Технология интенсивной отработки высокогазоносных пологих угольных пластво с применением автоматизированных комплексов оборудования и инертных сред

Л. А. ПУЧКОВ Н.Н.КРАСЮК В. П. МАЗИКИН

Технология интенсивной отработки высокогазоносных пологих угольных пластов с применением автоматизированных комплексов оборудования и инертных сред

Статистические данные по шахтам, отрабатывающим пологие угольные пласты, свидетельствуют, что на высокогазоносных пластах темпы проведения выработок ниже на 25-35%, нагрузка на очистной забой — на 35-50%, производительность труда — на 18-25 %, себестоимость добычи угля выше на 9-20%. Динамика горно-геологических условий разрабатываемых и перспективных месторождений определяет дальнейшее снижение показателей подземной добычи угля за счет газового фактора. Растет доля добычи из газоносных пластов, увеличиваются выбросы шахтного газа в атмосферу. На газовых шахтах количество подаваемого в шахту воздуха достигает 12 тонн на 1 тонну добычи. Трудоемкость работ по дегазации с применением различных комплексных технологий составляет 17-30% от трудоемкости подземной добычи угля. Несмотря на значительные затраты трудовых и материальных ресурсов по управлению газовыделением на шахтах доля газового фактора в снижении показателей подземных горных работ достигает 30%.

Утилизация метана, содержащегося в вентиляционных потоках и системах дегазации, призвана несколько улучшить положение. Фактически утилизируется до 20% метана (на отдельных шахтах) из систем дегазации, что составляет в переводе на условное топливо до 0,3 % добываемого шахтой угля. С учетом затрат на реализацию технологий утилизация метана в целом горным предприятием экономически невыгодна.

На ряде шахт Кузнецкого бассейна после завершения реконструкции горные работы ведутся на глубинах свыше 40 м с подработкой вышележащих пластов. В этих условиях проблема эффективной и безопасной отработки запасов может быть

решена с применением нетрадиционных технологий подземной добычи угля. Одним из направлений решения проблемы является использование инертных газовых сред в пожаро-, взрывоопасных выработках в сочетании с ведением горных работ без постоянного присутствия людей в рабочих зонах. Сущность предлагаемой технологии заключается в том, что процессы по добыче угля, связанные с выделением метана, пыли и тепла и сопряженные с опасностями для горнорабочих, выполняются в изолированном от общешахтной атмосферы пространстве, заполненном пожаро-, взрывобезопасной (инертной) смесью газов, горные работы по углю производятся автоматизированными комплексами оборудования, обслуживающий персонал которых находится в проветриваемых горных выработках, а также снабжен системами коллективного и индивидуального автономного жизнеобеспечения.

Технология обеспечивает аккумулирование в изолированном пространстве сопутствующих добыче угля газа-метана, пыли и тепла, является высокопроизводительной ресурсосберегающей экологически чистой технологией, предназначенной для подземной отработки участков шахтных полей угольных месторождений, содержащих свиты пологих высокогазоносных пластов.

Указанная технология ликвидирует сдерживающее влияние на рост интенсивности горных работ и производительности труда выделения в шахтах метана, пыли и тепла, а также скорости воздушной струи в действующих выработках; радикально снижает выбросы в атмосферу сопутствующих произодственным процессам энергоносителей — метана, угольной пыли и тепла, обеспечивает их улавливание и планомерную утилизацию.

Проектные показатели технологии определены расчетами и результатами работы выемочных участков в аналогичных условиях и составляют: газообильность выемочного участка — не менее 15 м3/мин; вынимаемая мощность пласта — 1,4-3,5 м; угол падения пласта — до 18 град; длина выемочного столба — не менее 2000 м; длина лавы — 140-180 м; скорость под витания очистного забоя — не менее 150 м/мес; нагрузка на очистной забой — до 4500 т/сут; производительность труда до 120 т/мес; снижение себестоимости добычи угля на 22-30%; снижение на 50% выбросов в атмосферу вредных веществ по сравнению с традиционной технологией; утилизация до 65 тыс.м3/сут метана по одному участку; ликвидация затрат на дегазацию до 9 % в себестоимости добычи угля; снижение в 2-3 раза количества подаваемого в шахту воздуха; снижение коррозийного износа горношахтного оборудования на 17-25%; аккумулирование в изолированных пространствах сопутствующих добыче угля энергоносителей — метана, тепла и угольной пыли, их утилизация и производство по одной шахте до 75 млн. кВт-ч в год электроэнергии, до 10000 мКал в год тепла, увеличение на 0,4-0,6% полноты извлечения запасов.

