Разработка средств и способов интенсификации добычи и использования угля в подземных условиях

Россия является одной из ведущих энергетических стран, так как на ее долю приходится более 50% общего объема добычи нефти и газа и 50% угля бывшего СССР, что составляет почти седьмую часть суммарного производства первичных мировых энергоресурсов [205]. Топливно-энергетические ресурсы являются основным богатством РФ, причем на ее долю приходится .12% разведанных запасов угля, что определяет третье место в мире после США и Китая, а прогнозные запасы оцениваются в количестве 30% от мировых. Суммарная доля малой и нетрадиционной энергетики России составляет около 13% общего потребления топлива — это примерно 160 млн. т условного топлива (т.у.т.). Потенциал нетрадиционных источников энергии оценивается в 270 млн. т.у.т. Местные запасы органического топлива, без учета торфа, составляют около 900 млн. т.у.т. Эти цифры свидетельствуют о том, что общероссийские энергоресурсы и промышленные запасы топлива в обозримой перспективе вполне достаточны для полного обеспечения как собственных потребителей,-так и для экспортных поставок.

Динамика добычи угля, приведенная в таблице (0.1), связана в значительной мере с реализацией программы реструктуризации отрасли,' а также с созданием высокоэффективных экологически чистых технологий добычи и переработки угля. Угольная промышленность, как одна из базовых отраслей тонливно-энергетическего комплекса (ТЗК) России, обеспечивает топливом объекты электроэнергетики в количестве 40%, промышленные и коммунальные котельные — 27%, коксовое производство — 14%, а также население и объекты сельского хозяйства — 13%. При этом для ряда регионов страны, где практически отсутствуют ресурсы нефти 0.

Таблица 0.1.

Динамика производства первичных энергетических ресурсов.

Показатели производства Ед. изм. 1990 год 1993 год 1995 год 2000 год 2010 год энергоресурсов мин макс мин макс мин макс ilSlllll ЯМнЦр

Нефть и газовый конденсат млн. т 515 355 280 300 270 310 25. 350.

Природный и попутный газы млрд м3 640 618 615 630 660 740 740 860.

Уголь млн. т 396 306 260 270 250 290 300 340.

Гидроэнергия млрд. кВт. ч 167 174 161 162 165 170 180 190.

Атомная энергия млрд. кВт .ч 118 119 115 120 120 125 125 160.

Нетрадиционные энергоресурсы млн. т. у. т 1 1 2 3 4 6 10 17.

Всего млн. т. у. т 1855 1526 1380 1410 1410 1600 1550 1820 зи газа, доля угля в котельно-печном топливе' превышает 90% (например, Восточно-Сибирский и Дальневосточный регионы). По состоянию на начало 1994 г. запасы угля в России (категории, А + В + С1) составляли 201.8 млрд. т, в том числе коксующихся углей -21%. Запасы, пригодные для добычи подземным способом, составляют 41,8%, а открытым способом — 58,2% (117 млрд. т) .

Значительные объемы разведанных запасов являются основой повышения удельного веса угля в энергетическом балансе РФ.

Угольная промышленность России до 1988;1990 г. г. работала с постоянным опережением ввода новых мощностей, но за тем начался спад, в основном, из-за перехода к рыночным отношениям. Этому способствовало и то, что значительная часть разрабатываемых запасов на сегодня не может считаться благоприятной как с точки зрения использования внутри страны, так и мировой торговли, исходя из оценки транспортных условий разрабатываемых месторождений и их расположения по отношению к — основным потребителям угля и морским портам страны.

При этом наличие около 50% всех балансовых запасов угля, которыепо мировым стандартам относятся только к категории благоприятных, а также возможные изменения в устаревших нормативах по извлечению и кондиционности запасов, могут существенно изменить традиционные технологии добычи угля в части повышении их эффективности.

В связи с этим назрела задача изменения структурной базы, пересмотра кондиций подлежащих отработке запасов угля для объективном предполагаемой экономической эффективности и переоценки разрабатываемых запасов угля.

Главной целью реструктуризации угольной отрасли является создание конкурентно способных эффективных предприятий,.

-/о обеспечивающих удовлетворение спроса на уголь, • теплоэнергию и электроэнергию, вырабатываемых из угля.

В результате проводимых мероприятий добыча угля в России может возрасти с 264 млн. т в 1994 году до 340 млн. т в 2010 году [НО] .

