Present-day and promising technologies of coal mining
We give a review of the present-day and promising technologies of coal mining, consider briefly the specific features of coal mining in Ukraine, and present some characteristics of new mining equipment.
Збережено в:
| Дата: | 2008 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine
2008
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/328 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | System Research in Energy |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
System Research in Energy| _version_ | 1871103576711888896 |
|---|---|
| author | Shraiber O.A. Redkin V.B. |
| author_facet | Shraiber O.A. Redkin V.B. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "Shraiber O.A.",
"institution": null
},
{
"author": "Redkin V.B.",
"institution": null
}
] |
| author_sort | Shraiber O.A. |
| baseUrl_str | https://systemre.org/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-18T12:57:36Z |
| description | We give a review of the present-day and promising technologies of coal mining, consider briefly the specific features of coal mining in Ukraine, and present some characteristics of new mining equipment. |
| first_indexed | 2026-03-24T02:01:26Z |
| format | Article |
| fulltext |
ПРОБЛЕМИ ЗАГАЛЬНОЇ ЕНЕРГЕТИКИ • 17/2008www.ienergy.kiev.ua 7
??? ??? ?? ??? ??? ??? ?? ?? ??? ???? ??? ???? ?? ?? ???? ?? ?? ??
СОВРЕМЕННЫЕ И ПЕРСПЕКТИВНЫЕ
ТЕХНОЛОГИИ ДОБЫЧИ УГЛЯ
УДК 622.232.8+622.285.061
А.А. ШРАЙБЕР, д-р техн. наук, В.Б. РЕДЬКИН, канд. техн. наук (Институт общей энергетики
НАН Украины, Киев)
Представлен обзор современных и перспективных технологий добычи угля, кратко рассмотрены особенности угледо-
бычи в Украине, приведены характеристики нового горнотехнического оборудования.
Уголь – единственный вид органического
топлива, запасов которого в недрах Украины
достаточно для удовлетворения потребностей
всех секторов экономики в течение нескольких
столетий. Вместе с тем украинские место рожде -
ния характеризуются чрезвычайно сложными
геологическими условиями эксплуатации, а
большинство угледобывающих предприятий –
незначительной производствен ной мощностью и
довольно низким уровнем технического обеспе-
чения. Добыча каменного угля ведется подзем-
ным способом, и лишь небольшой объем бурого
угля (~500 тыс. т/год) добывается в трех разрезах
(для сравнения: в России открытым способом
извлекается примерно две трети всей добычи
угля) [1].
Основная часть промышленных запасов
каменного угля в Украине сосредоточена в
пластах мощностью до 1,2 м, которые во многих
странах не разрабатываются. Большинство
пластов отличается сильной газоносностью и
опасно ввиду взрывчатости угольной пыли, а
свыше трети – склонно к внезапным выбросам
угля и газа и к самовозгоранию. Средняя глубина
разработки составляет более 700 м, а каждая
шестая шахта ведет горные работы на глубине от
1000 до 1400 м.
Если по объемам добычи угля (80,3 млн. т в
2006 г.) Украина входит в десятку ведущих стран
мира, то по экономическим показателям значи -
тель но отстает от многих из них. Например, ме -
сяч ная производительность труда рабочего очист -
ного забоя в Украине (27,4 т) почти в пять раз
ниже, чем в России (132,9 т), и в десятки раз – чем
в США, Канаде, Австралии и Южно-Афри кан -
ской Республике [1]. Это обусловлено несколь -
кими причинами: сложными горно-геологи чес -
кими условиями, что не позволяет эффективно
использовать современную высоко-производи -
тельную технику, старением шахтного фонда и
ухудшением состояния горного хозяйства.
Возможны два способа разработки место-
рождений: открытый и подземный. В первом
случае все производственные процессы, необхо -
ди мые для извлечения полезного ископаемого из
недр, совершаются на поверхности. При этом
применяются три основных способа выемки:
механический, гидравлический и комбини рован -
ный. При механической выемке в зависимости от
способа перемещения вскрышных пород разли-
чают три класса систем открытой разра бот ки:
бестранспортные, транспортные и комбини -
рованные. Транспорт ные системы разработ ки
являются более сложными, чем бестранспорт -
ные, и менее экономичными. Однако их важное
достоинство состоит в возможности применения
в произвольных условиях залегания полезных
ископаемых. Именно поэтому они получили
широкое распространение.
При подземной разработке угольных место -
рождений выбор способа выемки зависит от
свойств пласта и вмещающих пород, а также от
требований, предъявляемых к качеству угля.
Применяются следующие способы выемки: руч -
ной, буровзрывной, механический, гидравличес -
кий, геотехнологический, – а также комбиниро -
ван ные способы: механогидравлический, взрыво -
гидравлический и механовзрывной.