Для обоснования эффективности создаваемой технологии и области ее применения нами выполнен анализ влияния ме-тановыделения на показатели подземных горных работ с использованием различных способов управления газовыделением, иллюстрация результатов которого представлена на рис. 1. Анализ основан на статистическом материале по шахтам, работающим в следующих горно-геологических условиях: пологие угольные пласты мощностью 2,2-3,1 м, глубина горных работ 180-750 м, природная газоносность 2-26 м3/т, низкая водообильность. Очистные и подготовительные работы по углю выполняются высокопроизводительными механизированными комплексами оборудования. В этих условиях метановыделение является главным фактором, снижающим показатели работы шахт.

Расчетами и анализом фактических данных по управлению газовыделением на шахтах нами выделены три диапазона значений абсолютной газообильности выемочных участков: 0-12 м3/мин; 13-24 м3/мин., свыше 24м3/мин. В первом диапазоне газообильности управление газовыделением может осуществляться средствами вентиляции. С увеличением газообильности очистных забоев снижаются значения нагрузки на лаву, производительности труда, возрастают выбросы в атмосферу шахтного газа, содержащего метан, пыль и тепло. Себестоимость добычи угля растет и достигает 112% от уровня негазовой шахты.

Рис. 1 Зависимость показателей отработки угольных пластов от газообильности в зонах горных работ

влосно

неопасно

/////у/////✓////////

нвопдст 7777'

Ш5

'тин

Вентиляция

аттбЫпИй В инертншй средз

п/п

Пнгш

1 - нощ^а на ло&/ 3

2 - щиубодатейЬюиъб /пруда по до&мче

3 - бЫбросЬ/ лЬ(Аи а т#п/ю Ь - быъросы еауа

#пи

В диапазоне газообильности 13-24 м3/мин. эффективное управление газовыделением осуществляется рациональным сочетанием методов вентиляции и дегазации. Наблюдается дальнейшее снижение значений нагрузки на очистной забой и производительности труда, возрастают выбросы метана, пыли и тепла в атмосферу. За счет изолированного отвода метана средствами дегазации минуя атмосферу горных выработок снижаются темпы роста расхода воздуха в исходящих струях шахт, а, следовательно, и темпы роста выбросов пыли и тепла. Соответственно на 9% возрастает себестоимость добычи угля и достигает 121% от уровня негазовой шахты. При условии утилизации части метана из систем дегазации возможно некоторое снижение его выбросов в атмосферу, но радикально эта проблема не решается.

При газообильности выемочного участка свыше 24 м3/мин. происходит резкое снижение показателей подземных горных работ, обусловленное отсутствием экономически обоснованных способов управления газовыделением. При этом становится нецелесообразным применение высокопроизводительной техники, возможности которой используются на 25-30% из-за ограничения по газовому фактору. Решение проблемы предлагается на основе применения нетрадиционной технологии ведения горных работ в изолированном от общешахтной атмосферы пространстве, заполненном инертной газовой средой. Одним из вариантов такой среды является метановоздушная смесь газов с содержанием метана свыше 43%. Применение этой технологии позволяет: снять ограничения по газовому фактору интенсивности горных работ, резко сократить выбросы в атмосферу шахтного газа. Себестоимость добычи угля может быть ниже уровня негазовой шахты за счет промышленной утилизации метана, аккумулируемого в действующих горных выработках.

В проветриваемых горных выработках рост интенсивности горных работ сопровождается увеличением газовыделения, а, следовательно, приближением содержания метана в атмосфере выработок к опасному

значению. При работе в инертной газовой среде рост интенсивности горных работ и связанное с ним увеличение метановыде-ления обеспечивает удаление содержания метана в атмосфере выработок от верхнего опасного предела до 43 и более %. При таком подходе область применения технологии ведения горных работ в инертной газовой среде на действующих угольных месторождениях определяется пологими пластами мощностью свыше 1,5 м, природной газоносностью свыше 18 м3/т, на глубинах более 400 м.

