Ф. Колесников, А.И. Корякин,

В.Н. Макаров, 2012

УДК 622.271

В.Ф. Колесников, А.И. Корякин, В.Н. Макаров ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ САНАЦИЯ ШАХТНЫХ ПОЛЕЙ

Представлена технология экологической санации шахтных полей открытым способом, позволяющая обезопасить окружающую среду от влияния загрязняющих веществ.

Ключевые слова: породоугольный слой, уголь, самовозгорание, отвалообразование.

После отработки шахтных полей подземным способом поверхность представляет собой экологически опасную зону, характеризующуюся провалами, трещинами и разломами, способствующими возникновению пожаров от самовозгорания оставшихся запасов угля в целиках.

Кроме этого не исключается возможность выхода в атмосферу по трещинам и разломам отравляющих газов с нижних горизонтов шахтных полей.

Для устранения этих явлений возникает необходимость в санации шахтных полей путем сплошной их отработки открытым способом с извлечением оставшихся запасов угля по технологии с внутренним отвалообразованием и рекультивацией вслед за подвиганием фронта горных работ. В этом случае создается надежный изолирующий слой из сыпучих отвальных пород, охраняющий окружающую среду от негативного воздействия отработанных шахтных полей подземным способом.

Наиболее соответствующий условиям ведения открытых горных работ на полях ликвидированных шахт является слоевая поперечная сплошная система разработки с отработкой слоя по бестранспортной технологии.

Сущность данной технологии заключается в следующем.

В одном из торцов шахтного поля вкрест простирания свиты угольных пластов сооружается подготовительный котлован на глубину, обеспечивающую отработку горизонтального слоя по бестранспортной технологии.

Отработка породоугольного слоя ведется подуступами в нисходящем порядке с выемкой оставшихся запасов из угольных пластов гидравлическими экскаваторами обратная лопата и экскавацией вскрыши шагающим экскаватором во внутренний отвал (рис. 1).

Наносы отрабатываются экскаватором с транспортированием автосамосвалами на поверхность внутреннего отвала, сформированного шагающим экскаватором по бестранспортной технологии из крепких вскрышных пород.

Условие возможности отработки породоугольного слоя по бестранспортной технологии выражается равенством

нэш = п [нпуа3в + Вт + Втп + в] - (вт + втп + в) + л + Нэ • т 0 +

++ 0,5В .

0 ' оп

Решая равенство (1) относительно «п», получим

(1) 323

Рис. 1. Схема к расчету мощности слоя

= + Вт + Втп + в - Л -

" Нп^яв + Вт +Втп +в '

где ЯЭШ — радиус черпания шагающего экскаватора, м; п — количество отрабатываемых подуступов, м; Н — высота подуступа, м; Вт — ширина съезда, м; Втп — ширина транспортной полосы для сквозного проезда автосамосвалов, м; в — берма безопасности на подуступе, м; в = Нпу у - ; в — угол устойчивого откоса, град.; в — угол временного стояния откоса,

град.; Л — ширина заходки гидравлического экскаватора по выемке угольных пластов (целиков), м; Н уэ — высота установки шагающего экскаватора в отвальной зоне, м; во — угол естественного откоса отвала, град.; в о — берма безопасности на отвальной площадке установки драглайна, м; в о = Н э (С1дв оУ - сдв о ) ; в оу — угол устойчивого откоса отвала, град.;

Исследуя полученное выражение (2) относительно параметра «п» для различных параметров драглайнов и технологии, получим допустимую мощность породоугольного слоя, отрабатываемого по бестранспортной технологии

Нс = п • Ну.

Увеличение высоты слоя, отрабатываемого по бестранспортной технологии, возможно за счет частичной переэкскавации пород с верхних экскаваторных заходок в зону черпания драглайна, а также варированием высоты установки драглайна в отвальной зоне и параметрами забойной зоны.

Вся поверхность шахтного поля за исключением площадей под целики в зоне расположения промышленной площадки, отрабатывается на глубину, равную мощности слоя с внутренним отвалообразованием по бестранспортной технологии с последующей рекультивацией.

Грузотранспортная связь между уступами слоя осуществляется насыпными съездами.

Таким образом, производится сплошная санация верхних горизонтов шахтных полей с одновременной выемкой оставшихся запасов угля из пластов, отработанных подземным способом.

Предлагаемая технология санации шахтных полей наиболее предпочтительна при высокой угленасышенности шахтных полей.

При невысокой угленасышенности шахтных полей, простых условиях залегания угольных пластов и значительных мошностях породных междупластий предлагается технология с частичной санацией шахтных полей только в зонах отдельно залегаюших угольных пластов.

Сушность такой технологии заключается в следуюшем.

В одном из торцов шахтного поля вкрест простирания угольных пластов проводится подготовительная траншея на глубину, равную мошности наносов с укладкой породы по одному торцевому борту. Таким образом, производится обнажение угольных пластов, выходяших под наносы.

Затем маркшейдерская служба наносит на поверхности шахтного поля репера, обозначаюшие положение пластов по простиранию залежи.

После этого из поперечной подготовительной траншеи проходятся продольные траншеи над выходами пластов под наносы на глубину, равную мошности наносов с последуюшей выемкой оставшихся запасов угля с помошью гидравлических экскаваторов с повышенной глубиной черпания или специальными выемочными агрегатами.

Вслед за выемкой угольных пластов производится засыпка траншей породами наносов с бортов траншей с последуюшей их рекультивацией.

Предлагаемая технология экологической санации шахтных полей открытым способом позволит обезопасить окружаюшую среду от влияния загрязняюших вешеств, вызванных неполной отработкой запасов угля в границах шахтных полей, с одновременной дополнительной добычей угля. После технологического и биологического этапов рекультивации земли могут быть использованы для сельскохозяйственного применения. ШИЗ

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -

Колесников Валерий Федорович — доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой, е-таП:ко1еБшкоу.огтр1@ки2Б1:и.ги,

Корякин Анатолий Иванович — доктор технических наук, профессор, Кузбасский государственный технический университет

Макаров Николай Владимирович — горный инженер, технический директор ЗАО «Строй-сервис», е-таП: kemerovo@stroyservis.com.

ПРЕСС-СЛУЖБЫ ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ СООБЩАЮТ -

Шахта «Чертинская-Коксовая» отмечает 60-летний юбилей. Точка отсчета ее деятельности ведется со 2 апреля 1952 года — дня подписания приказа о сдаче в эксплуатацию шахты «Чертинская-1».