Заказать продукцию

ДЭТ-ЮА - Лидер отрасли

Скважинный способ добычи угля (бурошнековая технология)

   Сегодня шахты Минуглепрома Украины, отрабатывающие тонкие пласты (мощностью до 1,0 м), глубоко убыточны. Традиционная, сложившаяся в течение последних 30-40 лет, технология добычи угля не в состоянии обеспечить финансовую прибыль. Все мероприятия по увеличению объема добычи горной массы приводят только к ухудшению финансово-экономического состояния предприятий, так как большой объем добычи породы, содержащейся в высокозольной горной массе требует больших затрат непосредственно на её добычу, отделение от угля минеральных примесей (обогащение) и утилизацию (хранение) породы. В Украине механизированные лавы оборудованы, в основном, комбайнами. Это комбайны КА 80, КА 200 с вертикальным расположением режущих барабанов, комбайны УКД 200-250, К103М с вынесенной системой подачи, а также комбайны с современной компоновкой – УКД 300. Кроме того, в нескольких забоях, работают комбайны МВ 410Е и более новый МВ 444Р чешского производства, а также его украинский аналог - комбайн УКД 400.

Буровой шнек

Переход на отработку лавами, оснащенными индивидуальной крепью с узкозахватными комбайнами тоже проблематично, так как промышленность Украины сегодня не выпускает малогабаритные комбайны и легкие конвейеры с бесцепной системой подачи комбайна, а применение комбайнов с тяговой цепью запрещено. Получается, что надо применять комбайны типа УКД 200-250 с вынесенной системой подачи, в паре с конвейером, оснащенным навесным оборудованием Такая схема резко ухудшает условия безопасности в лаве, так как возведение крепи за комбайном происходит в зоне большой площади незакрепленного пространства.

Бурошнековый комплекс

Кроме того, такие лавы необходимо оснастить посадочной крепью, например «Спутник», и гидропередвижчиком. В результате, стоимость оборудования получается достаточно большой. Себестоимость добычи в индивидуальных лавах тоже высокая, так как требуется много крепежного материала, при высоком уровне ручного труда. В результате, шахты переходят на камерную систему, где основным инструментом стал отбойный молоток в руках шахтера.
Все эти факторы, происходящие на фоне отсутствия государственного финансирования по поддержанию требуемого уровня работоспособности стационарных установок, на закупку техники для подготовки и вводу новых очистных забоев, ограниченного финансирования оплаты труда, уменьшения численности квалифицированных кадров, низкой производительности труда, привели к тому, что большинство шахт Украины находятся на грани закрытия.
В этих условиях, единственным средством, способным вывести угольные предприятия из кризиса, и дать им новую жизнь, является повсеместный переход на скважинный способ добычи угля с помощью бурошнековых комплексов, как их принято называть, а точнее – комплексов скважинной выемки угля (КСВУ).
В чем преимущества данного способа добычи?

1. Невысокая стоимость КСВУ и дополнительного оборудования.
1.1. Стоимость КСВУ примерно в 8 – 10 раз дешевле стоимости механизированного комплекса длиной 150 м, и варьируется в зависимости от его комплектации и глубины бурения. Глубина бурения скважин с приводом режущего органа через шнековый став составляет до 120 – 130 метров в зависимости от условий применения. При наличии собственного электропривода на режущем органе, глубина скважин может быть до 200 метров.
1.2. В качестве дополнительного оборудования применяется недорогая техника, так как КСВУ имеет цикличный режим работы, и нет необходимости в оборудовании с высокой часовой производительностью.
2. КСВУ позволяет добывать уголь на пластах мощностью от 0,55 м без присечки боковых пород. Это резко снижает затраты предприятия, так как по сути, из скважины получаем товарную продукцию.
3. КСВУ позволяет достичь высокой производительности труда, за счет снижения численности работающих и высокого уровня механизации технологических процессов.
4. В 1,5 раза сокращаются удельные затраты на проходку горных выработок, в том числе за счет рациональной подготовки выемочного поля, крыла шахтного поля, или пласта в целом.
5 Появляется возможность отрабатывать запасы, которые оставлены в целиках под гражданскими и промышленными объектами, но при этом удобны для быстрой подготовки и выемки, а также целики с горногеологическими нарушениями, охранные целики вдоль выработок, брошенные «неудобные» запасы.
6. Проходку выработок можно вести с применением анкерной крепи и в тех случаях, когда при традиционной выемке она не рекомендована (стоимость проходки с анкерной крепью в 1,5-2 раза меньше, чем с арочной крепью). Форма выработки, расположение пласта в сечении, могут быть оптимизированы с точки зрения минимизации присечки боковых пород, так как конвергенция пород кровли и почвы существенно меньше, и не столь активна.
7. Существенно снижаются затраты на поддержание горных выработок, как в процессе выемки угля, так и при их дальнейшей эксплуатации.
8. Снижаются затраты на охрану окружающей среды, использование земли, т. к. породу от проходки горных выработок можно оставлять в шахте, закладывая в ранее пробуренные скважины.

