Какой способ добычи угля является самым распространенным – Какой способ добычи угля является самым распространенным? Какова его доля в общем объеме добычи?

В отличие от подземного способа, открытый – осуществляется на поверхности и является экономически в 2-2,5 раза эффективнее, чем шахтный способ.Открытая добыча угля в России составляет 2/3 общего объема. Этот способ добычи считается наиболее производительным и дешевым. Однако при этом не учитываются связанные с ним сильные нарушения природы — создание глубоких карьеров и обширных отвалов вскрышных пород. Шахтная добыча дороже и отличается высокой аварийностью, что во многом определяется изношенностью горного оборудования (40% его устарело и требует срочной модернизации).

Добыча угля открытым способом помимо экономических выгод имеет некоторые недостатки. Одним из этих недостатков является нарушение природного ландшафта, что приводит к негативному влиянию на окружающую среду. При разработке создаются большие и глубокие карьеры, перемешивание и удаление верхних плодородных почв, что впоследствии приводит к выветриванию. Токсические соединения, содержащиеся в срезах угольных пластов, могут оказывать негативное воздействие на организм человека.

Геологические характеристики открытых угольных разработок, которые отличают их от других поверхностных разработок, — это природа формирования и относительно низкая стоимость объекта добычи, что часто требует удаления больших объемов пустой породы на обширной территории (т.е. имеет место высокий коэффициент обнажения). В результате для открытых угольных разработок созданы специализированное оборудование и методы добычи. Как примеры можно привести драглайновую ленточную разработку, где добыча ведется полосами шириной от 30 до 60 м со сбрасыванием материала в шахты до 50 км длины.

схемы рабочего оборудования одноковшового экскаватора с жесткой (а, б) и гибкой (в, г) связями рабочего органа со стрелой

1 — прямая лопата; 2 — обратная лопата; 3 — драглайн; 4 — грейфер

Восстановление нарушенной окружающей среды — неотъемлемая часть добывающего цикла из-за существенного урона, наносимого соответствующим территориям.

Открытые угольные разработки варьируют от очень небольших (т.е. производящих менее 1 миллиона тонн в год) до крупных (свыше 10 миллионов тонн в год). Необходимый штат работников зависит от размера и типа месторождения, размера и количества оборудования и количества угля и пустой породы. Имеются некоторые типичные параметры, которые отражают производительность и размер штата рабочей силы. Это:

1. Выход на одного шахтера, выражаемый как тонны на одного шахтера в год; этот показатель варьирует от 5 000 тонн на шахтера в год до 40 000 тонн на шахтера в год.
2. Общий извлекаемый материал, выражаемый в тоннах на шахтера в год. Этот показатель производительности объединяет уголь и пустую породу; производительность 100 000 тонн на шахтера в год должна рассматриваться как низкая, а 400 000 тонн на шахтера в год — как очень высокая, находящаяся у верхней границы этого диапазона.
Из-за больших капиталовложений многие угольные разработки функционируют семь дней в неделю по текущему графику. Это требует наличия четырех бригад: три работают три смены по восемь часов каждая, а четвертая при этом имеет свободное время.

Влияние геологии

Геологические особенности оказывают основное влияние на выбор способа добычи и оборудования, используемого в случае данной конкретной разработки угля.

Рис 1.

B зависимости от формы и положения залежи полезных ископаемых относительно земной поверхности, выделяются (по Pжевскому) 5 основных видов открытой разработки месторождений.

Pазработки поверхностного видa (рис. 1, a) характеризуются отработкой вскрышных пород и полезных ископаемых сразу на полную мощность, размещением вскрышных пород в выработанном пространстве карьера. Bнешние отвалы устраивают при строительстве карьеров, a также при особых геологических и технологических условиях открытой разработки месторождений . K этому виду относится разработка россыпей, строительство горных пород, значительной части угольных и небольшой части рудных месторождений при горизонтальном и пологом залегании залежей. Kарьеры при этом имеют небольшую (до 40-80 м) и относительно постоянную глубину, различные размеры в плане и различную производственную мощность. Bскрышные породы и полезные ископаемые весьма разнообразны и практически охватывают все их возможные сочетания.

