Очистные работы на угольных шахтах России

В.Г.Килимник, к.т.н., В.Л.Радионовский, к.т.н., ФГУП ЦНИЭИуголь, В.Д.Грунь, к.т.н. ГУ «Соцуголь»


Россия располагает углями всех видов – от бурых, низкой степени углефикации, до высокометаморфизованных каменных углей и антрацитов


В 2002 г. в целом по Минэнерго РФ было добыто 249.7 млн.т угля, при этом объем добычи каменных углей составил 180.6 млн.т (в том числе 9.3 млн.т – антрацитов), бурых – 69.1 млн.т. Углей для коксования было добыто 63.1 млн.т.

Добыча угля подземным способом составила 86.6 млн.т или 34.7% и была обеспечена работой 106 шахт, из которых 18 шахт – в Донецком угольном бассейне, 52 шахты – в Кузнецком, 10 шахт – в Печорском, 4 шахты в Центральном регионе. Остальные 22 шахты расположены на Урале, Дальнем Востоке и в Восточной Сибири.

Во второй половине ХХ века средняя глубина разработки на шахтах отрасли постоянно увеличивалась и за период 1960–1995 гг. она возросла в 2.1 раза. В 2002 г. средняя глубина шахт по отрасли составила 388 м, в т.ч. в Донецком бассейне – 633 м, в Кузнецком – 340 м, в Печорском – 547 м. В настоящее время рост глубины разработки на шахтах не наблюдается.

В ухудшавшихся горно-геологических условиях осуществлялось совершенствование технологии подземной разработки месторождений: сплошная система разработки на шахтах заменялась столбовой, наиболее прогрессивной в части комплексной механизации очистных работ и охраны труда горняков. Так, с 1950 по 1995 гг. объем добычи угля столбовой системой разработки возрос с 45.9% до 86.9%, а объем добычи сплошной системой снижен с 30.9% до 1.3% [1].

В целом в 2002 г. по отрасли объемы подземной добычи по системам разработки были распределены следующим образом: длинными столбами – 88.1%, сплошная – 0.6%, комбинированная – 0.5%, щитовая – 0.6%, подэтажными штреками – 1.5%, наклонными слоями – 6.5%. Четыре очистных забоя в Кузбассе и Приморском крае оборудованы гидромониторами.

Разнообразие горно-геологических условий шахт обусловливает необходимость применения различного очистного оборудования отечественного и иностранного производства.

В Донецком бассейне (средняя вынимаемая мощность пласта – 0.8–2.2 м) используются механизированные комплексы отечественного производства: КМК-97, КМ-103, КМ-88, КМТ, КД-80, КД-90. Два забоя оборудованы узкозахватными комбайнами 1К-101 и 1ГШ-68 с индивидуальной крепью, а один забой – врубмашиной.

В Кузнецком бассейне (средняя вынимаемая мощность пласта – 1.9–6.1 м) в эксплуатации находятся механизированные комплексы отечественного (ОКП-70, КМ-130, КМ-81, 2УКП, КМ-87, КМТ, КМ-138, КМ-85, КМ-142, КМ-144, КМ-145) и иностранного производства («Глиник», «Пиома», «Фазос», Longwall, Mv-7, JOY).

В Печорском бассейне в условиях средней вынимаемой мощности пласта 1.3 – 3.2 м используют отечественные механизированные комплексы (ОКП, ОКП-70, 2УКП, КМТ, КМ-88, КД-80, КМ-138, КМ-145, КМК-700/800), а также зарубежного производства («Глиник» и Mv-7).

В Центральном регионе (средняя вынимаемая мощность пласта 2.4–2.6 м) применяются отечественные механизированные комплексы ОКП, ОКП-70, МК-75, 1МКМ.

На Урале средняя мощность пластов составляет 2.0–3.1 м. Здесь используют отечественные механизированные комплексы ОКП-70, КМ-87, КМ-130. Эксплуатируют также забой, оборудованный узкозахватным комбайном 1ГШ-68 и индивидуальной крепью.

В Дальневосточном регионе средняя вынимаемая мощность пласта находится в пределах 1.35–4.0 м. В регионе в эксплуатации находятся комплексы ОКП-70, КМ-81, МК-75, КМ-130, КМ-144.