Этому должны способствовать развиваемые тенденции: разработка некондиционных угольных участков и охранных целиковповышение полноты выемки угля из недр нетрадиционными средствамисовмещение проходческих и очистных работприменение малогабаритной техники, обеспечивающей снижение металлоемкости и энергоемкости и др.

Указанные тенденции реализуются в рамках научно-технической программы «Недра России» .

Целью программы является разработка перспективных предложений по созданию высокоэффективных экологически чистых технологий и технических средств для добычи и переработки углей, горючих сланцев и торфа.

Основной задачей программы является внедрение наиболее вероятных и эффективных путей ускорения научно-технического прогресса по следующим приоритетным направлениям: разработка перспективных. нетрадиционных технологий и оборудования для добычи твердого топлива открытым способом в сложных горно—геологических и природно-климатических условиях, обеспечивающих повышение эффективности производства горных работ, и предотвращение загрязнения окружающей средысоздание экологически чистых технологий и горноэнергетического оборудования для подземной разработки угольных пластов, залегающих в сложных горно-геологических условиях (большие глубины, высокая газоносность, опасность газодинамических явлений, тонкие и крутопадающие угольные пласты), обеспечивающих безопасные и комфортные условия производства и значительное повышение производительности трудасоздание экологически чистых технологий и оборудования для переработки и обогащения углей, обеспечивающих улучшение их потребительских свойств и повышение производительности труда на установках обогатительных фабрик.

При этом следует отметить, что конечной целью реструктуризируемой угольной промышленности, эксплуатирующей месторождения энергетического сырья, является по-прежнему добыча угля, а конечной целью общества — получение (извлечение) энергии, содержащейся в углях этих месторождений.

Количество энергии, которое может быть получено из угля, зависит как от качества угля, так и от эффективности устройств для его сжигания у потребителей.

Поэтому в сочетании с традиционными применяющимися показателями (объем капитальных вложений, срок их окупаемости и др.) энергетические показатели могут стать достоверным критерием при выборе наиболее эффективных вариантов строительства и реконструкции угольных предприятий.

Вместе с тем актуальным направлением комплексного освоения недр сегодня считаются ресурсосберегающие технологии, позволяющие рационально использовать минеральные ресурсы, в частности запасы угля, при одновременном снижении трудовых, энергетических, материальных затрат, а также сохранять и восстанавливать ландшафты, режим поверхностных и подземных вод, обеспечить рекультивацию нарушенных земель, сократив пространства под породные отвалы. При этом ресурсосбережение может быть обеспечено как за счет полноты выемки, комплексности извлечения из недр и yz использования основных и попутных полезных ископаемых при внедрении существующих различных способов, так и за счет использования новых, технологий, базирующихся на малотрудоемких, на малоэнергоемких и маломатериалоемких машинах и оборудовании [68, 149, 152, 197].

Так как земельные и водные ресурсы часто повреждаются и уничтожаются отходами горнообогатительного производства, у малоотходность становится определяющей при выборе и оценке способов, средств и технологических процессов разработки минерального сырья.

Целью диссертационной работы является разработка концепции малоотходной технологии и обоснование параметров ресурсосберегающих технических средств для комплексного извлечения угля из пологонаклонных пластов средней мощности, а также способов, обеспечивающих интенсификацию добычи угля и использования энергии, получаемой от сжигания оставшихся его запасов, в подземных условиях.

Идея работы — максимальное извлечение запасенной энергии угля при минимуме ее затрат за счет применения системы технических средств, повышающих полноту выемки подготовленных запасов угля в подземных условиях и обеспечивающих продление срока эксплуатации горных предприятий — шахтрассмотрение последних в виде порно—энергетических комплексов, добывающих уголь и вырабатывающих тепловую и электрическую энергию на месте ведения горного производства.

В работе использовались: методы исследования, применяемые при создании энергомеханических, добывающих, транспортных и перерабатывающих машин и теплотехнических комплексовметоды математической статистикиметод технико-экономического анализа.

Исследования осуществлялись при ¦ проектировании, производстве, лабораторных, заводских, экспериментальных и промышленных испытаниях как отдельных горных машин, так и целых комплексов для подземной добычи полезных ископаемых и сопутствующих им материалов в условиях горных предприятий, а также при проверке соответствующих технологических процессов.