Следует отметить, что техническое перевооружение горных предприятий развитых угледобывающих стран ведется в направлении создания высокопроизводительных комплексов оборудования для работы в относительно благоприятных горно-геологических условиях. Лучшие показатели в техническом перевооружении на отечественных шахтах достигнуты в случаях применения аналогичного опыта.

Характерной особенностью шахт Российской федерации (а также Республики Казахстан) является высокая газообиль-ность шахт, работающих в условиях, благоприятных по прочим параметрам для эффективного применения комплексно-ме-ханизированного и автоматизированного горношахтного оборудования. Практически не существует негазовых шахт с горногеологическими условиями, позволяющими добывать из комплексно-механизиро-ванного забоя до 4500 т/сут. угля. На газовых шахтах, разрабатывающих пологие пласты средней мощности, возможно достижение таких нагрузок на лаву при снятии ограничений по газовому фактору. Следовательно предлагаемая технолгия практически открывает область наиболее эффективного применения высокопроизводительного горношахтного оборудования на действующих и перспективных месторождениях. Использование инертных сред в рабочих зонах горных работ при высоких показателях подземной добычи угля является мощным стимулом автоматизации процессов очистной выемки.

Применение технологии вносит существенный вклад в решение экологической проблемы деятельности шахт. Радикально сокращаются выбросы вредных газов во внешнюю атмосферу за счет производства связанных с их выделением работ в изолированных пространствах, а также перевода шахтных котельных на газообразное топливо или электрическую энергию.

Проблема технологии ведения горных работ в изолированных выработках, заполненных инертной газовой средой, поднималась и решалась с переменным успехом на протяжении последних 25 лет. У ее истоков стояли известные ученые угольной отрасли БурчакоЕ А.С., Тулин B.C. и многие другие. В последние годы благодаря активной технической и финансовой поддержке Министерства науки и технической политики Российской федерации и Государственной угольной компании «Ро-суголь» проблема сформировалась в виде научно-технического проекта, выполняемого в рамках Государственной научно-технической программы «Недра России». Многоплановость проекта, включающего две крупные научные проблемы эффективного управления газовыделением на шахтах и производства горных работ без постоянного присутствия трудящихся в рабочих зонах, потребовала широкой кооперации научных и производственных организаций и коллективов в направлении использования результатов решаемых частных задач для достижения поставленной цели интенсивной отработки пологих высокогазоносных угольных пластов с использованием автоматизированных комплексов оборудования и инертных сред.

Промежуточные результаты работы планируется использовать участниками проекта для решения своих специфических задач. Исходя из поставленной цели и реального состояния работ по реализации элементов технологии нами была разработана структура производственных процессов на выемочном участке, отрабатываемом в инертной газовой среде, и определены основные принципиальные технологические решения. Структура технологии представлена на рис.2. Ее сущность состоит в следующем.

Проведение подготовительных и нарезных выработок, сооружение камер, возведение перемычек и бурение скважин осуществляется в проветриваемой газовой среде. После завершения горной части на выемочный участок доставляется, монтируется и осуществляется наладка и опробование горного оборудования и систем управления технологическими процессами. Далее производится герметизация выемочного участка путем установки изолирующих перемычек и шлюзов.

Создание инертной газовой среды осуществляется путем заполнения выработок выемочного участка метаном (или азотом). В случае использования азота последний замещается метаном по мере развития горных работ на участке и возрастания газовыделения. Для создания нормального температурного режима и равномерной концентрации газов в изолированном пространстве создается принудительный замкнутый поток метановоздушной среды.

Эксплуатационные работы начинаются после создания и устойчивого поддержания требуемых параметров газовой среды в выработках и отсутствия поступления метана и пыли в проветриваемые выработки. Очистные работы выполняются автоматизированными комплексами очистного оборудования без постоянного присутствия лядей в рабочих зонах. Операции по транспортированию и перегрузке угля производятся в изолированном от общешахтной атмосферы пространстве. Доставка людей, оборудования и материалов осуществляется до эксплуатационного блока по проветриваемым выработкам, далее по двум вариантам.

