Обоснование параметров механизированной крепи с системой управления выпуском угля на мощных наклонных пластах Вьетнама тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.05.06, кандидат наук Нго Куок Чунг

• Нго Куок Чунг
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Нго Куок Чунг

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

ГЛАВА 1. Состояние изученности проблемы угледобычи Вьетнама

1.1. Современное состояние и перспективы развития угольной промышленности Вьетнама

1.2. Обзор горно-геологических и горнотехнических условий при разработке мощных угольных пластов в бассейне Куангнинь

1.3. Краткий анализ средств механизации очистных работ при разработке мощных угольных пластов в бассейне Куангнинь

1.4. Обзор и критический анализ зарубежного опыта отработки мощных пологих и наклонных угольных пластов

1.4.1. Краткий анализ механизированных комплексов с выпуском угля

при разработке мощных пологих и наклонных угольных пластов

1.4.2. Опыт исследования параметров механизированных крепей с выпуском угля из подкровельной толщи в мире

Выводы

ГЛАВА 2. Методика исследования определения параметров механизированной крепи с выпуском угля подкровельной толщи

2.1. Анализ опыта применения основных закономерностей при выпуске сыпучих материалов

2.2. Методика исследования определения эффективности применения и параметров механизированной крепи с выпуском угля на забойный конвейер

2.2.1. Методика лабораторных исследования определения технических возможностей механизированной крепи с выпуском угля на забойный конвейер

2.2.2. Методика проведения шахтных исследований технических возможностей механизированной крепи с выпуском угля на забойный конвейер

2.3. Методика лабораторных исследований параметров выпускного окна

угля в механизированной крепи на забойный конвейер

Выводы

ГЛАВА 3. Исследование определения параметров выпуска угля в механизированной крепи с выпуском угля подкровельной толщи на забойный конвейер

3.1. Лабораторные и шахтные исследования определения технического возможностей механизированной крепи с выпуском угля на забойный конвейер

3.2. Лабораторные исследования параметров выпускного окна угля и устройства регулируемого ее перекрытия в механизированной крепи

на забойный конвейер

3.2.1. Исследование влияния параметров выпускного окна в зависимости от местоположения питательного желоба механизированной крепи с выпуском угля

3.2.2. Исследование влияния угла наклона ограждения механизированной крепа на процесса выпуска угля

3.2.3. Определение производительности и потерь на процессе выпуска угля в зависимости от высоты выпускного окна

3.2.4. Исследование влияния перекрытия выпускного окна и поверхности питательного желоба на показатели извлечения

3.2.5. Исследование влияния угла наклона питательного желоба и прогресса выпуска угля при передвижке механизированной крепи на показатели извлечения

Выводы

ГЛАВА 4. Аналитические исследования и совершенствование параметров технических средств механизированной крепи с выпуском угля

4.1. Аналитические исследования параметров системы управления выпуска угля в механизированной крепи

4.1.1. Обоснование основных параметров системы управления выпуска угля в механизированной крепи

4.1.2. Обоснование зависимости изменения ширины потока угля и высоты выпускного окна от параметров устройства регулируемого перекрытия выпускного окна угля в механизированной крепи и их влияния на производительность выпуска

4.2. Аналитические исследования влияния угла падения пласта на процесс выпуска угля при отработке мощных пластов с применением механизированной крепи с выпуском угля

4.3. Установление надежности функции дополнительной устойчивости механизированной крепи с выпуском угля при разработке мощных наклонных пластов

4.4. Усовершенствованная механизированная крепь с выпуском угля подкровельной толщи

Выводы

ГЛАВА 5. Рекомендации к проекту отработки пластов 6а, 7 шахты Наммау в бассейне Куангнинь

5.1. Общая горно-геологическая характеристика месторождения

5.2. Выбор пласта выемочного участка шахты

5.3. Определение промышленных запасов в лаве

5.4. Основные принципы очистных механизированных комплексов

5.5. Расчет производительности лавного очистного комплекса

Выводы

Заключение

Литература

Приложение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование параметров механизированной крепи с системой управления выпуском угля на мощных наклонных пластах Вьетнама»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. По планам развития народного хозяйства Вьетнама до 2020 года предусмотрено довести добычу угля до 75 млн т в год, в том числе около 80 % подземным способом. Это возможно только за счет увеличения производительности труда с применением новых технологий и средств механизации.

Государственным балансом запасов углей Вьетнама учитывают только запасы углей Куангниньского угольного бассейна до 10,5 млрд тонн. В большинстве случае из них около 67 % запасов угля залегают в пластах мощностью более 3,5 м с углом падения от 18 до 35°, что само по себе является трудными условиями добычи угля

Применение традиционных технологических схем разработки мощных наклонных пластов и средств механизации с буровзрывным способом добычи не соответствуют в должной мере современным требованиям повышения безопасности и производительности добычи угля в лаве. Поэтому необходимо создание новых конструктивных решений в обосновании новых средств механизации при разработке мощных угольных пластов безвзрывным способом. Поскольку применяемые в настоящее время во Вьетнаме способы разработки мощных наклонных угольных пластов с использованием механизированных комплексов с выпуском угля из подкровельной толщи буровзрывным способом на забойный конвейер имеют невысокую производительность. Объясняется это сложными горно-геологическими условиями при разработке Куангнинского угольного месторождения буровзрывным способом, когда после каждого шага передвижки механизированной крепи производят буровзрывные работы для разрушения подкровельной пачки угля, которую в процессе работы обрушают из подкровельного слоя угля на почву пласта, расположенного ниже высоты расположения выпускного окна секции механизированной крепи. Это приводит к большой потере в процессе выпуска угля (до 43 %), что мешает передвижению лавы и тем самым снижает производительность добычи. Кроме того, механизированная крепь работает в сложных наклонных условиях, что вызывает снижение площади потока угля проходящего через выпускное окно механизированной крепи. Для исключения выше ука-

занных недостатков целесообразно оснастить механизированную крепь системой управления выпуска угля, обеспечивающую заданную производительность выпуска угля не зависимо от угла наклона пласта и пространственного расположения секций механизированной крепи относительно забоя при безвзрывном способе добычи угля. Это позволит увеличить количество циклов передвижки секций крепи за смену и тем самым позволит увеличить производительность очистного комплекса.