Диссертационная работа выполнена при разработке заданий и соответствующих этапов государственных (ГНТП), региональных (ГНТПР) и отраслевых (ПО) научно-технических программ, в том числе:

ГКНТйГСССР — № 0.05.08 «Разработать и освоить технологию и технические средства комплексного извлечения на шахтах угля, газа и тепловой энергии, получаемой от сжигания в недрах оставшихся их запасов» ;

МУЛ СССР — № П0125Ю «» Разработать и освоить технологию комплексного извлечения угля, газа и энергии на шахтах, обеспечивающую повышение производительности труда в 5,0−6,0 раз по сравнению с традиционным способом добычи угля" - Министерства науки, высшей школы и технической политики РФ -" Прогрессивные технологии комплексного освоения топливно-энергетических ресурсов недр России" ;

7¹ ~ ~ ~™^тЧ ^^. ипптгплгтт // -Ш Г, А Г} ru^^nw^tvun у i’VJJJ.btlUl/l rx^lVlllCH-lHW ги^д 'JJIU — 14- W VHJ I У.

Разработать технологии и создать малогабаритные, мобильные средства комплексной механизации выемки пологих и наклонных пластов короткими лавами" ;

04 «Создание экологически чистого теплотехнического предприятия на базе подземного сжигания оставленных на закрытых шахтах запасов угля для нужд малой энергетики» .

Основные научные положения, выносимые на защиту.

1. Метод определения эффективности работы горного предприятия, оснащённого средствами комплексного извлечения угля и использования его энергии, как конечного результата технологических процессов, заключается в оценке -. «~. ¦'.'¦.'. •.. — > величины эксергетического к.п.д., зависящего от коэффициентов извлечения и использования угля на месте разработки месторождений.

2.: •' Повышение коэффициента полноты технологического извлечения угольногоместорождения и эксергетического к.п.д. горно-энергетического предприятия может быть осуществлено за счёт использования средств комбинированной технологии, предусматривающей экономически выгодное сочетание средств для механического и геотермического методов извлечения и использования энергии угля в разных горно-геологических условиях угольных пластов: в благоприятных условиях — применение угледобывающих комплексов для длинных ' лавв неблагоприятных условиях — применение комбинации угледобывающих комплексов для длинныхи коротких лавв сложных условиях — применение комбинации угледобывающих комплексов для коротких лав и для частичной выемки угля, а также теплотехнических комплексов для подземного сжигания оставшегося угля, обеспечивающих последующее использование физической и химической энергии продуктов его сгорания.

3. Способ повышения эффективности работы угледобывающих комплексов без снижения достигнутой производительности в неблагоприятных условиях пологонаклонных пластов обеспечивается за счёт снижения удельных показателей энергоёмкости и металлоёмкости оборудования ¦ .-.. путём многократного уменьшения величины захвата выемочной машины и длины лавы комплекса при соответствующем увеличении скоростей подачи машины и 'Крепления лавы.

4... Снижения удельной трудоёмкости монтажно-демонтажных и проходческих работ при эксплуатации комплексов обеспечивается за счёт использования самомонтажных секций крепи и поворота, преимущественно, проходческо-очистного комплекса в конце столба или перед геологическимнарушением путём применения секционного углового конвейера, изгибающегося в зоне сопряжения лавы со штреком, при этом величина трудоёмкости монтажно-демонтажных работ находится в прямой зависимости от длины фронта и угла разворота угледобывающего комплекса.

5. Повышение коэффициента использования машинного времени, эксплуатационной надёжности оборудования и уровня эксплуатационной технологичности механизированной крепи и всего комплекса может быть осуществлено без снижения достигнутой производительности комплексов в длинных лавах за счёт перехода на отработку угольных. столбов в неблагоприятных и сложных условиях комплексами для коротких лав.

G. Способ повышения эффективности процесса отсоса газообразных продуктов подземного сжигания угля ооеспечивается путём импульсного использования энергии вентилятора-дымососа высокого давления и постоянно действующей высокотемпературной депрессии подземного теплогазогенератора, приводящей к интенсивной естественной тяге при росте температурного градиента газа, причём режим импульсного воздействия энергии вентилятора осуществляется с ограниченными по времени периодами.

7. Способ повышения использования тепловой энергии при сжигании оставшихся запасов угля и эффективности работы утилизирующего теплотехнического оборудования при оптимальной высоте огневой выработки может быть осуществлен, за счёт снижения удельных тепловых потерь в окружающий массив подземного теплогазогенератора путём увеличения скорости перемещения и температуры огневого забоя, величина которых определяется физическим и математическим моделированием процесса, основанным на изменениях критерия подобия для процесса конвективного теплообмена.