При работе выемочного участка в нормальном эксплуатационном режиме рабочие помещаются в мобильную герметичную бокс-базу, снабженную системой автономного жизнеобеспечения, грузы размещаются в модернизированных вагонетках, состав проходит черей шлюз и движется до места работ по выработкам, заполненным инертной средой. Возле очистного забоя осуществляется переход рабочих, снабженных средствами индивидуального жизнеобеспечения в полустационарную бокс-базу, размещенную вблизи очистного забоя.

Доставка, монтаж, наладка и опробование оборудования и системы управления технологическими процессами

Комплекс очистного и проходческого оборудования

Комплекс оборудования шлюзования добытой горной массы, материалов и людей

Системы дистанционного и автоматизированного контроля и управления технологическими процессами и диагностикой

Коплекс транспортных средств для выдачи горной массы, доставки оборудования и материалов, перемещения людей

Комплекс оборудования для создания и управления инертной газовой средой в зоне горных и транспортных работ

Герметизация эксплуатационного блока

Создание инертной газовой среды

Подача инертного газа в рабочее пространство эксплуатационного блока из подземных коллекторов, наземных источников Обеспечение постоянного движения инертной среды с заданными скоростями и ее эффективное перемешивание по температурному фактору и составу газа Контроль параметров инертной среды, ее движения и перемешивания, поддержание параметров в допустимых пределах

Ведение эксплуатационных работ в блоке

Подготовительные и очистные работы

Транспорт

Безлюдная агрегатная технология очистной выемки угля, проходки, возведения бетонной полосы

Профилактические работы в метановой среде

Осмотр, ремонт, наладка оборудования

Изменение режима работы агрегатов

В нормальной рудничной атмосфере

Контроль атмосферы в блоке

Увеличение подачи газа в блок из внешних источников

Отвод избыточного газа из блока

Изменение интенсивности горных работ

Планово-профилактическое и аварийное разгазирование блоков

Планово-предупредительный ремонт и замена отдельных деталей горного оборудования Профилактика дистанционной и автоматизированной системы контроля

Экстренное разгазирование эксплуатационного блока в аварийной ситуации и ликвидация аварии

Попутная добыча метана

Создание коллекторов газа

Разгруженный

массив

Утилизация метана

Старые

отработанные

• сжигание в топках котлов - топливо для передвижных электростанций

Система накопления газа в коллекторе

Рис. 2. Структура технологии горных работ в инертной газовой среде

Неотложные работы в загазированных выработках производятся в средствах индивидуального жизнеобеспечения.

При плановых ремонтах и ликвидации крупных аварий производится разгазиро-вание выработок выемочного участка и работы выполняются в обычном режиме проветривания.

Управление инертной средой осуществляется путем подачи газа от внешних ис-

точников, отбора избыточного метана для утилизации, изменения интенсивности горных работ.

Изолированная от общешахтной атмосферы система действующих горных выработок, разгруженный горный массив и старые выработанные пространства являются подземным коллектором метана. В этом коллекторе метан аккумулируется с требуемыми качественными характеристиками и далее планомерно утилизируется с применением стандартных технологий.

Изолированный эусплуатаци-онный блок представляет собою автоматизированный выемочный участок, выработки которого заполнены инертной газовой средой. Контроль и управление технологическими процессами осуществляется двухуровневой системой с размещением пультов управления: в полустационарной герметичной бокс-базе, находящейся в непосредственной близости от очистного забоя; в проветриваемой выработке в непосредственной близости от шлюзов; в помещении диспетчера шахты.

Исходя из предложенной структуры технологии нами разработаны принципиальные решения по основным производственным процессам для реализации технологии в пределах выемочного участка.

Технологическая схема выемочного участка, отработываемого в инертной газовой среде автоматизированным комплексом очистного оборудования, представлена на рис.З. Эксплуатационный блок вскрывается гезенком и слепым стволом, далее проводятся подготовительные и нарезные выработки, сооружаются камеры. Шлюзы для пропуска людей, оборудования и материалов являются мобильными и

устанавливаются на сопряжении участковых и вскрывающих выработок. Шлюз для пропуска горной массы является полуста-ционарным, устанавливается в блоковом квершлаге и служит в период отработки запасов блока. В пределах выемочного участка проводится выработка (3) для создания принудительного замкнутого потока газа, сооружаются камеры для утилизации пыли (4) и тепла (5). Разгазирование

Комара утилитам и

шлю* Йлс пропуска угле.