Бурошнековый комплекс

9. Резко снижается себестоимость добычи:

  1. эксплуатационные затраты на КСВУ многократно ниже, чем механизированного комплекса, а срок окупаемости составляет 7-8 месяцев, при проектном сроке службы 5 лет.
  2. сокращаются расходы на материалы - расход круглого леса на пласте 0,65 м составляют 0,5 куб. м на 1000 т добычи, расходы по ВВ и ВМ отсутствуют.
  3. сокращаются непроизводительные затраты по фонду заработной платы и начислениям, так как появляется реальная возможность оптимизации численности трудящихся, занятых на добыче угля, поддержании горных выработок, монтаже и демонтаже оборудования.
  4. значительно сокращается риск производственного травматизма.
  5. повышается эффективность дегазации выработанного пространства при извлечении метана из ранее пробуренных скважин.
  6. управление предприятием становится более гибким. Регулирование добычи возможно в широких пределах, и зависит от количества бурошнековых комплексов.

Таков, далеко не полный перечень преимуществ скважинного способа добычи угля, по сравнению с «традиционными» способами. Анализ планов горных работ украинских шахт показывает, что, как правило, все шахты имеют горные выработки, где с минимальными затратами, а порой и без затрат, можно разместить бурошнековые комплексы. Таким образом, реально имеются многомиллионные подготовленные к выемке запасы угля, которые, порой, по своим качественным характеристикам превосходят добываемые.

Бурошнековый комплекс(разборка)

Рассмотрим основные параметры КСВУ*.
Глубина бурения (с приводом режущего органа от шнекового става) – до 130 м.
Ширина скважины, в зависимости от устойчивости кровли – от 1,9 до 2,5 м
Ширина целика между скважинами, в зависимости от устойчивости кровли и крепости угля - от 0,6 до 0,9 м.
Мощность привода шнекового става от 2 х110 квт. до 2 х 160 квт.
Давление в гидросистеме – 32 Мпа (водяная эмульсия).
Длина транспортного модуля – от 1,53 м до 2,0 м ( по заказу)
Требуемая минимальная ширина выработки – 3,8 метра при углах падения пласта до 10°. При увеличении угла падения пласта увеличивается ширина выработки.
Монтаж/демонтаж транспортных модулей – с помощью электрогидравлического грузоподъемного устройства, расположенного на монорельсе.
Производительность КСВУ изменяется в зависимости от глубины скважины, ширины скважины, мощности пласта и объемного веса угля. Примерная расчетная производительность с одного цикла (скважина + целик) при мощности пласта 0,7 м, глубине скважины 130 м, ширине скважины 2,2 м составит 268 тонн. Номинальная производительность КСВУ составляет 2 цикла в сутки при 3-х сменном режиме работы по добыче и одной ремонтной смене. Тогда, суточная производительность составит 535 тонн (товарной продукции!).
Передвижка КСВУ – с помощью гидропередвижчика.
* Параметры КСВУ формируют в соответствии с Техническим Заданием.

Бурошнековый комплекс(разборка)

Конструкция самой машины выполнена по модульному принципу, что позволяет выполнять её полный монтаж или демонтаж в горной выработке в течение 3-4-х рабочих смен. Доставка конструкций КСВУ осуществляется обычными средствами транспорта.
В качестве пусковой аппаратуры можно использовать стандартные устройства.
Электродвигатели шнекового става оснащаются устройствами плавного пуска, что позволяет исключить применение гидромуфт между двигателем и редуктором.

Стандартные насосные станции типа СНТ, СНЛ оснащаются частотными преобразователями, что обеспечивает плавное регулирование подачи режущего органа на забой при разрушении массива.
Гидравлическая система управления может быть оснащена обычными гидрораспределителями или электрогидравлическими.
Современная конструкция КСВУ позволяет работать на шахтах любой категории по газовыделению, а также на пластах склонных к самовозгоранию угля.
Ниже представлен комплекс безлюдной выемки КБВ «Вектор», разработанный нами в 2002-2003 году, которой успешно прошел промышленные испытания на пласте «i2¹ верхний» на шахте «Аютинская» в Ростовской области.