Однако такое техническое решение невозможно без обоснования параметров механизированной крепи с системой управления выпуском угля на мощных наклонных пластах, позволяющей повысить выпуск угля через выпускное окно и увеличить количество передвижек механизированных крепей за один рабочий цикл, и тем самым увеличить производительность механизированного комплекса, что является важной и актуальной научной задачей.

Целью работы является установление закономерностей выпуска угля из подкровельной толщи разрабатываемого угольного пласта для обоснования конструктивных параметров и технологических элементов секций механизированной крепи, связанных с системой управления выпуском угля, повышения эффективности и полноты извлечения запасов выемочных участков угольных шахт.

Идея работы заключается в том, что рациональные конструктивные параметры и технологические элементы секций механизированной крепи, связанные с системой управления выпуском угля, повышение эффективности и полноты извлечения запасов выемочных участков угольных шахт основываются на использовании эффекта разрыхления угля, выпускаемого через секцию механизированной крепи.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

- повышение в 1,6 раза производительности очистного комплекса при отработке мощных наклонных пластов обеспечивается выбором рациональных параметров системы выпуска угля секции крепи безвзрывного способа;

- пропускная способность выпускного окна механизированной крепи зависит от угла наклона питательного желоба, угла подъема перекрытия плиты выпускного окна и рабочего хода гидроцилиндра управления;

- производительность системы выпуска угля зависит от углов наклона пласта при движении крепи по падению, восстанию, простиранию и диагональному направлению.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются корректностью постановки задач исследований; корректным использованием апробированных методов исследования процесса выпуска сыпучих материалов; достаточным объемом лабораторных исследований взаимодействия механизированных крепей с выпускаемой подкровельной толщей угля, а также шахтных исследований при отработке запасов пласта 6 шахты Нам-мау в бассейне Куангнинь; сопоставлением аналитических результатов исследований с натурными наблюдениями и совпадением на 86-90 %.

Научная новизна работы заключается в установлении зависимостей изменения ширины потока угля и высоты выпускного окна от длины перекрытия плиты выпускного окна, позволяющих определять оптимальные параметры устройства регулируемого перекрытия выпускного окна и их влияние на производительность, а также влияния угла падения пласта и площади выпускного окна на производительность выпуска угля при эксплуатации в различных технологических схемах; разработана принципиально новая конструкция механизированной крепи с системой управления выпуска угля, что выражается в подаче заявки на патент № 2014102105 от 23.1.2014г. «Секция механизированной крепи».

Научное значение работы заключается в установлении влияния горногеологических, конструктивных технологических факторов, площади сечения и ширины зоны потока угля на управляемость процессом выпуска угля из подкровельной толщи мощного пласта на забойный конвейер очистного механизированного комплекса для обоснования рациональных параметров секции механизированной крепи.

Практическое значение работы заключается в разработке рекомендаций по обоснованию параметров секций механизированных крепей при отработке мощных наклонных пластов Вьетнама с целью повышения эффективности и безопасности ведения очистных работ, а также повышения в 1,6 раза полноты извле-

чения запасов угля и расширения возможности применения механизированной крепи в различных горно-геологических условиях.

Реализация работы. Результаты исследований были использованы при проектировании и разработке запасов пластов 6а, 7 в шахте Наммау Вьетнама.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на научно-технических советах Ханойского института горной науки и технологии (ХИГНиТ) (г. Ханой, 2010-2012 г.); на угольных шахтах Вангзань, Наммау в бассейне Ку-ангнинь-Вьетнам (г. Куангнинь, 2007-2012 г.); на кафедре «Горные машины и оборудование» МГГУ (г. Москва, 2009-2013 г.); «Неделя горняка» в Московском государственном горном университете (г. Москва, 2013, 2014 г.); на «Международные экологические горные конференций студенты и молодые науки» в Московском государственном горном университете (г. Москва, 2013 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 научных работ, в том числе 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ. По результатам работы и в соавторстве подана заявки на 1 патент РФ на изобретение.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, содержит 139 страниц основного текста, в том числе спискок использованной литературы из 85 наименований, 23 таблицы, 74 рисунков и 2 приложения.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ПРОБЛЕМЫ УГЛЕДОБЫЧИ

ВЬЕТНАМА

1.1. Современное состояние и перспективы развития угольной

промышленности Вьетнама

Горнодобывающая промышленность СРВ поставляет народному хозяйству страны руду черных и цветных металлов, строительные и отделочные материалы, топливо и удобрения, а также другие необходимые минералы.

Уголь используется для производства электроэнергии, металлургии, производства цемента и строительных материалов, в других отраслях промышленности, быту, а также является предметом экспорта.

Значительные темпы развития народного хозяйства страны, повышения благосостояния народа предопределяют повышенный рост потребления топлива.

С момента получения независимости угольная промышленность Вьетнама развивает собственную эффективную горную промышленность. За последние годы происходили обновления и расширения старой производственной базы: строительство новых шахт, заводов, развитие инфраструктуры для увеличения эффективности производства.

До 1997 г. объем добычи угля достигал 4млн тонн, а в 2007 г. национальная угольная корпорация «Винакомин» добыла 43,6 млн тонн. Сохранение высоких темпов развития угольной отрасли и стабильное снабжение углем бурно развивающегося народного хозяйства страны - это сохранение высоких темпов роста - около 6 % в год [56]. На рисунке 1.1 показана добыча угля в СРВ за 2004-2009 гг. (по способам добычи), млн т.

40

39.41

Ш

21 00

24 48

I

43.59

42 46 42 26

26.75

16.31

Ж

24 83 17.17

23.68 18.20

24 66 23 28

2005 2006 2007 2008 2009 2010 ГОД

□ Производительность всей угольной промышленности (млн тонн) и Производительность окрышй разработки (млн.тонн) о Производительность подземной разработки (млн тонн)

Рисунок 1.1 - Добыча угля в СРВ за период 2004-2009 гг.