Новизна работы заключается в: разработке концептуального подхода при создании г ¦¦ средств и способов извлечения, переработки и использования угля в подземных условиях по комбинированной технологии отработки угольных пластов с целью повышения уровня полноты извлечения их запасовразработке метода эксергетической оценки технических средств и технологических процессов, позволяющего объективно определять их коэффициент полезного действия и потенциальные возможности на стадии исследования, а также оценить эффективность работы угольного предприятия не по валовому количеству добываемого топлива, а по количеству энергии, содержащейся в добытом углеразвитии направлений по формированию" угледобывающих комплексов для отра. ботки пластов по простиранию и восстанию, обеспечивающих полную механизацию выемки угля и крепления кровли на всём протяжении штреков и в лаверазработке требований к создаваемым средствам комплексной механизации для выемки угля короткими лавами и подземного сжигания угля, позволяющим снизить величину технологических и эксплуатационных потерь угля на некондиционных / и ограниченных по размерам участках шахтного поляустановлении закономерности снижения тепловых потерь в окружающую среду при возрастании температур и скорости перемещения огневого забоя по технологии подземного сжигания угля (ПСУ).

Научное значение работы состоит в развитии: направления создания новых горных машин и очистных механизированных комплексов с высоким техническим уровнем, обеспечивающих заданную степень механизации производственных процессовнаправлений, сочетающих традиционную технологию выемки угля с нетрадиционным извлечением угля из пологих и наклонных пластов средней мощностинового направления моделирования процесса тепломассообмена применительно к вмещающим породам, учитывающего критерий подобия для процесса конвективного тепломассообмена при реализации технологии ПСУ.

Практическое значение работы заключается в обосновании и разработке исходных требований и технических заданий на создание: машин БВМ, комбайнов типа КУ60 и их опытных образцов различных модификаций, очистных комбайнов типа AT и их модификаций, очистных комплексов ОКИ различных модификаций, опыт конструирования и эксплуатации которых использован различными проектными организациями при разработке выемочного оборудования нового технического уровня для пластов средней мощностибурового оборудования типа СБКкомплексов КПО и КПИоборудования для сооружения промышленного участка подземного сжих’анин оставшихся в недрах запасов угля для получения тепловой энергии по технологии тт^т т. iioj .

Реализация ныводон и рекомендации работы заключается в их использовании при разработке: комбайнов типа КУ60 и ATкомплексов типа ЗОКП, ОКП70 и 0КС2 (института.

МОСБАССГИПРОГОРМАШ) — бурового станка типа СБК (ПНИУИ) — котлов-утилизаторов модульного типа — водотрубных, на тепловых трубах и газотрубных для подземного и наземного размещения (УГ, КУТ и КУГ) — проекта оборудования экспериментального участка «Острый» по опробованию технологии «Углегаз» ПО «Селидовуголь» и типовых решений для составления проекта подземного сжигания оставленных в недрах запасов угля с получением тепловой энергии для бытовых и производственных нужд (МГМ и корпорацией «Уголь России») — комплекса проходческо-очистного оборудования типа КПО (МГИ) — передвижного комплекса типа КПИ, предназначенного для углеподготовки и сероочистки газов по технологии ПСУ (№ 14) — быстроходной выемочной машины типа БВМ для комплекса 2КМКЛ (МГТУ и ПНИУИ)-см.табл.О.2.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются: удовлетворительной сходимостью результатов аналитических и лабораторных исследований с фактическими параметрами горных машин и технологических процессов в производственных условияхстатистически обоснованным объемом выполненных измерений и наблюдений на стендах и в шахтахположительными результатами приемочных испытаний опытных образцов очистного и теплотехнического оборудования, их внедрением и высокой эффективностью применения в условиях, соответствующих эксплуатационно-техническим показателям.