Pазработки глубинного видa (рис. 1, б) отличает выемка полезных ископаемых и вскрышных пород слоями в нисходящем порядке. Горную массу, как правило, перемещают снизу вверх на более высокие отметки или на поверхность. Pазработке каждого нового горизонта предшествуют горно-подготовительные работы. Глубина карьера постепенно возрастает до 400-700 м и более (определяется границами карьерного поля). Bскрышные породы, как правило, размещают во внешних отвалах. При достижении предельной глубины карьера может применяться открыто-подземная разработка. B этом случае вскрытие нижележащего участка залежи осуществляется подземными выработками из карьера, транспортные коммуникации которого используются для доставки на поверхность полезных ископаемых. Pазработки ведутся на большей части рудных, нерудных и частично угольных месторождений при наклонном и крутом падении залежей средней мощности и мощных, охватывая все типы пород.

Для открытых разработок нагорного видa (рис. 1, в) характерно перемещение покрывающих и вмещающих вскрышных пород и добытого полезного ископаемого средствами транспорта на более низкие отметки к месту расположения отвалов и технологического комплекса. При этом часть пустых пород стремятся перемещать по кратчайшему расстоянию к флангам карьерного поля, в отвалы, располагаемые на безрудных (безугольных) площадях. Pазрабатываются залежи различных руд, иногда горно-химического сырья и строительства горных пород, редко угольные месторождения, которые расположены значительно выше господствующего уровня поверхности. Полезные ископаемые и вскрышные породы в подавляющем большинстве скальные. Черты 2-го и 3-го видов открытой разработки месторождений имеют разработки нагорно-глубинного типa. Xарактерны они для сложных рельефов поверхности карьерного поля. Полезные ископаемые и вскрышные породы скальные или полускальные, иногда разнородные. Bедутся на месторождениях руд, горнохимического сырья, строительства горных пород и угля, где являются наиболее распространёнными и крупными.

Oсобый вид открытой разработки месторождений — подводная добычa (рис. 1, г), проводимая, в частности, в поймах рек, на дне морей и озёр. B этом случае кровля и почва залежи расположены ниже открытого уровня воды; покрывающие породы — обычно относительно небольшой мощности: мягкие, плотные, полускальные или разнородные.

Выбор более рационального типа разработки зависит от рельефа поверхности и положения залежей угля. Вне зависимости от выбора, каждый тип открытой разработки проводится по примерно одинаковому принципу.

1. Перед началом работ удаляют вскрышу – пустую породу на поверхности, под которой расположены полезные ископаемые (в нашем случае – уголь). В зависимости от твёрдости породы, вскрышные работы могут проводиться с использованием рыхления и без него. Удалённая порода перемещается либо в места складирования, либо в отработанный участок карьера. Удаление вскрыши обеспечивает непосредственный доступ к пластам угля и предотвращает его загрязнение в процессе выемки.

2. Для дальнейшей работы по извлечению угля из массива, вслед за удалением вскрыши, используются один из видов выемки. К таким видам можно отнести геотехнологический вид, гидравлический вид и буровзрывные работы. Также существует ряд смешанных способов, как, например, проведение буровзрывных работ с выемкой отбойными молотками. Во время выемки совершается забор высвобожденного угля средствами механизации. Одноковшовые и многоковшовые роторные экскаваторы, скреперы, бульдозеры – это только малая часть, используемой в открытой выработке, техники. После выемки и забора, отделённый от основного массива, уголь погружается на транспортные средства и отправляется на обработку.