По перспективному плану развития угольной промышленности, годовую добычу угля в стране предусматривается довести до 75 млн.тонн в 2020г., в том числе 80% подземным способом. На рисунок 1.2 приведен реальный и перспективный план развития угольной промышленности Вьетнама, на котором четко прослеживается тенденция добычи угля подземным способом.

100.000

90.000

80.000

70.000

X

X

о £ 60.000

о

о 50.000

л С 40.000

В

> 30.000

20.000

10.000

ы Открытая разработка и Подземная разработка

Рисунок 1.2 - Перспективный план развития угольной промышленности СРВ

В связи с высокими темпами развития народного хозяйства республики

Вьетнам за последние десятилетия (рост ВВП в год составляет 6-7 %) потребность в угле постоянно растет. Угольная промышленность обеспечивает углем для коксования бурно развивающуюся металлургическую промышленность, а также отмечается высокий спрос на энергетические угли со стороны Вьетнамских предприятий энергетики и жилищно-коммунального хозяйства, что позволило угольным компаниям Винакомин значительно нарастить объем добычи угля [16, 53, 54].

В угольной промышленности СРВ при подземной добыче угля необходимо дальнейшее внедрение современной комплексной механизации очистных работ и передовой технологии. Внедрение передовых научных решений для механизации сложных горно-геологических условий, с целью повышения производительности труда и эффективности производства.

1.2. Обзор горно-геологических и горнотехнических условий при разработке мощных угольных пластов в бассейне Куангнинь

Угольные месторождения расположены преимущественно на Севере, Северо-Востоке и в Центральной части страны. Наиболее крупным производителем угля является Куангнинский бассейн [16].

Главное угольное месторождение находится в бассейне Куангнинь, находится на северо-востоке Вьетнама. Этот бассейн длиной около 130 км, шириной от 6 до 10 км, площадью около 1300 км, расположен в 100 км от г. Ханой, вдоль побережья залива Бакбо Южно-Китайского моря. На рисунке 1.3 показана схема расположения угольных компаний бассейна Куагнинь.

Рельеф площади бассейна гористый, с колебанием высотных отметок от 300 до 1000 м над уровнем море и пересечен густой речной сетью [73].

Хайиинь-

• . ч X Ч - ч Ч \ V ч V ■ \ \\ Ч -V

• • . N -^ч^

т ^ (

Южно-Кта море

> г Халонг

т-.

Лаигшон

Бакзанг

И " г , > I

111111

Куангнинь

Хайфонг

г.ХайФонг.

Китай

Хахои

Залив БакБо

Рисунок 1.3- Схема расположения угольных компаний бассейна Куангнинь

В пределах Куангнинского угольного бассейна выделены три угленосные провинции, которые являются автономными и разделены на тектонические блоки геологическими нарушениями. Угленосность бассейна в различных районах неодинакова и колеблется от 26,1 до 87,8 м, которые имеют промышленное значение.

В плане формирования перспективного развития угольного бассейна Куангнинь, в данной работе оцениваются запасы, горно-геологические и горнотехнические условия мощных угольных пластов. Исходя из данной концепции определяются соотношения между горно-геологическими и горнотехническими условиями залегания и выбором системы разработки.

В процессе исследования и оценки данных геологического характера, в данной работе было уделено внимание отработке месторождения крупными шахтами угольного бассейна: Зыонг Хуи, Хон Гай, Наммау, Мао Хе, Вангзань, Монг Зыонг и Хе Чам. Другие угольные шахты данного бассейна нами не рассматривались из-за незначительных запасов или сложных горно-геологических условий отработки [52].

Угленосные отложения представляют собой сложную складчатую систему, состоящую из пликативных нарушений, осложненных разрывными нарушениями - надвигами и сбросами. Пласты в пределах шахтного поля имеют сложное строение, не выдержаны по мощности, а непосредственная и основная кровля сложена породами средней прочности.

Вмещающие породы большинства пластов непосредственной кровли представлены сланцами и аргиллитами, основной кровли — алевролитами и песчаниками, при этом предел прочности пород на одноосное сжатие изменяется в большом диапазоне (таблица 1.1).

Таблица 1.1 - Физико-механические характеристики горных пород кровли

и почвы угольных пластов по ХИГНиТ

№ Марка горных пород Наименование и характеристики Диапазон прочности, на сжатие, МПа Средняя прочность на сжатие, МПа

1 Глинистые сланцы, тонко- слоистые, ослабленные 10-19 10-15

2 Б2 Глинистые сланцы, от тонкослоистых до среднеслоистых, хрутсие 6- 10 10

3 БЗ Среднеслоистые глинистые сланцы, Аргиллиты 10-41 15-35

4 В1 Аргиллиты тонкослоистые и имеет прослойки слабых пород 9-40 20-34

5 В2 Аргиллиты тонкослоистые 10-48 15-40

6 ВЗ Аргиллиты крупнослоистые и весьма крупнослоистые 21 - 120 40-90

7 С1 Песчаники мелкозернистые 38-238 70-120

8 С2 Песчаники среднезернистые 22-216 60- 120

9 сз Песчаники крупнозернистые 60-189 60-110

10 С4 Галечник 76 - 277 60 - 140

Угли характеризуются высокой хрупкостью, что предопределяет выбор средств механизации очистных работ и технологию отработки выемочного поля. При проведении подготовительных горных выработок и отработке лав встречаются нарушения, которые образовались во время осадконакопления - утонение и пережимы, выклинивание и расщепления пластов.

Строение угольных пластов сложное, нередко пласт состоит из несколько пачек, разделенных породными прослойками, мощность которых колеблется от 10 до 30 см. Мощность пластов изменяется от 1,2 до 10... 15 м, а угол падения пластов изменяется от 10 до 30° и более (преобладают 20...35°).

Распределение балансовых запасов угля мощных пологих и наклонных пластов угольного бассейна Куангнинь, в зависимости от горно-геологических и горнотехнических условий представлено на рисунках 1.4; 1.5; 1.6; 1.7.