и материалов

• изолирующая перемычка

Рис. 3 Схема горных выработок участка, отрабатываемого в инертной среде

выработок участка производится с обособленным отходом струи через вентиляционную скважину (6).

Технология включает следующие процессы: очистная выемка в лаве; транспортирование горной массы; доставка людей, оборудования и материалов; контроль и управление инертной газовой средой; отбор и утилизация метана, угольной пыли и тепла.

За последние годы накоплен положительный опыт автоматизации технологических процессов горных работ. Он базируется на длительной эксплуатации большого количества автоматизированных угледобывающих и проходческих комбайнов,струговых установок, механизирова-ных крепей и комплексов, очистного оборудования, бурильных машин, аппаратов контроля, телемеханики, связи и сигнализации. Проведенные исследования

по созданию прогрессивной технологии на основе агрегатов были направлены на поиск наилучших технологических и конструкторских решений, поиск типов и принципов работы исполнительного органа, конвейера, крепи, решались вопросы кинематической увязки узлов и машин агрегатов. На основе исследований и опыта испытаний технологии добычи угля в лавах и проведения горных выработок агрегатами установлена реальная возможность создания автоматизированного процесса очистных и подготовительных работ. Однако, до настоящего времени не проведено в достаточном объеме исследований по увязке кинематики узлов агрегата, по взаимодействию крепей с боковыми породами, по технологичности выемки, по управляемости во всех трех плоскостях. Вследствие этого необходимо выполнить крупные исследования и, главным образом, в направлении упрощения технологии.

Исходя из анализа современного состояния работ по созданию автоматизированных комплексов очистного оборудования, нами был сделан вывод, что в разрабатываемой технологии на экспериментальном участке возможно использование автоматизированного комплекс КМ-138 ТП (разработчик Гипроуглемаш) с применением разработанной НПО «Точных приборов» аппаратуры автоматизации на оазе программируемых микропроцессорных устройств управления. В дальнейшем аналогичными системами контроля и управления возможно оснащение комплексов оборудования КМ-142, КМ-144.

Проблема заключается в том, что в силу ограниченных возможностей современной мехники и экстремального характера внешней среды ни повышение надежности машин, ни совершенствование их конструкций не могут полностью исключить отказы системы. Введение в состав очистного автоматизированного комплекса дистанционно управляемых манипуляторов позволит уже при существующей степени надежности, адаптивности и автономности исключить необходимость постоянного присутствия людей в лаве.

Для обеспечения действенного оперативного контроля и управления всеми технологическими процессами добычи угля в очистном блоке, заполненном инертной

газовой средой, повышения эффективности обслуживания комплекса технологического оборудования и систем управления, комплекс устройств управления и обслуживающий персонал должны располагаться в рабочей зоне блока, вблизи от места ведения эксплуатационных работ и находиться в специально оборудованных передвижных бокс-базах.

Комплекс бокс-баз предназначен для организации герметически защищенного от инертной газовой среды простванства с комфортными атмосферными и температурными условиями с целью размещения в нем устройств управления и контроля, систем жизнеобеспечения бокс-базы, а также людей, обслуживающих технологический комплекс.

Состоит комплекс бокс-баз из агрега-тированных боксов различного назначения и соответствующей емкости. В месте установки комплекса бокс-баз должен быть передвижной компрессор с подачей воздуха не менее 5 м3/мин или, по возможности, магистраль сжатого воздуха, подаваемого с поверхности с давлением не менее 0,3 МПа.

Система жизнеобеспечения комплекса бокс-баз очищает и охлаждает подаваемый воздух, регулирует его давление. Возможно также снабжение комплекса бокс-баз свежим воздухом вентилятором, установленным в выработках со свежей струей воздуха или с помощью стационарной регенеративной установки, в которой монтируются баллоны со сжатым кислородом.