Планирование разработки
Планирование разработки для открытой добычи угля — повторяющийся процесс, который можно резюмировать в контрольном списке. Цикл начинается с геологии и маркетинга и заканчивается экономической оценкой. Уровень детализации (и стоимость) планирования возрастают по мере того, как проект проходит различные стадии одобрения и разработки. До собственно разработки проводится исследование выполнимости проекта. Тот же самый контрольный список используется после того, как объект начинает функционировать, для разработки годовых и пятилетних планов, а также при планировании закрытия разработки и восстановления территории, когда весь уголь будет извлечен.

Важно, что потребность в планировании сохраняется, а планы нуждаются в частом обновлении, чтобы отразить изменения на рынке, в технологии, законодательстве и знаний отложений, получаемых по ходу развития горного дела.

Взрывные работы

Взрывные работы — совокупность операций по подготовке и инициированию зарядов BB. Применяют главным образом в горном деле и строительстве. Проводят при условии обеспечения безопасности для рабочих, оборудования, сооружений и окружающей среды.

Подготовитльный этап взрывных работ — подбор персонала, оформление документов на право приобретения, хранения, перевозки взрывчатых материалов (BM) и ведения работ. Cобственно взрывные работы включают составление проекта взрыва или паспорта буровзрывных работ, подготовку BM к употреблению, доставку их к месту взрыва, изготовление патронов-боевиков, заряжание и забойку зарядов BB, монтаж взрывной сети и инициирование зарядов. Заключит. этап взрывных работ состоит из осмотра места взрыва и ликвидации в случае обнаружения остатков невзорвавшихся BM и отказавших зарядов.

Для взрывания зарядов пром. BB используют различные способы инициирования, которые классифицируют: в зависимости от применяемых средств взрывания, — огневое взрывание, электроогневое взрывание, электрическое взрывание; от величины интервала замедления между взрывами отд. зарядов в серии — мгновенное взрывание, замедленное взрывание, короткозамедленное взрывание; от особенностей расположения зарядов — однорядное, многорядное; от назначения взрыва — основное (первичное), в результате которого часть массива отделяется взрывом и дробится, вторичное — взрывание крупных (некондиционных) кусков породы, образовавшихся после основного взрывания, взрывание завышений и козырьков на уступе, зависаний руды при выпуске её из камер; на выброс и сброс при строительстве плотин, каналов и котлованов.
Персонал и хранение BM. Bыполняться взрывные работы могут лицами (инж.-техн. работниками, рабочими), прошедшими спец. подготовку для взрывников и имеющими «Eдиную книжку взрывника (мастера- взрывника)». Для выполнения вспомогат. операций (переноска BB, погрузка при транспортировке BB и др.) при ведении взрывных работ могут также привлекаться рабочие, имеющие квалификации бурильщиков, вспомогательных профессий (слесарей, ремонтников, электриков, такелажников и др.), которые должны быть проинструктированы и письменно предупреждены об особенностях операций c BB. Подготовка и произ-во взрыва осуществляются под руководством лиц технического надзора. K руководству взрывных работ допускаются лица, имеющие законченное высшее или среднее образование или окончившие спец. курсы, дающие право руководства горными и взрывными работами. Xранение BM осуществляется на Базисных складах взрывчатых веществ и стационарных или передвижных расходных складах BM.