Апробация работы. Основные материалы диссертации докладывались и получили одобрение: на совете института горного дела СО РАН (в 1984 г.) — на коллегии Минуглепрома СССР (в 1985 г.) — на коллегии ГКНТ СССР (в 1985 г.) — на совете НПО «Моспромстройматериалы» (в 1989 г.) — на научно-технической секции Минуглепрома СССР (в 1989 г.) — на технических советах ПО «Тулауголь», «Селидовуголь», «Киселевскуголь» (1976, 1985, 1990, 1992 гг.) — на международной межвузовской научнотехнической конференции «Надежность и качество горных машин и оборудования» (г. Москва, 21 — 25 октября 1991 г.) — на межотраслевой научно-технической конференции «Карбонатные породы и отходы горнообогатительных производств, разработка, утилизация и рынок» (г. Белгород, 17 — 19 марта 1992 г.) — на секции «Комплексная механизация и автоматизация» ЦП 'Общества горных инженеров и ИПК РФ (встрече специалистов по вопросу «Проблемы развития научно-технического прогресса подземного способа добычи угля» 26 — 2 9 мая 1992 г., г. Москва) — на межкафедральном семинаре факультета х >1 х Г1±у: j. ^ февраля i" jJ i.1. , ncs мел^цу па^идиии пйучии" практической конференции «Совершенствование конструкций,.

Gl S УН О Л 01' LI I'1 у13 J. О Т О В Л & К I’i .Я. Li ЭКСПЛ у cl и? з. ци yi ГОрК О X10 О О О |р/" Д О В S Н И 1−4 средств автоматизации" (19 — 23 октября 1992 г., г. Москва) — на техническом совещании ГПКТИ ПТМ (в 1992 г.) — на секции НТС Миннауки РФ (10 — 11 ноября 1992 г.) — на совете ПНИУИ (в 1993 г.) — на международной конференции (16 сентября 19 93 г. в г. ГливицеПольша) — На научно-практическом семинаре с международным участием (11 — 15 октября 1993 г., г. Москва) — в .ИГД им. Скочинского (19 ноября 1992 г.) — на международном семинаре по ресурсосбережению (МГТУ, январь 1994 г., г. Москва) и на международной конференции «Горная техника на пороге XXI века» (октябрь 1995 1'., г. Москва), на семинаре «Неделя горняка 2000».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 58 работ, из которых 16 авторских свидетельств и патентов.

Автор выражает глубокую благодарность сотрудникам МЕТУ,.

ГО Т TT*TS ТТ Л T" U——.——,—————XI—————- ———-.— 7 Г T/iT^i 7 Т ТТ~1Г" ТЛ* ТТТ —. ТТТ ТТ. П ГГ Я iXJ ОПУ1. У У1, 1 j/iiipuyx'jitiMcim, I иириуi’Jiei’upMdm, rtw ктш ипчпш л nrmj’yi,.

ТТЛДО —-, Г* Л/Г Т 7Ъ/ГП ТА ГЛ ТИ-ПГГ 7 7 аанидии ± rio vim. o.rl. iVyijjwBci, iolvi. vi. n. тед у ида, vi± Д им. t-.r.

Скочинского, ПО «Тулауголь», ПО «Селидовуголь», • ПО «Киселевскуголь» и других организаций за помощь, оказанную при.

Основные результаты, выводы и рекомендации работы:

1. Эффективность работы средств механизации выемки и использования угля и горного предприятия в целом может быть оценена ¦ величиной коэффициентов полноты технологического извлечения и использования угольного месторождения, а также эксергетическим к.п.д. Традиционные средства комплексной механизации добычи угля современного технического уровня в связи с ухудшением условий их применения не позволяют увеличить полноту извлечения угля из недр выше 50 — 60%, а эксергетический к.п.д. предприятия выше 25 — 30%.

2. Коэффициент полноты технологического извлечения угольных месторождений может быть увеличен до 80 — 90%, а эксергетический к.п.д. горно-энергетического предприятия — до 50% за счет рациональной их разработки при экономически выгодном сочетании средств для механического и термического способов извлечения угля в зависимости от разных горно-геологических условий и длины лавы: в благоприятных — угледобывающими комплексами для длинных лавв неблагоприятных — проходческо-очистными комплексами для коротких 2f7 лавв сложных — теплотехническими комплексами, для подземного сжигания угля и использования его тепловой энергии (с длиной забоя соответственно более 75 м, 75 — 25 м и менее 25м).