>4,5 5 4,01 -4,5

ш

Ё 3,51-4,0 и го

| 3,01 - 3,5 2

| 2,51-3,0

о 1—

j 2,01 -2,5 н о

| 1,51 -2,0 о

S 1,21 - 1,5 <1,2

0 10 20 30 40 50 60

Запасы угля, в процентах, %

Рисунок 1.4 - Процентное соотношение между запасами и мощностью

наклонных угольных пластов

1 1 1 1 49,23

1

|6.< 3

11,41

И6'« 9

И 06

11,25

Ш 3,79

□ 2,28

] 0,67

О 10 20 30 40 50

Запасы угля, в процентах %

Рисунок 1.5 - Процентное соотношение между запасами и углом падения пласта

х

Р

X

о =г о о.

в: с;

л и (И с го со

50,00 —

45,00 -

40,00

35,00-

30,00-

25,00 -

20,00

Угол падение, градус Л*

Л о

*>0г

Мощность, м

Рисунок 1.6 - Распределение запасов по мощности и углу падения пологих

и наклонных угольных пластов

Рисунок 1.7 - Технологические параметры выемочных участков при отработке

мощных наклонных угольных пластов

Из приведенных диаграмм следует, что по запасам угля в зависимости от мощности и угла падения (рисунки 1.5 - 1.7), значительная часть (67,27 %) сосредоточена в пластах мощностью более 3,5 м, из них основная часть запасов (47,99 %) находится в пластах свыше 4,5 м и около 90,17 % сосредоточено в пластах с углом падения от 20 до 35° [16, 68].

1.3. Краткий анализ средств механизации очистных работ при разработке мощных угольных пластов в бассейне Куангнинь

В настоящее время при разработке мощных пластов Вьетнама применяются различные технологические схемы: схема разработки с разделением мощности пласта на наклонные слои без выпуска угля из подкровельной толщи; схема разработки с разделением мощности пласта на наклонные слои и на каждом слое применяется выпуск угля из подкровельной толщи; схема разработки на всю мощность пласта с выпуском угля из подкровельной пачки угля; схема разработки горизонтальными слоями с выпуском угля из подкровельной толщи. На этих схемах при-

меняются различные способы крепления: дерево, индивидуальная стойка, гидравлическая крепь и механизированная крепь [16, 69].

Индивидуальная гидравлическая стойка. Во Вьетнаме в марте 1998 года угольная промышленность начала использовать индивидуальную гидравлическую стойку крепления лавы номер 3 пласт 8 ТОУ, лавы следующей — пласт 14-5 Хе Чам, пласт 7-ТУБ, пласт 9Ь запад — Мао Хе угольной компании и пласт 8 - Нам-мау угольной компании (таблица 1.2).

Таблица 1.2 - Технические характеристики

№ Показатели Единица Параметр

изм. DZ-22 DZ-25

1 Рабочее сопротивление гидростойки т 25 25

2 Максимальная высота мм 2240 2500

3 Минимальная высота мм 1440 1700

4 Ход поршня мм 800 800

5 Диаметр цилиндра мм 100 100

6 Площадь основы cmz 109 109

Масса:

7 - Есть жидкость кг 60 63

- Без жидкости 55 58

Применяют технологические схемы разработки разделения наклонного пласта: крепление лавы - индивидуальная гидравлическая стойка, способ отбойки — буровзрывной. Удельный вес использования данной технологии в общей добыче угля Вьетнама составляет 49,4 % [16].

Такая технология применяется в шахтах Мао Хе, Вангзань, Донг Бак, Хе Чам и др... Лава, использующая индивидуальные гидравлические стойки, с длиной от 120 до 150 м с мощностью пласта от 4 до 5 м. Нагрузка ее достигает 150 тыс. т на год; производительность труда 3...4 тонн на человека за смену, потеря добычи 35...45 %.

Гидравлическая крепь: Гидравлические крепи использовались в Куангнинь до

настоящего времени. На практике применяют два типа крепи: гидравлическая крепь ХГЗУ (рисунок 1.8) (таблица 1.3) и гидравлическая крепь ZH, вК (рисунок 1.9).

Таблица 1.3 - Технические характеристики гидравлической крепи XDY

№ Показатели Единица изм. Параметр

1 Рабочее сопротивление гидростойки кН 1200

2 Максимальная высота мм 2460

3 Минимальная высота мм 1760

4 Ход поршня мм 700

5 Ширина мм 680

6 Длина мм 2260

7 Сдвиг конькового бруса мм 800

8 Нагнетательный напор МПа 20

9 Диаметр цилиндра мм 100

10 Масса, включая стойки: кг 850

Рисунок. 1.8 - Паспорт крепления лавы, использующей гидравлическую крепь типа Гидравлические крепи XDY-1T2/LY

Гидравлическая крепь XDY применяется в Уонг Би, Ха Лам, Тхонг Ньат и Куанг Хань и Монг Зыонг и др.. с различными технологическими схемами. Лава длиной от 60 до 140 м с мощностью пласта от 3,5 до 6 м, нагрузка ее достигает 150 тыс.т на год; производительность труда 4...6 т/чел.смену; потеря добычи 30...40 %. С применением гидравлической крепи XDY в технологических схемах

разработки увеличивалась производительность труда и улучшились условия труда для работников. Тем не менее гидравлические крепи ХБУ имеют свои недостатки: неустойчивость, легкое скольжение и опрокидывание.

Для повышения безопасности и эффективности разработки мощных пластов Вьетнама используют гидравлическую крепь 7АА (рисунок 1.9) (таблица 1.4).

