Угольная отрасль России в XX веке

Технологический процесс угольной промышленности

Способы добычи угля зависят от глубины залегания пород угля. Известные способы добычи угля:

• · Открытый или карьерный;
• · Закрытый шахтный способ.

Шестьдесят процентов мирового угля добывают карьерным способом.

Открытый способ добычи угля Открытый способ используется при глубине залежей до 100 метров. При таком способе добычи снимается верхний слой почвы, который называется вскрыша. Вскрышевание в зависимости от рельефа и почвы осуществляют скриперами, бульдозерами, роторными экскаваторами, драглайнами.

Далее производят дробление породы при помощи экскаваторов, дробилок, водяных пушек, бульдозеров, драглайнов, иногда приходится применять буровзрывную отбойку угля. Такой способ добычи охватывает значительную по площади территорию.

В разрезах угольный пласт разрыхляется буровзрывным методом, уголь грузится на автосамосвалы и транспортируется на поверхность.

Преимущества добычи угля открытым способом:

• · Скорость добычи.
• · Экономичность.
• · Относительная безопасность.

Недостатки:

• · Ощутимый вред окружающей среде.
• · Уголь, добытый таким способом, содержит много примесей.

Более подробно рассмотрим закрытый способ добыч угля Угольное месторождение, если оно достаточно велико, делят на несколько участков — шахтных полей. Запасы угля каждого шахтного поля, предназначенного для строительства отдельной шахты, должны быть достаточны для эксплуатации в течение 40−50 лет.

Технология добычи угля в шахте довольно трудоемкая, дорогостоящая и, конечно же, опасная. Она заключается в создании нескольких вертикальных и наклонных шахт. Диаметр таких шахт зачастую колеблется в рамках нескольких метров, а глубина начинается от нескольких сот метров до одного километра вглубь и более. Следующий этап в добывании топлива заключается в горизонтальных выработках, которые идут от шахт к пластам угля. Затем происходит устройство наклонных и горизонтальных выработок для подъема ископаемого. Ствол шахты (обычно вертикальная, а иногда и наклонная выработка, проходящая через толщину горных пород) ствол обычно делят по вертикали на четыре отделения. В одном отделении устанавливают две подъемные клети для спуска и подъема отдельно людей и материалов; в другом отделении монтируют подъемники для грузов — угля и пустой породы; третье отделение оборудовано лестницами с площадками, оно служит запасным выходом на случай какой-либо аварии подъемного механизма; в четвертом отделении размещают трубы для откачки воды из шахты и для подачи сжатого воздуха, электрические и телефонные кабели.

Основными технологическими процессами при добыче угля являются: выемка угля в очистном забое, погрузка его на транспортное средство и транспортирование по лаве, проветривание очистного забоя, возведение или передвижка крепи, управление горным давлением и др. Выемка угля состоит из отбойки и погрузки отбитого полезного ископаемого. Отбойкой угля называется отделение его от массива. Она выполняется механическим, буровзрывным и гидравлическим способами. Выбор способа отбойки зависит от физико-механических свойств угольного пласта, устойчивости вмещающих пород, наличия соответствующего оборудования и др. Наибольшее распространение имеет механический способ отбойки, при котором исполнительные органы горных машин разрушают пласт посредством резцов, шарошек, коронок и др. При этом различают комбайновую и струговую выемку. Выемочный комбайн представляет собой машину, которая посредством резания отделяет уголь от массива и грузит его на забойный конвейер (на пологих и наклонных пластах). На крутых пластах отсутствует необходимость в погрузке угля, так как он скатывается по лаве под действием собственного веса. В отличие от выемочных комбайнов угольные струги отделяют уголь от массива не резанием, а скалыванием стружками толщиной до 0,4 м. Перемещение струга вдоль лавы обеспечиваются цепным тяговым органом. Струговая выемка позволяет улучшить сортность угля, снизить пылеобразование, механизировать выемку тонких пластов и пластов, опасных по внезапным выбросам угля и газа.

Если раньше способы добычи угля предполагали использование подручных инструментов вроде кирки и лопаты, то сегодня в шахтах используют различные виды комбайнов и отбойных молотков. Отбойный молоток — ручная пневматическая машина ударного действия. Отбойный молоток применяется в очистных забоях на крутонаклонных и крутых пластах, где применение электроэнергии практически невозможно из-за исключительно опасных условий эксплуатации. Отбитый уголь транспортируется вдоль лавы самотеком. Для выработки угольных пластов небольшой толщины используют шнек, который с помощью своих наконечников разрезает пласты и тем самым дробит уголь.

Одним из наиболее перспективных способов добычи угля считается гидравлический. Используя этот способ, можно такие трудоемкие процессы добычи угля, как выемка, погрузка и транспортирование, объединить в один — гидроотбойку. Суть процесса заключается в том, что энергия струи воды под давлением дробит уголь, смывает его с забоя и доставляет по выработкам в специальную камеру для подъема (зумпф). Оттуда эту смесь откачивают углесосами на поверхность шахты и подают на обогатительную фабрику.

Преимущества:

• 1. Уголь добывается высокого качества.
• 2. Приносит меньше вреда окружающей среде.

Недостатки:

• 1. Наиболее опасный способ добычи.
• 2. Требует существенных финансовых вложений [1].