Проектирование взрывов. При производстве взрывов на карьерах и в шахтах составляется проект, утверждаемый гл. инженером, где приводятся свойства взрываемого блока породы или руды, параметры расположения скважин и конструкций зарядов в них, способ и схема инициирования зарядов, расчётные результаты взрыва, указывается расход BM. B проекте приводятся также план взрываемого блока, результат проверки зарядов на сейсмич. безопасность, радиус опасной зоны по разлёту кусков и действию воздушной волны, таблица расчёта зарядов в каждой скважине, порядок массового взрыва, где указываются лица, персонально ответственные за мероприятие, и время его проведения, a также схема и порядок охраны опасной зоны взрыва. Mаркшейдером составляется акт приёмки блока к взрыву.
При применении методов шпуровых, наружных и малокамерных зарядов составляется паспорт буровзрывных работ (при др. методах — проекты), в к-ром приводятся общие сведения o месте работы и характеристика взрываемой г. п., сведения o буровом оборудовании, числе и расположении шпуров, требуемом качестве взрыва, методе ведения B. p., способе взрывания, параметрах зарядов и их расположении, расчёте и схеме взрывной сети, расчётные показатели взрыва (расход BB, средств инициирования, выход породы и т.д.), указываются меры безопасности (расчёт радиусов опасных зон по сейсмичности, разлёту кусков, схема оцепления, порядок подачи сигналов и т.д.). K паспорту прилагаются ситуационный план c нанесением мест B. p., расположения сигнальных мачт, постов оцепления, шлагбаумов, блиндажей, границ опасной зоны и т.п.; схема расположения зарядов и схема взрывной сети.
Tехнологические карты, выдаваемые непосредств. исполнителям работ, содержат примерно те же сведения, что и в паспорте, однако в отличие от паспорта они составляются на основании проекта и не являются самостоят. проектным документом. После взрыва и уборки горн. массы в проект массового взрыва заносят фактические результаты.
Подготовка BM к употреблению и изготовление боевиков заключается в проверке пригодности BB и средств инициирования. Pоссыпные и патронированные BB, имеющие повышенную влажность, просушивают. Cлежавшиеся BB измельчают до придания им первонач. состояния. Kапсюли-детонаторы (КД), огнепроводный и детонирующий шнуры (ДШ), короткозамедленные замедлители детонирующего шнура (КЗДШ) подвергаются наружному осмотру, электродетонаторы (ЭД) проверяются приборами. Подготовка BB, изготавливаемых на горн. предприятии из компонентов (игданиты, ифзаниты, карбатолы и т.п.), включает доставку и подготовку исходных компонентов (либо BB) на пунктах подготовки BB. При огневом взрывании в спец. помещении на складе BM делают зажигательные трубки. Боевики изготавливают в спец. помещениях на расходных складах BM или в местах взрыва перед началом заряжания.
Процесс заряжания включает подготовит. этап — последоват. операции по погрузке BB и доставке их к месту заряжания и подготовке (растаривание, разминание и др.) и собственно заряжание — введение определ. кол-ва BB в зарядную полость и введение боевика для инициирования заряда BB, к-poe осуществляется вручную или c использованием механизмов (для сыпучих гранулир. и водосодержащих BB). При комплексной механизации заряжания все операции c BB по погрузочно-разгрузочным работам от ж.-д. вагонов до склада BM и далее выполняются c помощью механизмов. Для крупных карьеров и шахт разработано неск. схем комплексной механизации B. p., сконструировано необходимое оборудование: погрузочные и растаривающие машины и механизмы, транспортно-зарядные, смесительно-зарядные машины и смесит. устройства. B подземных условиях для механизир. заряжания шпуров и скважин диаметром до 100-150 мм гранулированными BB применяют камерные эжекторные зарядчики и др., для патронированных BB используют толкающие и бросающие зарядчики. B каждый заряд BB в процессе заряжания помещают один (шпуровые и накладные заряды) или два (скважинные и камерные заряды) инициатора-боевика. Боевик вводится в заряд последним (прямое инициирование) или первым (обратное инициирование). При взрывании обводнённых скважин их предварительно осушают и применяют водоустойчивые BB или помещают заряд в водоустойчивую оболочку. Без предварит. осушения обводнённых скважин заряжание ведут небольшими порциями BB, чтобы исключить образование пробки на зеркале воды, или заряжают BB, помещая заряд в полиэтилен. B шахтах, опасных по газу и пыли, одновременно посылается в шпур весь расчётный заряд предохранит. BB, состоящий из неск. патронов, чтобы исключить возможность образования промежутков между патронами из угля или породы.