КБВ «Вектор»

Данный комплекс установил новые стандарты безопасности при добычеугля:

  1. в силовой гидравлике применена электрогидравлическая система управления, работающая на водомасляной эмульсии;
  2. применена система высоконапорного орошения, что способствует эффективному пылеподавлению и созданию безопасной воздушной среды на всей длине скважины;
  3. редукторы комплекса оснащены шестернями с зацеплением Новикова, что значительно повышает их надежность и ресурс при уменьшенных габаритах;
  4. система управления комплексом приобрела элементы автоматического управления подачей шнекового става и рабочего органа.

Применение высококачественных марок сталей позволило установить гарантийный срок службы равный сроку окупаемости комплекса, а общий срок службы до капитального ремонта поднять до 5-ти лет.

  1. ширина выемочной полосы - 1,905 м;
  2. глубина выемочной полосы - 100 м, (по наличию инструмента)
  3. угол залегания пласта - по восстанию до 16 градусов, по падению до 15 градусов.
  4. мощность электродвигателей - 2 х 110 квт.

Эксплуатация КБВ показала его высокую эффективность и высокие экономические показатели. Экономические расчеты по фактическим данным показали, что обычная шахта может эффективно работать при наличии 3-х комплексов.

Расположение КБВ в выработке.

Расположение КБВ в выработке

Конструкция шнекового става, состоящего из двух шнековых ветвей и трубопровода, обеспечивает строгую направленность бурения. Отклонение става влево, вправо на длине 100 метров не превышает 2-3 см.

Конструкция шнекового става

Скважина по пласту мощностью 0,58-0,68м. Длина 99,5 метра

Конструкция шнекового става

Предложения:
1. Рассмотреть все шахты Украины, работающие на пластах мощностью до 1,0-1,1 м, на предмет применения требуемого количества КСВУ, как правило 3-4 шт., в существующих выработках или в перспективных на ближайший период.
2. Организовать проектирование КСВУ применительно к требуемым условиям.
3. Организовать изготовление КСВУ в количестве 10-12 шт. в месяц, чтобы можно было за 1 год на каждую шахту установить по несколько комплексов.
4. Сформировать программу изготовления и закупки дополнительного оборудования.
5. Сформировать программу проходки на шахтах, примерно 250,0 – 280,0 км выемочных выработок, из числа существующих и вновь подготавливаемых. Необходимо провести ревизию существующей проходческой техники, транспортного и конвейерного оборудования, и подготовить перечень нового оборудования для обеспечения проходки и подготовки выработок.
Согласовать изменения в проекты шахт с учетом принятых новых решений.

Выводы:
Реализации такой программы в течение ближайших 2-х лет, с учетом проектирования и изготовления 100 – 120 КСВУ проходки горных выработок, и последующий ввод в эксплуатацию 100 -120 КСВУ позволит обеспечить дополнительную добычу в количестве до 21,0 млн. тонн в год.
Шахты сохранят свою работоспособность и сохранят трудовые ресурсы. Угольная промышленность в течение 3-х лет выйдет на положительные финансовые результаты.
Увеличение объемов добычи потребует постоянного восполнения подготовленных новых запасов. А это, в свою очередь, будет способствовать новых рабочих мест.
Машиностроительные заводы получат большое количество заказов на изготовление новой техники и ремонт существующей, загрузят свои мощности, что будет способствовать улучшению их экономики.
Вырастет заработная плата трудящихся и налоговые поступления в бюджеты различных уровней.
Общие инвестиции в данный проект – в изготовление новой техники и проходку горных выработок, составят примерно 700,0 млн. долларов. Затраты на 1 тонну запасов составят примерно 20 долларов. Но при нынешней цене на уголь, прибыль от реализации, составит в пределах до 30,0 долларов на тонну.
Синергетический эффект от развития угольных предприятий даст мощный толчок всем отраслям хозяйства.

Статья подготовлена с использованием материалов Строяковского Л.М.

Купить комплекс безлюдной выемки, бурошнековый комплекс и другое буровое оборудование в Украине, странах СНГ Вы можете позвонив нам по телефонам, которые указаны ниже

По любому вопросу Вы можете обращаться к нашим менеджерам!

Мы работаем для Вас с понедельника по пятницу с 8:00 до 18:00