Введение к работе
Актуальность работы.
В настоящее время по поручению Правительства Российской Федерации разрабатывается программа развития угольной отрасли до 2030 г. Предстоящий период реализации программы будет характеризоваться усилением глобальной конкуренции, охватывающей рынки угля, капиталов, технологий и рабочей силы. По оценке российских и зарубежных экспертов угольная генерация в энергетике России расти не будет. Это ставит перед угольной промышленностью вопросы по решению задач модернизации предприятий и развитию новых технологий в добыче угля для снижения издержек в производстве.
Имеющиеся на крупных угольных разрезах Канско-Ачинского бассейна («Бородинский», «Березовский-1», «Назаровский») производственные мощности по добыче угля в перспективе не будут востребованы в полном объеме. Особо затратной оценивается эксплуатация горно -транспортного оборудования большой единичной мощности на разрезе «Березовский-1» ОАО «СУЭК-Красноярск», где загрузка мощных добычных комплексов составляет 20-30% от проектной.
Долгосрочное планирование развития горных работ на примере разреза «Березовский-1» выявило ряд проблем, снижающих эффективность параллельного подвигания фронта работ. Выбытие из производственной мощности 1-го блока, приближение П-го блока к границе санитарно-защитной зоны (СЗЗ), систематические капитальные затраты на наращивание магистральных конвейеров и, как следствие, простои добычного комплекса на время пусконаладочных работ, удорожание транспортировки угля - определили необходимость модернизации горных работ. Повышение эффективности горных работ возможно в результате перехода на веерное подвигание фронта.
В работах ряда российских учёных показана возможность повышения эффективности разработки мощных угольных пластов горизонтального и пологого залеганий при использовании веерного перемещения фронта работ. Однако, теория этого вопроса разработана недостаточно и на отечественных разрезах веерное подвигание фронта ещё не нашло применения.
Таким образом, научно-техническая задача обоснования рационального развития технологии разработки мощных угольных пластов с веерным перемещением фронта является актуальной.
Цель работы. Обосновать возможность и эффективность изменения направления подвигания фронта горных работ в ходе открытой разработки мощных угольных пластов горизонтального и пологого залеганий.
Идея работы. Эффективность отработки мощных угольных пластов горизонтального и пологого залеганий достигается путём перехода на веерное подвигание фронта горных работ.
Основные задачи исследования.
Определить возможность и эффективность перехода с параллельного на веерное подвигание фронта горных работ в ходе разработки мощных угольных пластов горизонтального и пологого залеганий.
Разработать алгоритм выбора элементов веерного подвигания фронта работ и положения поворотного пункта.
Исследовать элементы системы разработки с веерным подвиганием фронта работ, определить степень изменения технологических параметров.
Выявить возможность и эффективность удлинения фронта горных работ в случае перехода на веерное его подвигание, а также его последующего спрямления.
Определить производительность выемочно-погрузочных комплексов при работе в клиновидном эксплуатационном блоке, а также обосновать изменение производственной мощности предприятия при переходе на веерное подвигание фронта горных работ.
Методы исследований. Изучение и обобщение научно-исследовательских работ, литературных источников, патентных, фондовых материалов и практического опыта; математическое моделирование показателей технологических процессов горных работ.
Основные научные положения.
Веерное перемещение фронта горных работ при отработке мощных угольных пластов горизонтального и пологого залеганий по поточной технологии возможно путём реализации принципа параллельности осей хода экскаваторов осям забойных ленточных конвейеров с организацией центрального поворотного пункта.
Выемка горной массы техникой непрерывного действия при веерном подвиганий фронта работ производится клиновидной заходкой, главным параметром которой является ее ширина на фланге, а минимальная ширина заходки у поворотного пункта компенсируется проходкой врезной ниши.
Стабилизация производственной мощности предприятия при веерном подвиганий фронта работ обеспечивается регулированием режима угледобычи, который заключается в расстановке экскаваторов по длине фронта работ в забоях с разной шириной или работе смежными заходками.
Обоснованность и достоверность результатов работы подтверждена патентной защитой полученных решений, применением современных методов исследований и аналитических методов расчёта, широкой апробацией в производственных, научных и проектных организациях.
Научная новизна работы:
доказана возможность и эффективность изменение направления развития фронта горных работ в ходе разработки мощных угольных пластов горизонтального и пологого залеганий;
разработан алгоритм выбора элементов веерного подвигания фронта горных работ и местоположения центрального поворотного пункта;
сформирован принцип параллельности осей хода добычных и вскрышных экскаваторов, а так же забойных ленточных конвейеров при веерном подвиганий фронта горных работ;
выявлена математическая зависимость производственной мощности предприятия при веерном подвиганий фронта работ от производительности добычного комплекса, типа и ширины добычных заходок, планограммы отработки подготовленных запасов.
Практическую ценность имеют:
принципиально новые технологические схемы горных работ при веерном подвиганий фронта и клиновидных добычных заходках (патент РФ на изобретение №2394157);
технологические решения по регулированию режима добычных работ при веерном подвиганий фронта;
технологические решения по удлинению фронта работ при веерном его подвиганий;
технологические решения по спрямлению фронта работ после перехода на веерное его подвигание.
Личный вклад автора:
формирование и постановка задач исследований, разработка методики их решения при переходе на веерное подвигание фронта работ;
разработка технологических схем при веерном подвиганий с клиновидными и смежными заходками;
разработка математической модели по определению производственной мощности предприятия при веерном подвиганий фронта горных работ;
разработка методических положений по способу регулирования режима горных работ;
разработка методики оценки и определения эффективности предложенных технологических решений.
Реализация работы. Технология разработки при веерном подвиганий фронта горных работ включена в состав проектной документации по техническому перевооружению горнотранспортной части разреза «Березовский-1», разработка которой предусмотрена инвестиционной программой ОАО «СУЭК-Красноярск» в 2011-2012 гг.
Апробация работы. Содержание работы докладывались на:
VII международной научно-технической конференции «Современные технологии освоения минеральных ресурсов», г. Красноярск (2009 г.);
совещании главных инженеров и технических служб ОАО «СУЭК» по техническому развитию угольных предприятий, г. Владивосток (2010 г.);
научно-практической конференции «Техническое перевооружение карьеров» НТЦ «Горное дело» в рамках мероприятий «Недели горняка», Москва (2011г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ, из них: 4 в изданиях, рекомендованных списком ВАК; 1 патент на изобретение.
Объём и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, изложена на 113 страницах машинописного текста, включая 44 рисунка, 17 таблиц и список использованной литературы из 57 наименований.
