Разработка мощного пологого пласта с выпуском угля подкровельной толщи роботизированным комплексом

В.И. Клишин, Б.А. Анферов, Л.В. Кузнецова
Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук, г. Кемерово, Российская Федерация
Горная Промышленность №S2 / 2023 стр. 26-31

Резюме:

Актуальность. При разработке угольных месторождений подземным способом наибольших успехов удалось достичь для пластов мощностью до 7 м средствами комплексной механизации в один слой. Нагрузка на очистной забой достигает 6–8 тыс. т/сут. Для разработки пластов большей мощности применяют технологию с выпуском угля подкровельной толщи. Сдерживающим фактором является неуправляемость процесса выпуска и, как следствие, значительные эксплуатационные потери.

Цель. Разработать перспективные технологии эффективной и безопасной отработки мощных пологих угольных пластов роботизированным комплексом с управляемым выпуском подкровельной толщи.

Методы. В работе использован метод аналогий. Результаты и выводы. Путем закрывания во время работы комбайна и открывания во время осуществления выпуска шиберов, установленных на дополнительных бортах секций рештачного става конвейера, исключается проникновение отбитого угля в «карманы» секций крепи. Это снижает эксплуатационные потери угля, вероятность «всплывания» секций крепи, возникновения аварийной ситуации. За счет наличия дополнительного бункера со стороны выработанного пространства уголь подкровельной толщи улавливается, временно удерживается, затем самотеком подается в выпускной проем. Исключение заблаговременной подготовки массива подкровельной толщи в зоне над планируемой демонтажной камерой предотвращает искусственное нарушение сплошности массива над демонтажной камерой, что повышает ее устойчивость. Проведение демонтажной камеры под углом к очистному забою обеспечивает последовательный вход секций крепи в демонтажную камеру, по одной, что позволяет своевременно осуществлять подготовку и выпуск угля.

Ключевые слова: мощный пологий угольный пласт, подземный способ добычи, очистные работы, комплексная механизация, выпуск угля подкровельной толщи, забойный конвейер, роботизация

Благодарности: Работа выполнена в рамках государственного задания ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук»: проект FWEZ-2021-0002 «Разработка эффективных технологий добычи угля роботизированными горнодобывающими комплексами без постоянного присутствия людей в зонах ведения горных работ, систем управления и методов оценки технического состояния и диагностики их ресурса и обоснование обеспечения воспроизводства минерально-сырьевой базы» (рег. №ААААА21-121012290021-1).

Для цитирования: Клишин В.И., Анферов Б.А., Кузнецова Л.В. Разработка мощного пологого пласта с выпуском угля подкровельной толщи роботизированным комплексом. Горная промышленность. 2023;(S2):26–31. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2023-S2-26-31

Информация о статье

Поступила в редакцию: 23.07.2023

Поступила после рецензирования: 31.08.2023

Принята к публикации: 02.09.2023

Информация об авторах

Клишин Владимир Иванович – доктор технических наук, член-корреспондент РАН, профессор, директор Института угля, Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук, г. Кемерово, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Анферов Борис Алексеевич – кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук, г. Кемерово, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Кузнецова Людмила Васильевна – кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук, г. Кемерово, Российская Федерация

1. Петренко И.Е. Итоги Работы угольной промышленности России за 2022 г. Уголь. 2023;(3):21–23. https://doi.org/10.18796/0041-5790-2023-3-21-33

2. Демура В.Н., Артемьев В.Б., Ясюченя С.В., Копылов К.Н., Ютяев Е.П., Мешков А.А., Лупий М.Г., Феофанов Г.Л. Технологические схемы подготовки и отработки выемочных участков на шахтах ОАО «СУЭК-Кузбасс»: альбом. 2-е изд., испр. М.: Горное дело; ООО «Киммерийский центр»; 2014. 256 с.

3. Калинин С.И., Новосельцев С.А., Галимарданов Р.Х. и др. Отработка мощного угольного пласта механизированным комплексом с выпуском подкровельной пачки. Кемерово: Кузбасский государственный технический университет; 2011. 224 с.

4. Jangara H., Atilla Ozturk C. Longwall top coal caving design for thick coal seam in very poor strength surrounding strata. International Journal of Coal Science & Technology. 2021;8(4):641–658. https://doi.org/10.1007/s40789-020-00397-y

5. Wang Z., Tang Y., Gong H. Longwall top-coal caving mechanism and cavability optimization with hydraulic fracturing in thick coal seam: A case study. Energies. 2021;14(16):4832. https://doi.org/10.3390/en14164832

6. Мельник В.В., Сущев Р.А. Технология отработки мощных пологих угольных пластов с выпуском подкровельной толщи. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2009;(5):198–210.

7. Liang M., Hu C., Yu R., Wang L., Zhao B., Xu Z. Optimization of the process parameters of fully mechanized top-coal caving in thick-seam coal using bp neural networks. Sustainability. 2022;14(2):1340. https://doi.org/10.3390/su14031340

8. Клишин В.И., Анферов Б.А., Кузнецова Л.В., Никитенко С.М. Способ разработки мощного пологого пласта с выпуском угля подкровельной толщи и рештачный став скребкового конвейер для его осуществления. Патент РФ №2800180. 2023. Бюл. №20.

9. Клишин В.И., Анферов Б.А., Кузнецова Л.В., Борисов И.Л. Секция механизированной крепи очистного забоя с устройством принудительного выпуска угля. Патент РФ №182240. 2018. Бюл. №22.

10. Клишин В.И., Анферов Б.А., Кузнецова Л.В., Клишин С.В. Способ разработки мощного пологого пласта с выпуском угля подкровельной толщи. Патент РФ №2760270. 2021. Бюл. №33.

11. Никитенко М.С., Кизилов С.А., Захаров Ю.Н., Худоногов Д.Ю., Игнатова А.Ю. Измерение производительности питателя при выпуске угля из подкровельной толщи на основе технологии машинного зрения. Горные науки и технологии. 2022;7(4):264–273. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2022-09-22

12. Nikitenko S., Kiessling U., Kizilov S., Nikitenko M. Longwall top coal caving automation concept. E3S Web of Conferences. 2021;330:02001. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202133002001