Кузнецкий угольный бассейн

Балансовые запасы каменного угля Кузбасса категории А+В+С1 оцениваются в 57 млрд.т., что составляет 58,8% каменных углей России. При этом запасы коксующихся углей составляют 30,1 млрд.т., или 73% всех запасов страны.

В Кузбассе добывается практически весь спектр марок каменных углей. Недра Кузбасса богаты другими полезными е ископаемымиэто марганцевые, железные, фосфоритовые, нефелиновые руды, горючие сланцы и др. полезные ископаемые. Кузнецкие угли отличаются высоким качеством: зольность 8−22%, содержание серы- 0,3 -0,6%, удельная теплота сгорания — 6000 — 8500 ккал/кг. Средняя глубина разработки подземным способом достигает 315 м. Около 40% добываемого угля потребляется в самой кемеровской области и 60% вывозится в другие районы России и на экспорт. В структуре экспорта угля из России на Кузбасс приходится свыше 70% его физического объема.

Беловский район является одним из старейших районов по добыче угля в Кузбассе. Балансовые запасы каменного угля Беловского района составляют более 10млрд. тонн. Освоение Кузнецкого угольного бассейна началось в 1851 году с более или менее регулярной добычи топлива на Бачатской копи для Гурьевского металлургического завода. Бачатская копь находилась в шести верстах к северо — востоку от села Бачаты. Сейчас на этом месте находятся шахты «Чертинская — Коксовая», «Новая-2» и разрез «Новобочатский».

Первенцем угольной промышленности г. Белова считается шахта «Пионерка», в 1933 г. здесь была добыта первая тонна угля. В настоящее время Беловский район является самым крупным районом по добыче угля в Кузбассе. В Беловском районе находится географический центр Кемеровской области.

Для горнодобывающей промышленности характерны:

• § огромное влияние на окружающую среду, что создает экологические проблемы при освоении месторождений полезных ископаемых;
• § постоянное перемещение рабочего места, что предъявляет особые требования к средствам механизации и автоматизации производства;
• § постоянное увеличение глубины горных работ, что обусловливает ухудшение горно — геологических условий разработки, возможность возникновения газодинамических явлений, рост температуры рудничной атмосферы.

Все это создает предпосылки к снижению комфортности и повышению опасности труда. Шахта — горное предприятие, ведущая разработку полезного ископаемого подземным способом. Разрез — горное предприятие, ведущая разработку полезного ископаемого открытым способом. Обогатительная фабрика — горное предприятие, ведущее переработку угля (обогащение).

Промышленное использование углей Производство эл. энергии, получение металлургического кокса, сжигание в энергетических целях, химическая переработка — более 300 наименований продуктов; получение высокоуглеродистых углеграфитовых конструктивных материалов (особопрочные термостойкие), горного воска, пластических масс, синтетических волокон, жидкого и газообразного высококолорийного топлива, ароматических продуктов, высокоазотистых гуминовых кислот для удобрений. Из углей извлекают редкие металлы: германий, галий и пр. Используют отходы — золы и отходы углеобогащения для производства алюминия, в качестве керамического и огнеупорного сырья, строительных материалов, средств очистки промышленных сточных вод и многое другое.

Происхождение угля.

Угли — твердые горючие ископаемые, образовавшиеся из отмерших растений. Углеобразование — последовательное превращение отмерших растений в ископаемый уголь.

Процесс углеобразования протекал с различной интенсивностью в отдельные геологические периоды истории Земли на крупных площадях и локальных участках всех континентов, где сложились благоприятные условия (кембрий — палеозой, мезозой, кембрий — 400 — 60 млн. лет). Влажный жаркий климат способствовал быстрому росту пышной растительности. Растительность накапливалась, заливалась древними морями и реками, заносилась илом, песком. В результате биохимических реакций без доступа аэробных бактерий (без доступа воздуха) растительная биомасса постепенно превращалась в ископаемый уголь — бурый, каменный, антрацит. В результате геологической деятельности — опускания и поднятия морского дна, происходивших по несколько раз — образовалось много отдельных пластов угля, разделенных слоями пустых пород.

Для того, чтобы добыть уголь и отгрузить его на склад, производятся следующие технологические процессы:

• 1. Вскрытие шахтного поля.
• 2. Подготовка шахтного поля к очистной выемке (проведение выработок).
• 3. Очистная выемка.
• 4. Транспортировка добытого угля на склад или потребителю.
• 1. Вскрытие шахтного поля.

Шахтное поле — часть месторождения угля, которая отводится для разработки одной шахтой. Чтобы осуществить разработку месторождения угля, его вскрывают, т. е. делают доступным с земной поверхности. Для вскрытия проводят стволы, штольни, квершлаги, бремсберги, уклоны. Эти выработки и сами горные работы по их проведению называют капитальными.

Схемы вскрытия шахтного поля.