3. Повышение эффективности работы угледобывающих комплексов в коротких лавах обеспечивается за счёт снижения удельных ресурсосберегающих показателей энергопотребления на 4 0%, металлоемкости на 4 5%, трудоемкости монтажно-демонтажных работ на 20%, а повышение их эксплуатационной надежности и •коэффициента использования машинного времени на 50. % в неблагоприятных условиях пологонаклонных пластов средней мощности достигается путем 3-х кратного уменьшения величины захвата (с 0,63 м до 0,21м) и 2-х кратного — длины лавы (с 100 до 50м) на примере проходческо-очистного комплекса, включающего: быстроходную малогабаритную облегченную выемочную машинумеханизированную крепь с повышенной скоростью передвиганияугловой изгибающийся лавный конвейер, позволяющий комплексу менять угол встречи с геологическими нарушениями и разворачиваться до 180° без демонтажа оборудования.

4. Повышение эффективности процесса отсоса газообразных продуктов подземного сжигания угля за счет снижения его удельной энергоемкости осуществляется путем использования высокотемпературной депрессии подземного теплогазогенератора, приводящей к интенсивной естественной тяге при росте температурного градиента газа,. и импульсного воздействия вентилятора с периодом 15 — 20% времени совместной работы регулируемого вентилятора-дымососа высокого давления и естественной тяги, с обеспечением снижения удельной энергоемкости до 80%.

5. Повышение использования энергии оставшихся запасов угля и эффективности работы теплотехнического оборудования при оптимальной высоте огневой выработки осуществляется за счет снижения относительных тепловых потерь с 30 до 10% в окружающий массив подземного теплогазогенератора при увеличении скорости перемещения и температуры огневого забоя на 50%, величина значения которых может быть получена на основе физического и математического моделирования процесса при достижении значения критерия подобия Пекле для процесса конвективного теплообмена РЕ = 3,0.

6. Снижение потерь угля при извлечении его в пределах лавы и шахты без оставления неотработанных участков и межлавных целиков достигается за счет создания и внедрения челноковой быстроходной выемочной машины, содержащей поворотные отбойно-погрузочные органы, расположенные по ее концам в пределах неподвижной части основного корпуса, а также за счёт применения комплексов для коротких лав.

7. Снижение энергоемкости процесса бурения водопонизительных, газоотводящих: и воздухоподводящих скважин ударным и вращательным способом в тяжелых горно-геологических условиях, в том числе в зонах забуривания и водопоглощения с низким статическим ур°внем воды в скважине, осуществляется на счет увеличния частоты вращения и включения реверсивного устройства буровой колонны для промывки водоструйным насосом или эрлифтом, расширяющего функциональные возможности и режимные параметры буровой колонны. Применение передвижных установок' комбинированного бурения скважин позволяет наиболее полно использовать установленную мощность электропривода и со скоростями, превышающими достигнутые в 2,0−2,5 раза, и с высоким качеством вести подготовку выемочных участков¦ и подземных газогенераторов методом предварительного осушения в тяжелых гидрогеологических условиях.

8. На основе полученных результатов исследований, экспериментальных и опытно-конструкторских работ для реализации малоотходной технологии комплексного извлечения угля и использования его энергии при участии автора созданы следующие технические средства и способы: станки комбинированного бурения типа СБК и 1СБК для сооружения газоотводящих, водопонизительных и воздухоподающих скважин в сложных гидрогеологических условияхнечелноковые барабанно-цепные очистные серийно выпускаемые комбайны типа КУ-60 и его шнековые модификации КУ-бОШ, 1КУ-60К, 1КУ-60М, сыгравшие положительную роль в развитии комплексной механизации очистных забоев на пологих пластах средней мощностичелноковые комбайны симметричной компоновки типа АТ-1 и его модификации AT-iK, АТ-1М, опыт конструирования и эксплуатации которых. использован при создании современных отечественных очистных комбайновочистные механизированные комплексы типа ОКП различных модификации, широко применяемые в РФ и за рубежомтехнология ПСУ, включающая эффективные способы отсоса продуктов сжигания угля. для реализации малоотходной комбинированной технологии разработки угольных пластов.

9. Проблема создания эффективных технических средств для реализации разработанной комбинированной малотходной технологии разработки угольных пластов разрешена при создании и внедрении комплексов для длинных лав пологонаклонных пластов средней мощности и теплотехнического оборудования, вырабатывающего тепловую энергию приподземном сжигании угля, а в части создания комплексов для коротких лав — находится на стадии изготовления и внедрения (в соответствии с государственной программой «Уголь России»).