Отдельные боксы комплекса представляет собой герметизированные емкости со средствами перемещения по рельсовым путям или монорельсовым дорогам. Габариты указанных емкостей должны обеспечивать свободный их проход по всем основным выработкам эксплуатационного блока, а также через средства герметизации блока (шлюзы).

Минимальный состав комплекса бокс-баз включает два полустационарных бокса, сцепленные с участковым энергопоездом, служащих для размещения пульта управления и людей и мобильный бокс с автономной системой жизнеобеспечения, служащий для доставки людей, оборудования и материалов по выработкам, заполненный инертной средой.

Надежное разделение двух газовых сред в шахте достигается применением специальных шлюзовых устройств. Грузолюдские шлюзы предназначены для дискретного пропуска людей, оборудования и материалов и разделения метановой среды и атмосферы проветриванием горных выработок. Угольный шлюз (рис. 4) предназначен для непрерывного пропуска горной массы и должен обеспечить допустимые утечки газа из различных газовых сред.

Требования к шлюзовым устройствам дискретного действия: необходимо исключить возникновение в межшдюзовом пространстве и на расстоянии 5 м от дверей шлюзов взрывоопасной концентрации метана; обеспечить двойную блокировку процесса шлюзования;

Требования к шлюзовым устройствам непрерывного действия: обеспечить пропуск горной массы с производительностью не менее 15 т/мин и размерами кусков не более 300 мм; обеспечить автоматическое закрытие шлюза при выходе производительности и размера кусков за заданные пределы и остановку транспортной цепи.

Общие требования по газопроницаемости: в период создания инертной газовой среды газопроницаемость должна находиться в пределах 5 • 10'4 - 5 • 10'3 м4/Н0,5С; в период эксплуатации участка при избыточном давлении 1КПа, проницаемость изолирующих шлюзов должна составлять не более 6 10'2 м4/Н0,5С.

Все типы шлюзов должны отвечать требованиям, предъявляемым к вентиляционным сооружениям в шахте. Общие рекомендации заключаются в том, что надежное и безопасное разделение двух газовых сред может быть достигнуто наличием на границе газовых сред инертного газа (азота или углекислого газа). Следовательно конструкция шлюзов должна предусматривать некоторое межшлюзовое пространство, в котором постоянно находится инертный газ под избыточным давлением. При таком подходе проблема решается созданием изолирующих перемычек с требуемой га-зопроводностъю и установок по генерированию инертного газа. В качестве установки по генерированию инертного газа может

Рис. 4 Конструкция шлюза

Для создания нормального пылевого и теплового режима, а также однородной газовой среды в изолированном пространстве выработок выемочного участка создается принудительный, замкнутый поток инертной среды.

Специальными средствами осуществляется улавливание пыли и ее связывание, а также отбор тепла и его отвод для утилизации, рис.З. Эти устройства создаются на базе серийных пылеулавливающих установок и теплообменников. В местах интен-ствного пылеоборудования применяются штатные устройства пылеподавления.

Отбор избыточного метана для утилизации является составной частью процессов управления инертной газовой средой. На рис.5 представлена динамика загазиро-вания выемочного участка с газообильно-стью 25 м3/мин. Через 7 часов достигается необходимое для инертизации среды содержание метана в изолированных выработках, а черей 16 часов — стабилизация параметров среды с возможностью отбора

быть использована шахтная установка УТ-

5 Питсгтспь

6. Нонбейерн&й штре*

7. Нон&сЬермый уклон /бремсберг)

с%

Предложенные принципиальные решения по технологическим процессам в выемочном поле и их количественные характеристики составили основу графика организации работ на выемочном участке, отрабатываемом автоматизированным комплексом очистного оборудования в инертной среде, рис.6. Работы организованы в 4 добычные смены суточной бригадой в составе 40 человек. Планово-профилак-тический ремонт с разгазированем участка производится один раз в 5 суток. В выработках, заполненных инертной средой, находится звено рабочих в составе 10 человек, из них 2 человека постоянно находятся на сопряжениях лавы со штреком и работают в средствах индивидуального жизнеобеспечения. Два человека обслуживают выемочный участок, находясь в проветриваемой выработке возле шлюзов.

