Повышение уровня концентрации горных работ на шахтах российской части Донбасса при интенсивных технологиях нового уровня

Анализ полученных результатов показывает эффективность применения метода внутреннего электролиза при выщелачивании шлака. Наиболее эффективно процесс протекает при использовании металлических электродов. Вместе с тем, гальванопара железо-углерод позволяет генерировать достаточно высокое значение электрического тока в системе, при этом убыль массы электродов минимальна. Наложение микро-токов создаваемых гальванопарой оказывает положительное влияние на процессы комплексообразования при выщелачивании меди с добавлением карбамида. Прирост по извлечению меди с гальванопарой и карбамидом составляет 10-17%. Метод внутреннего электролиза при выщелачивании шлака оказался весьма эффективным для интенсификации процесса выщелачивания меди и может быть рекомендован для исследований по выщелачиванию других медьсодержащих георесурсов.

Выводы

1. Бактериальное выщелачивание шлака медной плавки и пиритных огарков (Башлыкова Т.В и др.) - В сб. «Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья благородных металлов». Т 3. - Екатеринбург: УГГГА, 2002. - С. 11-12.

1. Гранулированный шлак представляет особый интерес в качестве сырья для производства строительных материалов и используется в этих целях без предварительного обез-меживания.

2. Большие запасы шлака при невысоком содержании в них ценных компонентов позволяют рассматривать их как потенциальный источник для получения меди и других металлов.

3. Основными минералами в шлаках являются вторичные сульфиды меди, пирит и магнетит, которые не могут быть эффективно извлечены при механическом обогащении.

4. Методами физико-химической технологии при интенсификации процесса выщелачивания короткозамкнутыми гальваническими элементами и добавлением в раствор серной кислоты карбамида возможно решить проблему доизвлече-ния ценных компонентов из гранулированных шлаков медной плавки.

---------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

2. О механизме действия карбамида при сернокислотном выщелачивании окисленных руд. (Чантурия В.А., Шадрунова И.В., Минеева И.А.и др.) - Цветные металлы, № 3, 2002.

__Коротко об авторах

Шадрунова ИВ. - ИПКОН РАН. Радченко Д.Н - Маг ГТУ. Матюшенко ГА. - ОАО ММК.

------------------------------------------ © В.М. Феоктистов, 2004

УДК 622.2:658.016.4 В.М. Феоктистов

ПОВЫШЕНИЕ УРОВНЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ГОРНЫХ РАБОТ НА ШАХТАХ РОССИЙСКОЙ ЧАСТИ ДОНБАССА ПРИ ИНТЕНСИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ НОВОГО УРОВНЯ

Семинар № 19

~П середине 90-х годов XX в. на кафедре

-Ш-* «Разработка пластовых месторождений» ШИ ЮРГТУ (НПИ) были проанализированы возможности использования новых принципов отработки запасов пластовых месторождений, предложенных акад. В.В. Ржевским [1], применительно к условиям российской части Донбасса. В результате, при сохранении основных достоинств отработки запасов с использованием «блок-стволов», была в свою очередь предложена технология, позволяющая интенсивно отрабатывать угольные пласты [2,

3].

Сущность одного из вариантов рекомендуемой технологии заключается в следующем. В центре шахтного поля до его нижней отметки проводят два центрально-сдвоен-ных ствола. После сооружения околоствольного двора, из его выработок осуществляют подготовку откаточного (концентрационного) горизонта: проводят магистральные откаточный и вентиляционный штреки, участковые квершлаги. Выход из вы работок откаточного горизонта на пласты осуществляют посредством слепых стволов и серии вертикальных скважин (либо одним восстающим диаметром до 3 м), предназначенных для спуска горной массы.

Подготовку выемочных столбов к выемке и очистные работы в пределах образованных таким образом блоков ведут традиционными способами. Транспортирование горной массы осуществляют: по ярусным штрекам - ленточными конвейерами в углеспускные скважины-бункера: по выработкам концентрационного горизонта- электровозами в вагонетках.

Очевидно, что магистральные выработки могут сооружаться и на других отметках, прежде всего технически и экономически обоснованных. При этом возможны варианты не только интенсивной отработки запасов шахтного поля, но и быстрый ввод предприятия в работу.

Заметим, что использование предлагаемого способа подземной разработки угольных месторождений по сравнению с традиционным позволяет: иметь меньшие объемы проведения вскрывающих и подготавливающих выработок; вскрывать и отрабатывать свободные участки шахтопластов, примыкающие к действующему шахтному полю, без проведения основной грузоподъемной вскрывающей выработки, сооружения новой поверхности и ком-

муникаций различного назначения; увеличивать при необходимости размер отрабатываемого столба до 3-4-х км за счет разделения участковых горизонтальных выработок в пространстве.

В целом технология отвечает двум основным требованиям, выполнение которых приводит к получению высокого уровня концентрации горных работ и интенсивной отработке запасов: предельно простая сеть вскрывающих и подготавливающих выработок и их минимальная протяженность; возможность обеспечения поточной работы очистных забоев с целью достижения максимальной нагрузки и, как следствие, получение высоких техникоэкономических показателей работы шахты.