Основными факторами, влияющими на выбор схемы вскрытия шахтного поля, являются: Число вскрываемых пластов, угол падения пластов, свойства боковых пород, расстояние между пластами, мощность наносов, нарушенность месторождения, глубина разработки, газоносность пластов, рельеф местности, производственная мощность шахты, размер шахтного поля, срок службы шахты, уровень развития горнодобывающей техники, способ подготовки шахтного поля, системы разработки, схемы вентиляции и пр. Вскрытие вертикальными стволами являются наиболее распространенными, применяются при горизонтальном, пологом, наклонном, крутонаклонном и крутом залегании одиночных пластов или свиты пластов.

Подготовка шахтного поля к очистной выемке.

После того как месторождение или шахтное поле вскрыто, оно подготавливается к очистной выемке. Для этого при помощи различных подготовительных выработок оно разделяется на отдельные выемочные поля. В каждом таком выемочном поле нарезается определенное количество очистных забоев (лав), в которых производятся работы по выемке угля. Такие выработки и такие работы носят название подготовительных.

Проведение выработок (подготовительные работы).

Проведение горных выработок, в зависимости от горно — геологичеких условий, могут осуществляться различными способами:

• 1. Буровзрывным
• 2. Комбайновым
• 3. Гидравлическим
• 4. Вручную.

Проходческим циклом — называют совокупность основных и вспомогательных процессов, при однократном выполнении которых за определенное время забой выработки подвигают на установленную величину. В зависимости от крепости пород выработки проводят буровзрывным способом, с помощью проходческих комбайнов, гидромеханизации, и реже отбойными молотками (в ручную). Способ проведения горной выработки характеризуется технологической схемой её проведения — расстановкой машин и механизмов по разрушению горной массы, погрузке её и транспортированию, возведение крепи. Технологическую схему выбирают в зависимости от горно-геологических и производственно — технических условий (площадь сечения, протяженность, срок службы, скорость проведения, материалов и оборудования и пр.).

При проведении горных выработок различают основные и вспомогательные процессы. Основные — связаны с проведением и креплением выработки. Вспомогательные — возведение временной крепи, навеска вентиляционных труб, наращивание конвейера или настилка рельсовых путей, прокладка труб, кабелей и др.

Горные выработки проводят в соответствии с паспортом выемочного участка, составной частью которого является паспорт проведения и крепления выработки. Составляется для каждого участка. Его разрабатывает главный технолог шахты и начальник участка, согласовывается с начальниками участков служб, утверждается главным инженером. Паспорт проведения и крепления выработки состоит из графической части и пояснительной записки. Графическая часть содержит:

• § выкопировку с плана горных работ и стратиграфическую колонку (место положения выработки и горные породы, в которых проводится выработка);
• § продольный и поперечный разрезы выработки в М 1:100 или 1:50, в которых должны быть указаны сечение и размеры выработки, её расположение по отношению к пласту угля и боковым породам;
• § конструкцию и размеры постоянной и временной крепей, минимальное и максимальное отставание крепи от забоя, расстояние между осями рам, расклинку рам, расположение затяжек, заполнение закрепного пространства;
• § типы и размещение проходческого и транспортного оборудования, вентиляторов местного проветривания с вентиляционными трубами, величины зазоров;
• § планограмма работ и пр.

Если выработка проводится буровзрывным способом, то составляется паспорт БВР.

Пояснительная записка:

• § геологическая характеристика пласта и вмещающих пород;
• § показатели;
• § выбор параметров, типа крепи и забойного оборудования;
• § технология возведения крепи, потребность в материалах;
• § вспомогательные работы; - проветривание, противопожарная защита, энергоснабжение;
• § доставка материалов и оборудования;
• § меры безопасности при работе.

Запрещается вести горные работы без утвержденного паспорта или с отступлением от него. При изменениях паспорт должен быть изменен и переутвержден в суточный срок. До начала работ все рабочие и ИТР участка должны быть ознакомлены с паспортом и изменениями под роспись.

1. Буровзрывная технология проведения горных выработок Включает в себя: бурение шпуров, заряжание, взрывание зарядов, выгрузку отбитой горной массы, крепление выработки и вспомогательные работы. Взрывные работы могут применяться в породах различной крепости, но они наиболее экономичны в породах средней крепости и в крепких, когда другие виды работ недостаточно эффективны. Для размещения заряда в массиве горных пород образуют полость — шпур, скважину или выработку (камеру). Соответственно и методы взрывных работ называют методами шпуровых, скважинных или камерных зарядов. Диаметр шпуров обычно составляет 30 — 75 мм, а глубина — до 5 м. Шпуры, имеющие диаметр более 75мми глубину более 3 м, называют скважинами. Бурение шпуров осуществляется вручную или буровыми установками.

Погрузка горной массы при проведении выработок буровзрывным способом наиболее трудоемкий процесс проходческого цикла. Погрузку производят вручную и механизированным способом. При механизированном способе применяются различные погрузочные машины и скреперные комплексы.

Крепление выработки, в зависимости от вида крепи, осуществляется вручную или с помощью различных механизмов.

Вспомогательные работы, это — доставка материалов, наращивание вентиляционного и водяного ставов, переноска датчиков, наращивание конвейера и пр.