Создание и освоение технологии осуществляется в рамках научно-технического проекта, выполняемого в составе Государственной научно-технической программы «Недра России». Заказчиком проекта является ассоциация самостоятельных предприятий (АСП) «Ленинскуголь», головной организацией исполнителем — Московский государственный горный университет (МГГУ). Реализация проекта осуществляется на основе кооперации специализированных научных и производственных организаций и структур.

Опытно-промышленные испытания технологии намечены на 1996 г. на поле ш.«Комсомолец» АСП «Ленинскуголь»

при отработке пласта «Бреевский» на гор-ризонте — 200.

Колл ективом ученых и производст-венников МГГУ, «Кузбассгипрошахт», АСП «Ленинскуголь» и ш.«Комсомолец» разработана технологическая схема выемочного участка применительно к условиям опытно-промышленного участка, рис.7. Отработка участка предусматривается в два этапа. Первые 400-600 м выемочного столба отрабатываются в проветриваемой среде с использованием всех специализированных технологических операций и устройств. На этом этапе осуществляется адаптация технологического комплекса и систем управления к условиям опытно-промышленного участка и доводка оборудования. Далее осуществляется остановка лавы и необходимое дооснащение комплекса технологического оборудования и систем управления. Последующая отработка участка производится в инертной газовой среде.

Автоматизированный комплекс очистного оборудования для работы в инертной среде создается институтом «Гипроугле-маш» совместно с НПО «Точных приборов» и институтом Машиноведения Российской академии наук (ИМАШ РАН) на базе модернизации комплекса КМ 138 ТП с доводкой на основе испытаний первого, второго и третьего типоразмерпов комплексов. Для пласта «Бреевский» мощностью 3,0-3,2 м намечено создание 4-го типоразмера комплекса.

Российским научно-исследователь-ским институтом горно-спасательного дела (РосНИИГД) совместно с Тамбовским научно-исследовательским химическим инс-титумом (ТамбовНИХИ) создается комплекс бокс-баз и шлюзовых устройств. Комплекс бокс-баз предназначается для ведения технологических процессов добычи угля в непригодной для дыхания человека среде, а также для ликвидации аварий в угольных шахтах.

ГФГФ

пп

Виды работ

К-во рабочих

Местонахождение работающих

Примечание

1

Доставка рабочих добычного звена и технического надзора

8

Приемка-сдача смены

8+8+2+2

В проветриваемом штреке, в призабойной бокс-базе

Контроль состояния атмосферы

1+1

13 призабойной бокс-базе на пульте диспетчера

Добыча угля в очистном забое: -дистанц. управлен. оборудов. - плановые работы в выем. уч. - плановое дежурство

В призабойной бокс-базе на пульте управлгния В очистном забое

Ремонтно-подготовит. работы: - техосмотр и ремонт ГШО и системы управления - ремонт прилегающих вырабо-

В очистном забое

В прилегающих выработках

ток

Доставка материалов и оборуд.: - текущая - планово-подготовительная

2

б

В выемочном участке В проветрив, выработк.

Один раз в неделю

Отбор газа для утилизации

В проветриваемом штреке

После раз-газирования

8

Планово-профилактический (аварийный) ремонт

10

В проветриваемых выработках

Один раз в неделю

Транспортирование горной

Мса,;ы

В инертной среде, в проветриваемых выработках

После раз-газирования

10

Планово-предупредительный или аварийный ремонт

10

В проветриваемых выработках

Один раз в неделю

Рис. 6 График организации работ в выемочном участке при первом (начальном

этапе ведения эксплуатационных работ

Шлюзовые устройства предназначены для надежного разделения двух газовых сред в шахте, предотвращающего образование взрыво, -пожароопасных концентраций метана и кислорода в атмосфере выработок выемочных участков, в атмосфере мажш-люзового пространства, а также для исключения создания взрыво, -пожароопасных концентраций метана на участке штрека, непосредственно примыкающем к шлюзовому устройству. Устройства являются автоматизированными и могут эффективно работать в шахтах в высокопроизводительными выемочными участками, отрабатываемыми в проветриваемой среде.