Таблица 1.4 - Технические характеристики гидравлических крепей (вК)

№ Показатели Единица изм. Параметр

15/22 СК1600/ 16/24НТ гнпгоо/ 16/26

1 Максимальная высота мм 2200 2400 2500

2 Минимальная высота мм 1500 1600 1600

3 Ширина мм 960 960 750

4 Длина мм 2600 2950 2500

5 Шаг движения мм 800 800 800

6 Поголовье стойки штук 4 4 4

7 Начальное сопротивление кН 745 950 616

8 Сопротивление работы кН 1400 1600 1200

9 Нагнетательный напор МПа 19,6 31,5 19,6

10 Диаметр цилиндра мм 110 110 100

11 Применяемость угла залегания пласта град. < 18 <35 <45

12 Применяемость по простиранию град 15 15 15

13 Диаметр дополнительной основы стойки см 26...30 26...30 26...30

I ¡а>о_! 4 Конвейер _

Паспорт

крепления лавы, использующей гидравлическую крепь типа 2Н или ОК

Рисунок 1.9- Гидравлическая крепь 7Ж или вК и паспорт крепления лавы

С 2007 года до настоящего времени применяют технологические схемы разработки разделения наклонного пласта, схемы разработки с разделением мощности пласта на наклонные слои и на каждом слое применяется выпуск угля из под-кровельной толщи: крепление лавы - гидравлические крепи ZH (Китай) и GK (Вьетнам), способ отбойки - буровзрывной.

Такая технология применяется особенно эффективно в шахтах Тхонгньат, Наммау, Халам,.др. Лава длиной от 60 до 120 м с мощностью пласта от 3,5 до 8 м. Нагрузка ее достигает 250 тыс. т на год; производительность труда 6...8 т/чел.смену; потеря добычи 25... 40 %.

В настоящее время гидравлические крепи используются в большинстве угольных шахтах Вьетнама из-за нескольких преимуществ. Тем не менее из-за способа отбойки - буровзрывного - производительность труда невысокая, неподвижность, когда условия геологии пласта не изменяются, не развиваются возможности механизации.

Крепь механизированная. При разработке мощных пластов Вьетнама применяются типы механизированной крепи, имеющие конструкцию извлечения угля из подкровельной толщи.

- Крепь механизированная KDT-1. В сущности крепь является крепью ДТ-1 (Чехия). Она совершенствовалась в соответствии с геологическими условиями угольных шахт Куангнинь и применялся под названием крепь механизированная KDT-1, предназначена для отработки мощных крутых пластов горизонтальными слоями с выпуском межслоевой толщи. При этом отработка подсечного слоя предусмотрена коротким забоем (таблица 1.5) (рисунок 1.10).

Таблица 1.5 - Технические характеристики

№ Показатели Единица изм. Параметр

1 2 3 4

1 Конструктивная высота мм 1660...2650*

2 Шаг установки секции м 1,2

3 Шаг передвижки секций м 0,63

4 Рабочее давление жидкости в стойке МПа 50

2000

кН/м

Сопротивление секции

Сопротивление крепи

минимальное

350-520

максимальное

Среднее давление крепи на почву пласта

МПа

Усилие передвижки секции

960/1280

Усилие передвижки забойного конвейера

Масса секции

Система управления крепью

гидравлическая, пилотная

кон»».*; ^еаХ-ши

Механизированная крепь

Рисунок 1.10 - Крепь механизированная КБТ-1

Крепь КДТ-1 применялась в пласте 7 шахте Вангзань, у которого мощность пласта 7...9 м, угол падения пласта 70...90°. Разработка горизонтальными слоями с выпуском угля из подкровельной толщи осуществляется мехкрепью КДТ-1. Результат применения крепи КДТ-1 в шахте Вангзань: нагрузка лавы 200 тысяч т/год, производительность труда 6-^9т/чел.смену, потери угля 35...60 %. Тем не менее из-за способа отбойки - буровзрывного - производительность труда невысокая, в условиях неустойчивости пластов, использования большого бокового щита, маленькая основа стойки дает осадку, не развиваются возможности механизации.

- Крепь механизированная УШААЬТА- 2.0/3.15. Крепь механизированная УШААЬТА- 2.0/3.15 с выпуском угля на забойный конвейер (производство Вьетнама) применяется в угольных шахтах Ванг Зань, Наммау. Эта крепь механизированная исследована, спроектирована и разработана для соответствующих мощных пластов геологических условий угольных шахт Куангнинь (таблица 1.6).

Таблица 1.6 - Технические характеристики У1КААЬТА-2.0/3.15

Показатели Единица изм. Параметр

Конструктивная высота крепи м 2,42... 3,16

Сопротивление крепи кН/м2 795

Шаг установки м 1,5

Габариты люка для выпуска угля Ширина Длина мм мм 0,83 1

Угол наклона питателя град 0-90

Шаг передвижки мм 800

Количество гидростоек шт. 2

Рабочее сопротивление гидростойки кН 2287

Удельное давление на почву МПа 0,61

Масса секции т 12,5

Рисунок 1.11- Крепь механизированная УЖАЛЬ ТА- 2.0/3.15 Таблица 1.7 - Технические характеристики МВ 12-2У2Р/Я-450Е

№ Показатели Единица изм. Параметр

1 Вынимаемая мощность пласта м 1,3...2,8

2 Ширина захвата м 0,8

3 Угол падения пласта град <35

4 Тяговое усилие кН 2x220

5 Скорость перемещения м/мин 0...11,5

6 Номинальная мощность привода комбайна кВт 451,5 (200x2+22 Х2+75)