Экономическая эффективность предлагаемой технологии подтверждается техникоэкономическим сравнением ее с типичной для шахт российской части Донбасса по критериям «сумма капитальных и эксплуатационных затрат», «надежность выполнения

плановых заданий шахтой», «приведенная ценность проекта», «внутренняя норма рентабельности, «простой и дисконтированный сроки окупаемости капитальных вложений (инвестиций)». Расчет трех последних показателей осуществлялся по Методике оценки проектов строительства и реконструкции шахт в условиях рыночной экономике, изложенной в работе проф. Еремеева В.И. [4]. Горно-геологические и горнотехнические условия сравнения двух технологий были приняты близкими к параметрам и факторам разработки пласта 13н'1 шахты им. М.П. Чиха ОАО «Ростов-уголь»: на балансе один антрацитовый пласт мощностью 1,13 м, угол падения 15°, плотность угля 1,72 т/м боковые породы - средней устойчивости, шахта - негазовая, максимальный водоприток - 360 м3/ч. В работу вводится бремсберговая часть шахтного поля с размерами: по простиранию - 5760 м, по падению - 1600 м.

К сравнению, как указывалось выше, принимались два варианта:

1. Шахтное поле вскрыто двумя центрально-сдвоенными стволами и капитальным квершлагом, пройденным на нижнюю отметку бремсбергового поля. Способ подготовки - панельный, в работе две панели, в каждой из которых размещены по два очистных забоя. Панели подготавливаются традиционным для

шахт российской части Донбасса способом - в центре проводятся три пластовые наклонные выработки, на флангах - фланговые сбойки. Система разработки - длинными столбами по простиранию с двукратным использованием ярусного откаточного штрека.

Очистные забои оборудованы комплексами 1КД90 с комбайном 1К103, длина лавы 200 м. Нагрузка на каждый очистной забой устанавливалась из расчета надежного выполнения планового задания шахтой (125000 т/мес) и составляла для каждого 1200 /сут.

2. Шахтное поле вскрыто двумя центрально-сдвоенными вертикальными стволами и капитальным квершлагом, проведенным на нижнюю отметку бремсбергового поля. На этой глубине сооружается концентрационный горизонт: проводятся магистральный штрек, два участковых квершлага. Из последних слепыми стволами и восстающими вскрываются запасы двух панелей. На флангах панелей из главного вентиляционного штрека проводятся фланговые сбойки. Система разработки - длинными столбами по простиранию с двукратным использованием ярусного откаточного штрека.

Нагрузка на каждый очистной забой и их длина приняты аналогичными варианту 1. Очистные забои также оборудованы комплексами 1КД90 с комбайном 1К103.

Технико-экономическое сравнение вариантов, а также оптимизация параметров способа отработки запасов с сооружением концентрационного горизонта позволили сделать следующие основные выводы:

1. Учтенные затраты по рекомендуемой технологии в 1,07-1,2 раза меньше, чем при традиционной. Основное влияние на формиро-

вание величины эксплуатационных затрат на добычу 1 т угля при предлагаемой технологии разработки пологих антрацитовых пластов имеют подготовительные работы. Удельный вес затрат на добычу угля по этому элементу расходов составляет 50,8-61,0% в общих.

Затраты на сооружение слепых стволов и восстающих в зависимости от влияющих факторов, определяющих протяженность вертикальных выработок (прежде всего - число ярусов в панели), составляет 17-18% от общих расходов на проведение выработок. Их удельный вес в общей сумме учтенных эксплуатационных затрат на добычу 1 т угля незначителен и составляет 8,6-10,0%.

2. В рассматриваемых условиях оптимальным по критериям «внутренняя норма рентабельности», «дисконтированный срок окупаемости капитальных вложений», «надежность выполнения плановых заданий шахтой» является вариант способа разработки с концентрационными горизонтами, предусматривающий ввод в работу в шахтном поле одной панели с тремя очистными забоями при проектной мощности шахты Аш > 3000 т/сут и с двумя лавами при плановом задании шахте менее 3000 т/сут. При этом длина лав должна находиться в пределах 230-270 м, размер выемочного столба -1200-1250 м.

Полученные при сравнении технологий результаты подтверждают привлекательность идеи акад. Ржевского В.В. об отработке запасов «блок-стволами». Разработанные на ее принципах технологии позволяют не только интенсивно отрабатывать запасы угольных месторождений, но и экономически эффективны.

1. Ржевский В.В. О принципах вскрытия угольных месторождений // Уголь. - 1984. - № 4. - С. 13-19.

2. Патент № 2120551 (РФ). Способ подземной разработки пластовых месторождений полезных ископаемых / Борзяк В.Е., Гончаров В.В., Компанеец ВТ., Матвеев В.А., Феоктистов В.М., Шаповалов В.П. Б.И. 1998, № 29.

3. Патент № 2183272 (РФ). Способ подземной разработки пластовых месторождений полезных ископае-

---------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

мых / Борзяк В.Е., Компанеец ВТ., Малец А.Л., Матвеев В.А., Титов Н.В., Феоктистов В.М., Шаповалов В.П. Б.И. 2002, № 16.

4. Еремеев В.И. Особенности анализа и оценки проектов горных предприятий в условиях рыночной экономики. В сб. «Технико-экономические и социальноэкологические проблемы угледобывающего производства». - Шахты: Изд-во Ростовского науч.-технич. центра «Недра», 1995. - С. 3-6.

Коротко об авторах

Феоктистов В.М. - доцент, кандидат технических наук, Шахтинский институт Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института).