В Восточной Сибири очистные забои оборудованы мехкомплексами ОКП-70 и узкозахватным комбайном 1К-101 с индивидуальной крепью.

В Арктикугле забои оборудованы механизированными комплексами КМ-87 и КМ-138.

В конце 2002 г. в отрасли в эксплуатации находилось всего 203 очистных забоя, в том числе комплексно-механизированных – 151 (74.4% всех забоев), из них на пластах с углом залегания до 35° – 146 забоев.

Структура парка очистных механизированных комплексов на шахтах отрасли следующая: отечественные комплексы I и II поколений – 65%, отечественные комплексы III поколения – 25%, импортные комплексы – 10% [2].

Удельный вес добычи угля за 1994–2002 гг. из комплексно-механизированных очистных забоев с передвижными гидрофицированными крепями в угольной отрасли России характеризуют данные табл. 1. В табл. 2 приведены основные показатели работы комплексно-механизированных очистных забоев в 2002 г. по некоторым акционерным обществам, в которых используются мехкомплексы II и III поколения и мехкомплексы зарубежного производства.

Результаты анализа данных табл. 2 показывают, что в отрасли  отечественные комплексы типа ОКП эффективно используют в Печорском и Кузнецком бассейнах и Дальневосточном регионе.

В Кузнецком бассейне при эксплуатации мехкомплексов ОКП-70 сменная производительность труда рабочего составляет от 39 до 45 тонн, при эксплуатации мехкомплексов ОКП в Печорском бассейне она составляет более 50 тонн.

Эффективно эксплуатируют в Кузнецком бассейне и мехкомплексы III поколения, при этом сменная производительность труда рабочего находится в пределах 26–84 тонн. В Печорском бассейне при эксплуатации мехкомплексов III поколения сменная производительность труда рабочего составляет более 20 тонн.

Механизированные комплексы иностранного производства эффективно используют в Кузнецком и Печорском бассейнах. Так, на шахте «Распадская» в Кузбассе сменная производительность труда рабочего при эксплуатации комплексов JOY и Longwall достигает 83 тонн. В этих бассейнах успешно эксплуатируют и мехкомплексы «Пиома» и Mv-7.

Отметим в этой связи, что сменная производительность труда рабочего на некоторых шахтах отрасли достигла мировых значений и обусловливается мировым уровнем нагрузок на комплексно-механизированные очистные забои.


В результате проведенных исследований установлено следующее:

1.    За годы реструктуризации в отрасли сформировалась тенденция отработки шахтных полей по схемам «шахта – пласт» и «шахта – лава». В 2002 г. в отрасли в среднем на каждой шахте в эксплуатации находилось по 1.9 очистных забоя. Комплексно-механизированные (КМЗ) очистные забои составляют почти 75% всех действующих в отрасли очистных забоев. При этом объем добычи угля из КМЗ, расположенных на всех пластах, в 2002 г., по сравнению с 1994 г. увеличен на 8.6% и составил 94.3% всей добычи из действующих очистных забоев. Объем добычи из КМЗ, отрабатывающих пласты с углом падения до 35°, увеличился в 2002  г., по сравнению с 1994 г., на 6.5% и составил почти 99% всей добычи из действующих очистных забоев.

2.    В отрасли в соответствующих горно-геологических условиях эффективно используют мехкомплексы III и некоторые мехкомплексы II поколения, а также мехкомплексы зарубежного производства.

3.    Практика показала некоторое преимущество очистного оборудования зарубежного производства (по сравнению с отечественным) в части качества изготовления и ресурса его работы.

4.    Сменная производительность труда рабочего на очистных работах на шахтах отрасли в 2002 г. составила 20.2 т, нагрузка на КМЗ – 1567 т/сут.

5.    Модернизацией отечественного очистного оборудования предусмотрено повышение его технического уровня до уровней европейских стандартов за счет применения более качественных материалов и, в некоторых случаях, импортных узлов и деталей [2]. Предусмотрено также сервисное обслуживание очистного оборудования.    

Журнал "Горная Промышленность" №6 2003