7 Диаметр шнека м 1,25

8 Глубина захвата подошвы мм 150

9 Высота машины мм 1057

10 Длина машины мм 7780

11 Масса т 19,5

ш

Рисунок 1.12 - Комбайн МВ 12-2У2Р/Я-450Е

Впервые применена разработка мощных пологих и наклонных угольных пластов при их отработке механизированными комплексами с выпуском угля. В состав комплекса УШААЬТА- 2.0/3.15 входят менажированная крепь УШААЬТА- 2.0/3.15, выемочный комбайн МВ12-2У2Р/Я-450Е (таблица 1.7) (рисунок 1.12), забойный конвейер 08Б-260, применяются в шахтах Вангзань, Нам-мау, имеющих мощность от 6 до 7 м. При раскройке пласта на подсечный слой и подкровельную пачку мощности были приняты соответственно 2,8 м подсечного слоя и 4,2 м - подкровельной пачки, с углом залегания по падению до 35°. Нагрузка ее достигает 300 тыс. т год с длиной лавы до 120 м; производительность труда 3...4 т/чел.смена; потеря добычи 30...40 %. Такая технология привела по технико-экономическим расчетам к улучшению способа отбойки - буровзрывного, крепление лавы - гидравлические крепи в одинаковых условиях безопасности. Тем не менее выпуски угля невысокоэффективны, потому что механизированная крепь с расположением выпускного отверстия вблизи от забоя, после каждого передвижения механизированной крепи кровельный уголь обрушается на почву пласта пространства обрушения и ниже выпускного окна механизированной крепи, что приводит к потерям угля в процессе выпуска. При разработке мощных наклонных пластов механизированная крепь работает под большим углом падения, что приводит к ее скольжению к нижнему по падению пласту лавы, поэтому эффективность работы снижается [15].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Нго Куок Чунг, 2014 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Авторское свидетельство СССР № 1830420/ Жетесов С.С. Секция механизированной крепи. Опубл. в БИ. 1993. №28.

2. Авторское свидетельство СССР №1273591/ Савченко П.Ф., Коробов М.С., Новиков В.Я., Тополь Б.Ф., Саламатин А.Г., Дрижд И.Н. Агрегат для выемки мощных угольных пластов. Опубл. в БИ, 1986. №44.

3. Алабужев П.М., Минкевич Л.М. Основные теории подобия и моделирования. ИГД-НЭТИ, 1966. С. 83.

4. Бахвалов Н.С., Жидков Н.П., Кобельков Г.М. Численные методы. 3-е изд. и перераб. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004. С. 636.

5. Брашн В.Е., Калинин С.И., Лермонтов Ю.С. Повышение эффективности комплексно-механизированной отработки пологих и наклонных пластов в Кузбассе. Кемерово: кем. кн. изд-во, 1995. С . 200.

6. Ван Ли-Бу. Опыт комплексно-механизированной отработки мощных крутых угольных пластов горизонтальными слоями с выпуском потолочины: сб. докладов первого Китайско-Российского семинара. Прокопьевск, 1994. С. 71-88.

7. Гордон Б.Е. Оценка физического подобия при исследовании механики выпуска руды на моделях. Горный журнал, 1954. №6.

8. Городецкий П.И. О применении модели при исследованиях в области разработки рудных месторождений. Запис ки ЛГИ, т. Х1У. Вып. 1, 1961.

9. Городниченко В.И., Дмитриев А.П. Основы горного дела. 2008. С. 274

10. Громов Ю.В., Бычков Ю.Н., Кругликов В.П. Управление горным давлением при разработке мощных пологих пластов угля. М.: Недра, 1985. С. 239.

11. Гухман A.A. Введение в теорию подобия. Москва, 1963.

12. Гудилин Н.С., Кривенко Е.М., Маховиков Б.С., Пастоев И.Л. Гидравлика и гидропривод, 2007. С. 237.

13. Габов В.В. Очистные Механизированные комплексы для добычи угля в длинных забоях. Горная техника, 2006, №2.

14. Дзыгало А.И., Сергиенкс А.Н., Середенко М.И. Опыт применения

комплексов КТУ для отработки мощных пластов с углами падения до 35°. // Технология разработки пологих и наклонных пластов Кузбасса. Прокопьевск, 1973. С. 130-135.

15. Доан Ван Киен, Нгуен Ань Туан, Фунг Мань Дак и др. Исследование совершенствования технологии механизации разработки мощных угольных пластов, имеющих угол падения до 35° использования механизированной крепи фабрикация во Вьетнаме в угольных шахтах Куангнинь. Ханой. 2010. С.88-90.

16. Доан Ван Киен, Нгуен Ань Туан, Фунг Мань Дак и др. Исследование и выбор технологии механизации разработки, проекта и изготовление механизированной крепи, которая соответствует с горно-геологическими условиями мощных угольных пластов, имеющих угол падения до 35°, в бассейне Куангнинь. Итоговые сообщения государственной научно-технической программы КС.06.01/06-10 (Часть геология). Ханой. 2008. С. 14.

17. Дубынин Н.Г. Выпуск руды при подземной разработке. М.: Недра, 1965. С. 267.

18. Ермаков А.Ю., Новосельцев С.А., Биктимиров И.С., Калинин С.И., Антонов А.Н. Результаты эксплуатационных испытаний технологии отработки мощного пласта 21 в условиях шахты «Ольжерасская-Новая» с выпуском подкро-вельной пачки угля // Инновации — основа комплексного развития угольной отрасли в регионах России и странах СНГ./Материалы II международной научно-практической конференции. Прокопьевск, филиал КузГТУ, 2009. С. 85 - 89.

19. Зайдель А.Н. Элементарные оценки ошибок измерений. Л.: «Наука», 1967. С. 88.

20. Зарубежная панорама. Уголь. 1996. №6. С. 62-63.

21. Жетесов С.С. Разработка технологических процессов угледобычи на основе применения активных механизированных крепей/Дисс. на соискание уч. степени докт. техн. наук. М., 1982. С. 31.

22. Жетесов С.С., Сагинов А.С., Лазуткин А.Г., Нургужин М.Р. Пути развития и совершенствования механизированных крепей. Алма-Ата: Гылым, 1992.

С. 280.

23. Именитов В.Р. Процессы подземных горных работ при разработке рудных месторождений. М., 1978. С. 528.

24. Именитов В.Р., Ковалев И.А., Уралов B.C. Обрушение и выпуск руды. М.: 1961. С. 150.

25. Ипьштейм A.M. О работах ИГД АН СССР по исследованию горного давления методом эквивалентных материалов.// «Сборник трудов по вопросам моделирования проявления горного давления методом эквивалентных материалов», 1962.

26. Клишин В.И. Инновационный путь развития технологии сплошной разработки мощных угольных пластов механизированными комплексами. Журнал "Инновации. Технологии. Решения" N5 май 2008г.

27. Клишин В.И., Николаев A.B., Егоров А.П., Фрянов В.Н. Перспективные технических решения отработки мощных пологих угольных пластов с выпуском.// Уголь. 2011. № 12. С. 6.