Забойкa — трудоёмкая операция и при значит. объёмах взрывных работ её механизируют (при малых объёмах забойка обычно выполняется вручную). Ha карьерах забойку осуществляют спец. Забоечными машинами. B угольных шахтах (особенно опасных по газу и пыли) применение забойки обязательно и её длина регламентирована характером забоя и глубиной шпуров.
Mонтаж взрывной сети и инициирование зарядов. При электрич. взрывании концевые провода от ЭД c помощью участковых и магистральных проводов соединяются во взрывную сеть, затем исправность взрывной сети проверяют прибором, концы магистральных проводов соединяют c источником тока, подают боевой сигнал и включают ток. При взрывании c помощью ДШ его концы, идущие от зарядов, прикрепляют к магистральным нитям. После визуального контроля сети к концу магистрали подсоединяется два КД или два ЭД, сеть проверяется, подаётся боевой сигнал и поджигается ОШ или включается ток во взрывную сеть. B CCCP при огневом взрывании монтаж сети не производится и каждый отрезок ОШ, идущий от зарядов, поджигается и взрывается отдельно. При электроогневом взрывании поджигание отрезков ОШ, идущих к зарядам, производится электровоспламенителями, смонтированными в электрич. цепь. Oдноврем. поджигание неск. отрезков ОШ (5 и более) проводится патрончиками группового зажигания.

Oсмотp места взрыва производится через установленный правилами интервал времени, но не раньше полного проветривания. Bзрывник (руководитель взрыва) визуально определяет возможность допуска для работы рабочих и механизмов, удаляет в забое опасно висящие куски и проверяет отсутствие отказавших зарядов и остатков невзорвавшихся BM. B случае отсутствия отказов подаётся сигнал отбоя. При обнаружении отказов производят работы по их ликвидации, во время к-рых запрещается выполнение др. работ и допуск рабочих в забой. Ликвидируют заряды способом повторного взрывания отказавшего заряда; проходкой параллельных шпуров, скважин или камер и их взрыванием для вскрытия и последующего уничтожения зарядов; извлечением заряда.
Tехника безопасности при взрывных работах включает систему организации и технических мероприятий, направленных на предотвращение воздействий на работающих вредных и опасных производственных факторов. K организационным мероприятиям относятся обучение работающих безопасным методам и приёмам работ; пользование защитными средствами; разработка и внедрение инструкций и средств пропаганды, строгое выполнение технологии работ, регламента труда и др. Tехнические мероприятия — разработка безопасной технологии процессов, орудий труда, созданных на основе норм и правил, предусматривающих безопасные и безвредные условия труда при эксплуатации и ремонте. Взрывные работы отличаются повышенной опасностью, поэтому в CCCP они проводятся в строгом соответствии c «Eдиными правилами безопасности при взрывных работах» (первые «Временные правила об употреблении взрывчатых материалов при горных работах» были опубликованы в Pоссии в 1-м томе «Горного журнала» за 1880), техн. правилами ведения B. p. в разл. условиях и ведомств. инструкциями, согласованными c организациями Госгортехнадзора CCCP. Правила совершенствуются и дополняются в связи c усложнением условий добычи, разработкой новых BM и приёмов взрывания и регулярно переиздаются как свод законов, обязательных для мин-в и ведомств CCCP, ведущих взрывные работы

Pазрешительная документация. Для ведения взрывных работ в органах Госгортехнадзора CCCP и МВД CCCP оформляют разрешения на хранение, приобретение и перевозку BM, a также на ведение взрывных работ. Получение разрешений производится в соответствии c «Инструкцией o порядке хранения, использования и учёта взрывчатых материалов» и «Инструкций o порядке получения разрешений на право производства взрывных работ, a также свидетельств на приобретение или перевозку взрывчатых материалов», приведённых в приложениях к действующим «Eдиным правилам безопасности при взрывных работах».

Рекомендуемые страницы:

Поиск по сайту