Система контроля и управления автоматизированным выемочным участком создается институтом «Гипроуглеавтомати-зация» и строится как двухуровневая ин-формационно-управляющая система на базе распределенных микропроцессорных средств, сенсорных устройств сбора, устройств передачи информации и вычисли-

тельной сети персональных и миниЭВМ. Структурно система включает: автономные системы управления отдельными технологическими процессами; систему оперативно-диспетчерского контроля и управления, которая создается как человеко-машинная система, работающая в реальном масштабе времени, обеспечивающая взаимоувязанное функционирование систем управления технологическими процессами.

Управление технологией осуществляется из трех пунктов: на уровне управления забойным оборудованием — пульт оператора в герметичной бокс-базе, расположенной на выемочном штреке; эти же функции могут осуществляться пультом, установленным в проветриваемой выработке возле шлюза; на уровне оперативнодиспетчерского управления — участковый диспетчерский пункт, расположенных на поверхности шахты.

Восточный конвеЦегаый уклон Р з Восточный путевой УКЛОН » з

Вентиляционный штрек 1725 Энергопоезд Бокс-база Людская вагонетка

Т ж 10-30°С

'СИТОЧНЫ

-\сн^гу.

БуИкер_

ІШСДУРтЬу /_Т] і_____________У

КонвеРурщ^Я ДТРШ-.І7_&

УСПОВШЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ:

- Аппарат, прибор электрический, обтпее обозначение

- Функциональное наяначение приборе $•— - Форсунка, эжектор

ВМЛ- Вентилятор местного проветривания

ЩУС - Н^т управления и сигнализации

111У1 - Шл^ювое устройство дискретного г^Рствия пля эпизодического прокопа людей и провоза в ВАГОнетках оборупования и материалов

1ЛУ2 - Шлюзовое устройство непрерывного пгПетпил плл трллслоптп угли и эпизодического прохода лопей

ШУЗ - Малое шлозовое устройство сискрет-ного действия для эпизодического прохода драей и проноса малогабаритны* грузов

•------.иатчик приборный

—2 " Комплект летчиков

----- - Возауговоды, трубопроводы

- /*имии связи электрические

Рис. 7 Структурная технологическая схема изолированногого участка, отрабатываемого в инертной среде на ш.«Комсомолец»

Вопросы безопасности производства горных работ в инертной газовой (метановой) среде являются приоритетными в создании технологии. Институтом ВостНИИ создаются временные нормативные положения по безопасному ведению работ, включающие как требования к параметрам газовой среды, так и требования к призвод-ственным процессам и оборудованию.

По техническим условиям МГГУ и АСП «Ленинскуголь» институтом «Куз-бассгипрошахт» разрабатывается проект опытно-промышленного участка на ш.«Комсомолец». Проект является комплексным и включает результаты изложенных выше разработок специализированных организаций.

Промежуточные результаты проекта по созданию модернизированного комплекса очистного оборудования, работающего в автоматизированном режиме, комплекса бокс-баз и шлюзовых устройств, системы управления автоматизированным участком, технологий утилизации метана, пыли и тепла имеют самостоятельное значение для угольной отрасли.

Проект реализуется при значительной технической и финансовой поддержке Министерства науки и технической политики Российской федерации и Государственной угольной компании «Росуголь».

© Л.А.Пучков, Н.Н.Красюк, В.П.Мозикин

томимеогодо'УУУЛГУУУУ/Жг/У&ЛУЖУУУУУУЖУ/ГУГУУУ/ГАҐГУ/ЖП'М'УУГУУУУУЛ'Уі

&^*му*&у&У1Ф/гуууу/?&у&уууууу&/п<уууугууу//уууауу/ууу/*УУГ/*юууу/*&у//уууууууу&//уу//уу/уууууууу;У¥УУУУУУУууу/у//у/уууууууу/уууу?у*?ууууууууууууу&у*/ууууя^ууууууу/уууууууууууууууу.г'&уху/ууууууу/?/УУУХЛ/ууп&у/,

^УУУУУ-УУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУ^УУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУУХУУ;

По инициативе директора Горного института В.И. Меллера будет издан путеводитель по музею. В музее много редких ценных экземпляров: самородок золота весом 2 п.

8 ф., глыба малахита в 93 п., берилл стоимостью 42000 р. и другой хранящийся здесь самородок золота — самый большой в мире.

"Русская жизнь", 28 октября 1894 г.