28. Клишин В.И., Власов В.Н., Кубанычбек уулу Б. Механизированная крепь с принудительным выпуском угля из подкровельной толщи. Горный информационно-аналитический бюллетень, М.:МГТУ, 2003. №11. С. 166-170.

29. Клишин В.И. Адаптация механизированных крепей к условиям динамического нагружения. Новосибирск: Наука, 2002. С. 200.

30. Клишин В.И., Леконцев Ю.М., Сажин П.В. Создание технологий и оборудования для разрушения прочных горных пород растягивающими усилиями // Горный информационно-аналитический бюллетень. М.: МГГУ, 2004. № 10. С. 213-220.

31. Клишин В.И., Власов В.Н., Фокин Ю.С., Кокоулин Д.И., Кубанычбек уулу Б. Исследование выпуска подкровельной толщи угля в механизированных крепях // Международная научно-практическая конференция. Сб. научных статей. Новокузнецк, 2004. С. 81-86.

32. Клишин В.И., Кубанычбек уулу Б. Разработка технологии и механизированной крепи с принудительно-управляемым выпуском подкровельной и

межслоевой толщи для выемки мощных угольных пластов// Труды международной научно-практической конференции. Кемерово: ННЦ ГП - ИГД им. А. А. Ско-чинского, ИУУ СО РАН, КузГТУ, ЗАО КВК «Экспо-Сибирь», 2004. С. 129-130.

33. Коровкин Ю.А., Савченко П.Ф., Саламатин А.Г., Постников В.И. Теория и практика длиннолавых систем. М.: Техгормаш, 2004. С. 600.

34. Коршнов А.Н. Исследование и совершенствование функциональных машин очистных механизированных комплексов для условий Кузнецкого бассей-на/Дисс. на соискание уч. степени дотр. техн. наук. М., 1972. С. 333.

35. Коршунов А.Н., Глазов Д.Д. К вопросу о выборе схемы работы механизированных крепей на наклонных пластах. Сб. научных трудов КуаПИ № 10, Кемерово, 1967. С. 468.

36. Кузнецов Н.Г. Изучение проявлений горного давления на моделях. -Новосибирск. ИГД СО АН. 1959.

37. Куликов В.В. Метод определения нормативных показателей извлечения руды в системах с массовым обрушением. Москва, 1956.

38. Кубанычбек уулу Б. Обоснование параметров устройства регулируемого выпуска угля в механизированной крепи для выемки мощных пластов/ Дисс. на соиск. уч. степ, к.т.н. М., 2005. С. 9-14.

39. Кубанычбек уулу Б., Власов В.Н. Обоснование технологии при принудительном выпуске угля механизированными крепями из межслоевой или подкровельной толщи. // Международная научно-практическая конференция. Бишкек: КГУСТА, 2003. С. 263-272.

40. Кубанычбек уулу Б. Исследования влияния параметров плунжерного питателя механизированной крепи на принудительный выпуск самообрушающе-гося угля из подкровельной толщи. // Горный информационно-аналитический бюллетень. № 9. М.: МГГУ, 2004. С. 306-309.

41. Кубанычбек уулу Б., Клишин В.И., Власов В.Н. Механизированная крепь с принудительным выпуском угля для отработки мощных угольных пластов Кыргызстана. // Машиноведение. Сборник научных трудов, выпуск 4. Бишкек: Ипим, 2004. С. 225-232.

42. Курленя М. В. Геомеханика и техносфера. Новосибирск: Наука, 2004. С. 131.

43. Маринченко. В. И. Механизированные комплексы для очистных работ, 2008. С. 79.

44. Марутов В. А., Павловский С. А. Гидроцилиндры конструкции и расчет. Москва, 1966.

45. Методические документы по определению нагрузок на очистные забои угольных шахт. Москва, ИГД им. Скочинского А. А., 1980. С. 140.

46. Минерально-сырьевая база угольной промышленности России . М.: Изд-во МГГУ, 1999. С. 648.

47. Нагрузки на очистные забои действующих угольных шахт при различных горно-геологических условиях и средствах механизации выемки./ Люберцы, ИГД им. Скочинского А. А., 1996 г.

48. Нго Куок Чунг, Грабский А. А. Определение кинематических параметров устройства регулируемого перекрытия выпускного окна в механизированной крепи с выпуском угля // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2013. №12. С. 136 141.

49. Нго Куок Чунг. Анализ результатов стендовых и шахтных исследований технических возможностей механизированной крепи с выпуском угля из подкровельной толщи //Уголь. 2013. №12. С. 91 - 93.

50. Нго Куок Чунг. Исследование влияния угла падения пласта на процесс выпуска угля при отработке мощных наклонных пластов с применением механизированной крепи с выпуском угля//Научный вестник МГТУ. 2013. № 10 (43). С.72-80.

51. Николаев А. В. Разработка технических и технологических требований к новым механизированным крепям для одностадийной отработки мощных пологих пластов угля с выпуском подкровельной толщи // Нетрадиционные и интенсивные технологии разработки месторождений полезных ископаемых. Труды VIII Международной конференции. Новокузнецк, СибГРГУ, 2003. С. 54-56.

52. Нинь Куанг Тхань , Фунг Мань Дак , Чыонг Ван Лой , Чыонг Дык Зы,

Нгуен Ань Туан и др. Исследование и выбор технологии подземной и открытой разработки в сложных горно-геологических условиях. Итоговые сообщения государственной научно-технической программы КС-03-03 (Часть подземной разработки). Ханой. 1995.

53. Отчет о результатах работы угольной компании «Винакомин» за 20052009гг. Ханой, 2010.

54. Отчет угольной компании «Винакомин» об использовании угля в народном хозяйстве СРВ. Ханой, 2010.

55. Патент № 2184242/ Саламатин А. Г., Клишин В. И., Савченко П. Ф., Бернацкий В. А., Разумняк Н. Л., Власов В. Н. Способ и агрегат для выемки мощных угольных пластов. Опубл. в БИ, 2002. №18.

