Технологии (Украина)

Способом, позволяющим уменьшить оседание земной поверхности, служит применение полной закладки выработанного пространства. Наименьшей усадкой закладочного массива характеризуются твердеющая и гидравлическая закладки. Преимущества твердеющей закладки перед другими видами заключается в том, что она практически не имеет усадки, а для доставки ее в выработанные пространства не требуется каких-либо дополнительных технических средств. Жидкая закладка самотеком заполняет выработанное пространство. Твердеющая закладка широко применяется при разработке руд черных и цветных металлов, в том числе и на Украине, обеспечивая полную сохранность поверхности от оседания.

Применение твердеющей закладки влечет за собой проблему создания ограждений (опалубки) для предупреждения проникновения жидкой закладки в рабочее пространство лавы и прилегающие подготовительные выработки. Эта проблема решается с помощью пневматических конструкций из мягких оболочек, разработанных сотрудниками Национальной горной академии Украины. В настоящее время серийно устанавливаются пневматические костры, разработаны пневмоподъемники (домкраты), временные крепи для подготовительных выработок и др.

Предлагаемая технология позволит решить ряд проблем подземной добычи угля. Основными из них являются:

возможность отработки запасов под застроенными территориями;

продление срока службы действующих шахт;

решение вопроса поддержания подготовительных выработок;

оставление породы в шахте.

Применение твердеющей закладки влечет за собой увеличение стоимости продукции. Однако, с учетом решения экологических проблем и других преимуществ, применение технологии отработки пластов с твердеющей закладкой себя оправдывает. Косвенным подтверждением такого вывода является то, что в Карагандинском бассейне в промышленных масштабах производится добыча угля под застроенными территориями. Пневматическая закладка, применяемая в данных очистных забоях, характеризуется усадкой закладочного массива до 25 % и является наиболее энергоемкой (на 1 м3 закладочного материала расходуется 100-200 м3 сжатого воздуха). Наименьшая величина предварительного опускания пород кровли достигается при использовании короткозабойной и бурошнековой технологий выемки угля. Сочетая эти способы выемки угля с закладкой выработанного пространства, обеспечивается минимальное оседание земной поверхности.

На кафедре подземной разработки еще в начале 70-х годов предложена рациональная технология отработки угольных пластов, обеспечивающая охрану природы в Западном Донбассе. Технология основана на применении:

камерно-столбовой системы разработки с полной закладкой выработанного пространства;

столбовой системы разработки с двусторонней бурошнековой выемкой угля и закладкой выбуренных скважин шахтной породой.

Расчеты показали, что по сравнению с длиннозабойной технологией выемки угля механизированными комплексами с пневмозакладкой при камерно-столбовой системе разработки с полной закладкой производительность труда рабочего по забою на 12 % выше, а себестоимость 1 т. угля - вдвое ниже. Потери угля составляют 17 %, а оседание земной поверхности (в процентном отношении от вынимаемой мощности) - всего 2-3 % против 40-50 % при длинозабойной технологии.

Существенное улучшение технико-экономических показателей достигается также при бурошнековой выемке угля с закладкой. Производительность труда оказалась в 1,76 раз выше. Потери угля (в зависимости от мощности разрабатываемых пластов) колеблются от 16 до 20%, оседание земной поверхности не превышает 5% от вынимаемой мощности пласта. Итак, короткозабойная и бурошнековая технологии благодаря минимальной величине предварительного опускания пород обеспечивают эффективную охрану земной поверхности, т.е. наиболее экологичны.

Немаловажным фактором, предопределяющим эффективность предполагаемой технологии, в нынешних экономических условиях выступает стоимость оборудования. Цена одного механизированного комплекса для лавы длиной 150 - 180 м достигает 3-5 млн. гривен, тогда как стоимость одной бурошнековой установки меньше 1 млн. гривен.