Подготовительные работы на угольных шахтах. Состояние и перспективы

В.Г.Килимник, к.т.н., В.Л.Радионовский, к.т.н. (ФГУП ЦНИЭИуголь)


Угольная шахта является постоянно строящимся предприятием с начала разметки оси главного ствола в периоде строительства до окончания добычи последней тонны угля в периоде «затухания» шахты.

С пуском шахты в эксплуатацию, как показывает многолетняя практика, постоянной проблемой на шахтах является своевременная подготовка фронта очистных работ с целью добычи необходимых объёмов угля и освоения производственных мощностей. Существует даже поговорка: «Пройти бы по «белому», а «чёрное» всегда возьмём», т.е. главное – проведение подготовительных выработок, а с выемкой угля в очистных забоях проблем не будет.

В табл. 1 показана динамика объёмов проведения вскрывающих и подготовительных выработок за годы реструктуризации. В целом по отрасли, как видно из данных таблицы, с 2000 г. прекращена проходка вертикальных стволов, но значительно возрос объём проведения наклонных стволов. Так, за 2000–2002 гг. объёмы проведения наклонных стволов увеличены на 36.2%, уклонов – на 10.4%, происходит некоторое увеличение и стабилизация объёмов проведения других видов подготовительных выработок.

В Донецком бассейне за 2000–2002 гг. годовые объёмы проведения квершлагов возросли в 2.54 раза, уклонов – на 40.7%, бремсбергов – в 2.2 раза. В Кузнецком бассейне за этот период объём проведения наклонных стволов увеличен в 3.2 раза, уклонов – на 15.8%, а в Печорском бассейне произошло сокращение объёмов проведения всех видов подготовительных выработок.

За 2000–2002 гг. длина очистных забоев, подготавливаемых за год, по отрасли сокращена на 8.6%, в Донецком бассейне на 34.3%, в Кузнецком – осталась на прежнем уровне, в Печорском – сокращена на 6.5%.

В целом за три последних года объём проведения всех подготовительных выработок по отрасли сокращён на 16.6 км (на 2.7%), по Донецкому бассейну – на 9.1 км (на 17.8%), по Кузнецкому – остался на прежнем уровне, по Печорскому – сокращён на 16 км (на 30.5%).

Результаты анализа данных табл. 1 показывают, что за 3–4 последних года реструктуризации отрасли наметилась тенденция развития подземных горных работ в уклонных частях шахтных полей.

В процессе реструктуризации отрасли осуществлялось закрытие шахт с неблагоприятными горно-геологическими условиями. За 1993–2002 гг. закрыто 128 шахт, в эксплуатации в 2002 г. находилось 106 шахт. Это способствовало увеличению значений основных показателей по очистным работам (табл. 2).

Так, за 1993–2002 гг. средняя мощность пласта (слоя) по отрасли возросла на 42 см (в Донецком бассейне – на 41 см, в Кузнецком – на 10 см, в Печорском – на 26 см). Средняя длина очистного забоя по отрасли увеличена на 43 м (в Донецком бассейне – на 4 м, в Кузнецком – на 27 м, в Печорском – на 33 м). Добыча угля на 1 п.м подготовительных работ по отрасли увеличена на 5 т ( в Донецком бассейне – на 82 т, в Кузнецком – на 53 т, в Печорском – на 13 т).

Увеличение значений приведенных выше показателей обусловило увеличение среднесуточной нагрузки на забой (рис. 1): по отрасли в 2.54 раза, по Донецкому бассейну – в 2.22 раза, по Кузнецкому – в 2.6 раза, Печорскому – в 1.5 раза.

В процессе реструктуризации закрыты шахты, отрабатывавшие весьма тонкие (до 0.7 м) и часть тонких (0.71–1.2 м) крутых пластов. В результате в 2002 г. объём добычи из забоев, отрабатывавших пласты с углами залегания до 35 градусов, составил 95.3% всей добычи из действующих очистных забоев, из них более 60% – из забоев, отрабатывавших пласты мощностью 1.81–3.50 м (табл. 3).

Сменная производительность труда рабочего на очистных работах по отрасли увеличена в 2.2 раза, по Донецкому бассейну – в 1.4 раза, по Кузнецкому – в 2.7 раза, по Печорскому – в 1.5 раза.

Среднесписочная численность рабочих по добыче угля на шахтах за 1992–2002 гг. сокращена на 60,3% и в 2002 г. составила 105205 чел. Среднесписочная численность рабочих на подземных работах сокращена за этот период на 60.8% и в 2002 г. составила 75935 чел.

В условиях сокращения численности рабочих произошло значительное сокращение трудоёмкости на шахтах отрасли (табл. 4). За 1992–2002 гг. трудоёмкость всех рабочих по добыче угля сокращена на 45.2%, на подземных работах – на 46.2%, на очистных работах – на 51.0%, на подготовительных работах – на 40.3%, на подземном транспорте – на 48.0%, на поверхности – на 48.5%.