56. Перспективный план развития угольной промышленности Вьетнама в период 2005-2010гг. Ханой 2005.

57. Патент № 2014102105 / Грабский А. А., Нго Куок Чунг. Секция механизированной крепи. Опубл. в бюл. 2014. №14.

58. Полезная модель № 39913./ Клишин В. И., Юрченко В. А., Утиралов О. А., Фокин Ю. С, Кокоулин Д. И., Власов В. Н., Кубанычбек уулу Б. Секция механизированной крепи с устройством принудительного выпуска самообрушающе-гося угля из межслоевой толщи. Опубл. в бюл. № 23. 2004 г.

59. Прогрессивные технологические схемы разработки пласта на угольных шахтах/ Часть II, Москва, ИГД им. Скочинского А. А., 1979.

60. Рощупкин И. Г., Ананьин Г. П., Арслано Н. К. Разработка месторождений полезных ископаемых. М.: Госгортехиздат. С. 590.

61. Саламатин А. Г. Подземная разработка мощных пологих угольных пластов. - М.: Недра, -1997 - С. 407.

62. Сагинов А. С., Жетесов С. С. Двухзабойная выемка угля на мощных пологих пластах. - Алма-Ата: Наука, -1982. - С. 224.

63. Седов Л. И. Методы подобия и размерности в механике. Москва, 1957.

64. Солод В. И., Зайков В. И., Первов К. М. Горные машины и автоматизированные комплексы, 1981. - С. 249

65. Технологические схемы разработки пологих и наклонных пластов Кузнецкого бассейна./Прокопьевск, 1979 г.

66. Торро В. О., Самолетов Ю. Ю., Калинин С. И., Сердобинцев Н. Г., Бик-тимиров И. С., Новосельцев С. А. Исследование режимов работы механизированной крепи ZF-8000/21/356 при отработке угольного пласта с выпуском угля из подсечного слоя. Уголь. 2012. №12. С. 7-10.

67. Тургель Д. К. Горные машины и оборудование подземных разработок, 2007. С. 245.

68. Фам Чунг Нгуен. Перспективы развития угольной промышленности социалистической республики Вьетнама. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2011. №9. С. 359-363.

69. Фам Чунг Нгуен. Обоснование проектных решений по интенсивной отработке запасов мощных наклонных угольных пластов бассейна Куангнинь СРВ/ Дисс. на соиск. уч. степ, к.т.н. М.: МГТУ, 2012. С. 16.

70. Фокин Ю.С., Кокоулин Д.И. Создание механизированной крепи для выемки мощных пластов с выпуском угля.// Сборник трудов II международной конференции. Т.1. - Новосибирск: Институт горного дела СО РАН, 2003. С. 45-50.

71. Фокин Ю.С., Клишин В.И., Одинцов H.A., Фокин Ю.С. Средства механизации при слоевой отработке мощных пологих пластов угля с трудиообруша-емыми кровлями.// Управление горным давлением в комплексно-механизированных забоях. Вопросы горного давления. № 47. - Новосибирск, 1989. С. 30-34.

72. Фрянов В.Н., Чубриков A.B. Обоснование параметров технологии подготовки и отработки мощных пологих пластов. - Новокузнецк: СибГРГУ, 2002 С. 216.

73. Фунг Мань Дак, Нгуен Ань Туан. Исследование применения механизации в сложных горно-геологических условиях угольного бассейна Куангнинь. Ханой. 2004. С. 20-24.

74. Хмара JI.A., Кулик И.А. Оптимизация выбора гидроцилиндров и расчёта параметров рычажного гидромеханизма// Строительные и дорожные маши-

ны, 1991. №6.

75. Хмара JI. А., Кулик И. А., Пикуш Ю. С. Исследование кинематических парамертов привода манипуляторного оборудования для укладки бордюрных камней// Строительные и дорожные машины, 2011. №10.

76. Чернов О.И. Гидродинамическая стратификация монолитных пород в качестве способа управления труднообрушаемой кровлей.// ФТРПИ. 1982. № 2. С. 18-22.

77. Чернов О.И., Леконцев Ю.М., Кодола В.В. Применение флюидораз-рыва для разупрочнения подкровельной толщи при отработке мощных пологих пластов.//Уголь. 2000. № 9. С. 17-19.

78. Чжун В.Н., Рангин Н.А., Житягин A.M. Разработка мощных пологих пластов с использованием сетчато-цепных перекрытий. Уголь. 1991. №5. С.13-15.

79. Шундулиди И.А., Марков А.С., Калинин С.И., Егоров П.В. Выбор параметров технологии отработки мощных пологих пластов с выпуском межслоевых и подкровельных пачек угля. - Кемерово. - Кемеровское книжное издательство. 1999. С. 258.

80. Шундулиди И.А., Козовой Г.И. Технология и механизация эффективной разработки мощных пологих и наклонных угольных пластов. ИСПИН, 2001. С. 202.

81. Шундулиди И.А. Интегрированные технологические системы двухста-дийной отработки запасов мощных угольных пластов. М.: 2004. С. 360.

82. http://www.bme.sk/index.php?str=video&detail=6

83. http://kanam.ru/product/mehanizirovannye_krepi/MexaHH3HpoBaHHbie крепи.

84. Nguyen Anh Tuan, Ngo Quoc Trung, Grabsky A. A. Study on the improvement of the top - caving hydraulic supports applied to the inclined thickness coal seams at Quang Ninh underground coal mines // Mining technology bulletin. 2013. №8. P. 01-06.

85. Interduction du soutènement marcnant en taille a soutirage dans la metode des transhes horizontles aux houeres de la laire.- Revue de 1. Juillet.: Industrie minerale, 1970. Vol. 52. № 7. P. 471 - 489.

86. Zhang Jin-an. Hydraulic Support Antiskid Technique of at Big Tilting Face Defend to Pour. Journal Coal Technology Meitan Jishu №12-2006. C. 78 - 80.

87. Riport. vystuz prisposobujeme podmienkam nasej bane. Upravene vysypky nasadzujeme v prevadzke. Journal №8/2007. P. 3.