Анализ использования комбайна Wirtgen 2200SM при разработке сложноструктурных угольных пластов на разрезе «Черемховский»
В.П. Смагин, зам. ген. директора по развитию и взаимодействию с государственными органами, ООО «Компания «Востсибуголь»
П.В. Федорко, гл. специалист управления технологии горного планирования, ООО «Компания «Востсибуголь»
Н.П. Федорко, ведущий специалист отдела анализа и оценки инвестиций, ООО «Компания «Востсибуголь», аспирант ИРНИТУ
В Восточной Сибири достаточно много угольных месторождений, относящихся ко второй группе по сложности геологического строения. Сложноструктурные месторождения характеризуются неустойчивыми мощностью и внутренним строением либо невыдержанным качеством полезного ископаемого и неравномерным распределением основных ценных компонентов. Ко второй группе относятся также месторождения углей и других полезных ископаемых простого геологического строения, но со сложными или очень сложными горно-геологическими условиями разработки. Наиболее продолжительное время осуществляется эксплуатация Черемховского каменноугольного месторождения, опыт освоения которого используется на многих других объектах угледобычи в регионе. Характеристика угленосности показывает наличие малой мощности и средней мощности пластов, а также множество породных пропластков.
Породные прослойки представлены песчаниками и алевролитами.
Анализ сырьевой базы показывает, что ряд вовлекаемых в разработку перспективных участков представлен сложноструктурными угольными пластами малой мощности (Северная площадь Черемховского месторождения). Валовая выемка таких пластов при предварительной подготовке взрыванием обусловливает перемешивание угля и породных прослойков в обоих процессах, засорение угля и повышение его зольности на 5-12%. Такая продукция не отвечает техническим условиям на рядовой уголь и требует обогащения. В настоящее время добычные работы производятся карьерными механическими лопатами с емкостью ковша от 4 до 5 м3 валовым способом с отгрузкой в автомобильный транспорт. Предусматривается селективная отработка при условии, если пропластки породных прослоек составляют более 40 см. Отработка селективно пласта с мощностью породных прослойков менее 40 см механическими лопатами не представляется возможной из-за конструктивных особенностей.
Одним из направлений совершенствования технологии горных работ является применение на разрезах фрезерных машин типа Wirtgen Surface Miner, способных разрабатывать массивы горных пород тонкими слоями, совмещая в одном процессе основные операции горного производства – выемку, погрузку и дробление.
Для эффективного использования комбайна Wirtgen 2200 SM были определены места работы – это 5 и 6-я очереди Сафроновского поля. На данных участках строение угольного пласта №4 довольно выдержанное. Сам пласт разделен примерно посередине породной прослойкой от 40 до 60 см. Верхняя часть угольного пласта над породной прослойкой более засорена породными прослойками, нижняя часть более чистая.
Угольные забои отрабатываются блоками с длиной по фронту 80-100 м отдельными продольными заходками комбайном Wirtgen 2200 SM до породного прослойка, разделяющего угольный пласт. Направлением откатки горной массы, загруженным автосамосвалом руководит машинист комбайна. Машинист визуально определяет состояние качества загруженного угля в автосамосвал и дает специальный сигнал, определяющий направление откатки (в каком штабеле производить разгрузку).
При отработке породных прослойков, представляющих собой линзу довольно внушительных размеров как по мощности, так и по площади, отработка и вывозка горной массы осуществляются в выработанное пространство либо используется для ремонта автодорог.
После отработки верхней части пласта на уборку пропластка (40-60 см) привлекается экскаватор типа прямая механическая лопата. Породный прослоек заходкой 25 м подвергается экскавации, и укладывается к рабочей стороне траншеи. После вскрытия нижней части угольного пласта для ее отработки устанавливается комбайн Wirtgen 2200 SM.
Отработка осуществляется до почвы пласта (до брекчии). После отработки угольной пачки до брекчии комбайн выгоняется и механическая лопата вскрывает угольную пачку с перевалкой породного прослойка в выработанное пространство в сторону внутренних отвалов. После вскрытия угля его отработка осуществляется комбайном.
Применение механической лопаты объясняется тем, что за время ее работы комбайн производит добычные работы на других площадях, исключаются затраты на перевозку пустых пород при осуществлении этих работ комбайном. Нет надобности переоборудования режущего барабана для выемки пород пропластка (для производства вскрышных работ комбайном необходимо заменить барабан, при стандартном барабане большой износ режущих зубков).
В отдельных случаях, когда верхняя часть угольного пласта верхней части пачки (над пропластком породы 40-60 см) слишком имеет сложную структуру и комбайном практически нельзя осуществить селективную выемку, она отрабатывается механической лопатой валовым способом.
Остальную часть пласта отрабатывает селективно комбайн. В среднем по угольным пластам на 5 и 6-й очередях содержание породных прослойков составляет от 25 до 35% от общей массы. По фронтам очередей, на разных пикетах соотношение содержания угля и породных прослойков изменяется.
При значительной сложной структуре большая доля добытого угля отгружается в сектор для поставки на ОФ и при более выдержанной и не сложной структуре пласта, большая доля отложения продукции осуществляется в сектор для отправки потребителю. То есть пласт отрабатывается целиком при любой структуре пласта за исключением пропластка более 40-60 см, который и при валовом способе отработки убирается механической лопатой.
По результатам промышленной эксплуатации:
• установлена возможность и целесообразность качественной, производительной разработки комбайнами Wirtgen Surface Miner сложноструктурных пластов с раздельной выемкой вмещающих пород и прослойков;
• определено влияние селективной выемки пачек угля и вмещающих пород на полноту извлечения запасов. При безвзрывной выемке практически все слои угля могут быть извлечены;
• требует решения вопрос пылеподавления при работе комбайна в зимний период;
• установлена значительно меньшая трудоемкость и экономичность получения различной товарной продукции с минимальными показателями разубоживания и потерь и возможностью получения трёх классов: ДКОМСШ (0-100); ДКОМ (13-100); ДПКОМ (>50);
• для обеспечения возможности стабильного получения продукции различных классов, а также экспортной продукции необходимо оснащение угольного склада сортировочным комплексом. Для более эффективного обогащения возможно использование пневматического сепаратора УПВС 01-09, который показал свою эффективность в результате пробного обогащения углей Черемховского разреза.