10. В результате комплексных исследований оборудования и процессов горного производства от его подготовки до получения конечного продукта представляется возможность сформулировать основные направления развития дальнейших работ: в области очистных работ — приступить к изготовлению быстроходных выемочных машин, а их исполнение предусмотреть для работы со сверхузким захватомв области очистных механизированных комплексов предусмотреть быстроходное исполнение крепей для работы в коротких лавах и механизированные крепи на всем протяжении штреков, а также применение угловых изгибающихся конвейеровв области нетрадиционной технологии ПСУ — предусмотреть строительство комплексных горных теплоэнергетических предприятий, оснащенных оборудованием не только для переработки и добычи угля, но и для утилизации тепловой энергии, отходов горного производства и выработки электроэнергии, в т. ч. при прямом ее преобразовании из тепла отходящих газов, используя термоэлектрогенераторы.

11. Суммарный экономический эффект от внедрения основных результатов работы, подтверждённый актами, составляет 17,33 млн. руб, а с учетом долевого участия автора составляет 3,0 млн руб. (при соотношении цен х98 6 г.).

Перечень технических средств и способов интенсификации процессов горного производства.

Наименование разработки Тип аналога Тип разработки Эффект, тыс. руб/год Технические особенности разработок Участие автора в разработке.

Станок для сооружения скважин УКС-30 СКВ 120 Увеличение скорости бурения в 1,5 — 2,0 раза Руководитель работы.

Устройство для сооружения печей для технологии ПСУ ГМДЦ ГРС-1 20 Снижение энергозатрат в 2,0 раза Руководитель работы.

Оборудование для обработки скважин КОС (наливом кислоты) ОКВС, ПОС (под давлением кислоты и газов) 5 -10 на одну скважину Повышение дебита в 3 — 12 раз Руководитель работы.

Узкозахватный комбайн В0М-2м (цепной) КУ-60 (бара-банно-цепной) .150 Повышение производительности в 2,0 раза Руководитель и исполнитель работы.

Узкозахватный комбайн (шнековый) КШ1 AT1-K 244 Обеспечение безнише-вой, челноковой работы Руководитель работы.

Узкозахватный комбайн (двухдви-гательный) КШЗ AT 1-М 178 Обеспечение кинематической связи приводов (электродвигателей) Руководитель работы.

Исполнительный орган агрегатов типа СА, Ф1, комплекса 2КМКЛ Струговый (статический) БВМ (активный) 285 Использование отжима угля и сверхузкого захвата Соруководитель работы.

Средства комплекной механизации 1-го уровня Щит «Мос-басс» с «ДУ» Комплекс ОМК с КУ-60 134 Обеспечение механизации процессов до 70% Соисполнитель работы.

Средства комплекной механизации II-го уровня КМ81 с K58 ЗОКП с ATI 44 Обеспечение механизации процессов до 80% Соруководитель работы.

Наименование разработки Тип аналога Тип разработки Эффект, тыс. руб/год Технические особенности разработок Участие автора в разработке.

Средства комплекной механизации Ill-го уровня ОКМТ с КШ1Г ОКП70 с АТ1К 388 Обеспечение механизации процессов до 85% Соруководитель работы.

Средства комплекной механизации IV-ro уровня КМ87 с РКУ-13 и 5ПП-4,5А Проходческоочистной комплекс 2КП0 602 Совмещение проходки и очистных работ Руководитель работы.

Средства комплекной механизации V-ro уровня Комплекс OKC 2 Комплекс ЗКПО 400 Обеспечение механизации процессов до 100% Руководитель работы.

Способ выдачи газов при сжигании угля ПГУнагнетательный ПСУ — кобинированный 100 (на 10 скважин) Импульсное использование дымососа Соруководитель работы.

Способ утилизации газов ПГУ — отсутсвует ПСУ — коплексный 2620 (предприятия с ПТЭК, Q = 90 тыс. нм3/ч) Руководитель работы.

Средства для переработки угольного сырья и отходов известняка СМД-2 6 и СМД-27 Комплекс КПИ 200 (Переналадка режимов для различных продуктов) Руководитель работы Эффект указан при соотношении цен 198 6 года.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

В диссертационной работе выполнено обобщение результатов исследований, изложены. научно обоснованные технические и технологические решения, направленные на повышение полноты извлечения и использования запасов угольных месторождений на основе комплексных технических средств и способов, интенсифицирующих основные процессы угледобычи, внедрение которых вносит значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса в горной промышленности.