Отметим, что наименьшее сокращение трудоёмкости произошло на подготовительных работах, что объясняется значительным количеством выполняемых вручную операций при проходке выработок. Это и является одним из факторов, негативно влияющих на скорость проведения подготовительных выработок.

Соотношение скоростей проведения подготовительных выработок и подвигания линии действующих очистных забоев представлено в табл. 5.

Практически установлено, что средняя скорость проведения подготовительных выработок должна в некоторой мере (в 2.5–3 раза) систематически опережать среднюю скорость подвигания линии действующих очистных забоев. Такое соотношение скоростей обеспечивает надёжность производственного комплекса «добыча угля» и должно поддерживаться постоянно [1]. Из табл.5 видно, что в 1993–2000 гг. скорость подвигания линии действующих очистных забоев превышала скорость проведения всех подготовительных выработок в целом по отрасли на 14.6%, по Донецкому бассейну – на 21.6%, по Кузнецкому – на 34.5%. Такое состояние угольщики-подземщики характеризуют выражением: «трава ест косу».

Отметим, что в 2002 г. в отрасли с суточной нагрузкой на забой более 3000 т работали II шахт [2]. При этом, проведение подготовительных выработок комбайнами на этих шахтах находится в пределах 90–99%. В то же время в угольных компаниях «Гуковуголь», «Ростовуголь», «Прокопьевскуголь» и «Киселёвскуголь» комбайновая проходка подготовительных выработок составляет 3–17%, что в значительной мере предопределяет низкие скорости проведения подготовительных выработок и, в конечном счёте, негативно отражается на надёжности производственного комплекса «добыча угля».

В 1993 г. в целом по отрасли скорость проведения подготовительных выработок превышала скорость подвигания линии действующих очистных забоев всего лишь в 2.25 раза, в 2000 г. – в 2.05 раза, в Донецком бассейне – соответственно, в 1.58 и 1.32 раза, в Кузнецком – в 2.4 и 1.9 раза.

Таким образом, установлено, что в отрасли скорости проведения подготовительных выработок не соответствуют скоростям подвигания линии действующих очистных забоев, а производственный комплекс «добыча угля» является не вполне надёжным.

Результаты проведенных исследований позволили выделить следующее:

1.    С 2000 г. на шахтах отрасли происходит некоторое увеличение объёмов проведения выработок. При этом полностью прекращено проведение вертикальных стволов шахт и на 36% увеличены объёмы проведения наклонных стволов, что в значительной мере способствует повышению уровня конвейерной доставки угля из очистных забоев до поверхностного комплекса и сокращению трудоёмкости выполнения работ на подземном транспорте.

2.    Увеличение объёмов проведения наклонных стволов обусловило стабилизацию средней глубины разработки шахт и развитие подземных горных работ в уклонных частях шахтных полей. Однако в ближайшей перспективе это может оказать негативное влияние на проветривание очистных забоев, что, в конечном счёте, будет являться сдерживающим фактором увеличения нагрузки на очистные забои.

3.    За годы реформирования отрасли значительно увеличены параметры очистных забоев и нагрузка на них. В 2002 г. одинадцать  шахт отрасли работали в режиме мирового уровня нагрузки – более 3000 т/сут.

4.    В 2002 г. объём добычи из забоев, расположенных на пологих пластах (до 35°), составил более 95% всей добычи из действующих очистных забоев. Однако за 1997–2002 гг. произошло сокращение на 35.7% объёмов добычи угля из забоев, расположенных на пластах с углами залегания 36–45°, и на 21.5% – из забоев, расположенных на пластах с углами залегания 46° и более.

5.    Увеличение значений некоторых показателей подземной угледобычи – явление временное, т.к. не соблюдается подтверждённое многолетней практикой соотношение скоростей проведения подготовительных выработок и подвигания линии действующих очистных забоев, и в этой связи надёжность производственного комплекса «добыча угля» остаётся низкой. Возможным вариантом решения этой проблемы, по-нашему мнению, является создание на шахтах отрасли специализированных проходческих бригад, вооружённых высокопроизводительной проходческой техникой.  

ЛИТЕРАТУРА:
1. Килимиик В.Г. Динамика показателей очистных и подготовительных работ на шахтах России. Социально-экономические и организационные проблемы стабилизации и развития угольной промышленности. Научные труды,
выпуск 3, М,.ЦНИЭИуголь, 2000.
2. Угольная промышленность Российской Федерации в 2002 году. Сборник статистических показателей. Том I. М., Росинформуголь, 2003. 

Журнал "Горная Промышленность" №4 2003