При буровзрывном способе для осущест -
вления основного процесса – отбойки некоторой
части горной породы от ее тела используются
взрывчатые вещества (ВВ). Вначале бурят специ-
альные (опережающие забой) выработки –
шпуры. Для разрушения горной породы приме -
няют механический, гидравлический, динамичес -
кий, электрический, электрогидравли ческий и
термический способы бурения. Послед ние три
способа используются для магматичес ких и скаль-
ных пород, а для песчаников, глинис тых и песча-
нистых сланцев, из вест няков и дру гих осадочных
пород небольшой крепости – механи ческие спосо-
бы бурения. На угольных шах тах применяют
аммониты (аммиачно-селит ренные ВВ), динами-
ты (нитроглице риновые) и победи ты (смесь
аммиачно-селит ренных ВВ с нитро гли це -
риновыми). Наиболее распростране но эле к три -
ческое взрывание заряда. При этом пат роны поме-
щают в полиэтиленовую оболочку, на пол ненную
водой, которая гасит пламя при взрыве и одновре-
менно подавляет пыль. Глухую выра ботку, загазо-
ванную продукта ми взрыва, ин тен сив но прове-
тривают с помощью вентиляторов [2].
Наиболее распространен механический спо -
соб выемки, когда пласт угля разрушается с по -
мощью комбайнов, стругов, скреперостругов,
конве йеростругов, бурошнековых или врубовых
машин и т.д. При механической выемке угля сис -
те мы разработки месторождений классифи -
цируют по нескольким признакам:
– по разделению пласта на слои: системы с
разделением и без него;
– по длине очистного забоя: системы с длин -
ными (лавы) и короткими (камеры) забоями;
– по направлению перемещения очистного
забоя в выемочном поле по отношению к залега -
нию пласта: системы с подвиганием забоя по про -
сти ра нию, падению, восстанию пласта и в диаго -
нальном направлении;
– по способу поддержания выработанного
про ст ранства в период выемки: системы с естест -
венным и искусственным поддержанием выра -
ботанного пространства и системы с обрушением
угля и вмещающих пород;
– в зависимости от порядка проведения под -
готовительных выработок в выемочном поле по
отношению к очистному забою: сплошные, стол -
бо вые и комбинированные системы разработки.
Подготовку выработки производят с по мощью
буровзрывных работ или проходчес ки ми комбай -
нами [3, 4]. При этом используют проход ческие
комбайны легкого и тяжелого типов [4–6].
Использование комбайнов легкого типа пре -
дусматривает проведение подготовительных
выработок сечением до 22 м2 с разрушением
горных пород прочностью до 6 ед. по шкале
М.М. Протодьяконова с преодолением участков
прочностью до 8 ед. К указанному типу про ход -
ческих комбайнов относятся комбайны П-110,
1ГПКС, 1ГПКС-04, КП-25, ГПК-8, КСП-22.
Комбайны тяжелого типа (П-220, КСП-32,
КСП-33, УПП-2, УПП-2М) позволяют про водить
выработки сечением до 30 м2 и выше с разру -
шением пород прочностью свыше 6 ед. по шкале
М.М. Протодьяконова с преодолением участков
прочностью до 10–12 ед. Комбайны КСП-32, П-
110 и П-220 соответствуют мировому уровню и
позволяют резко повысить темпы проведения
выработок [7]. По своим параметрам и техни -
ческим характеристикам комбайн П-110 конку -
рен тоспособен, а по компоновочным реше ниям –
превышает иностранные аналоги КН-22 и МК-2В
(Великобритания), АМ-65 (Австрия), ЕТ-10
(Германия), которые используются в раз личных
угледобывающих странах. Среди новей ших базо -
вых моделей можно выделить комбайны легкого
класса – КПД, тяжелого класса – КПУ и комплекс
КПА для выработок с анкерным креплением [5].
Основным направлением комплексной меха -
ни зации очистных работ является внедрение
механизированных комплексов (КМ87, КМ88,
КМ103, КМС98, КМД80, КМД90) и расширение
области их применения. В комплект обору дова -
ния комплекса входят узкозахватный ком байн,
изгибающийся скребковый конвейер, гидродом -
краты передвижения конвейера и инди виду -
альная металлическая крепь. Эффек тивная рабо-
та комплексов (особенно нового техничес кого
уровня) обеспечивается при нагрузке на забой
1000 т/сут. на пластах мощ ностью 1 м,
1500–2000 т/сут. – мощностью 1,5 м, 2000–3000
т/сут. – мощностью 2 м. Впрочем, меньше поло -
вины из введенных в эксплуатацию механи -
зированных комплексов достигли указан ных
нагрузок, поскольку высоко произво дительная
техника использовалась на неподго тов ленных к
этому шахтах, где не были свое временно ликви -
дированы "узкие" места в тех но логических звень -
ях, особенно в работе транс порта и стацио -
нарного оборудования. Комп лексы нового техни -
ческого уровня дороже ста рых, однако они имеют
значительно меньшие экс плу атационные расхо -
ды и большинство из них эксплуатируется в
двух–трех забоях без подъе ма на поверхность
для капремонта [3, 8].
В последние годы разработаны и освоены
промышленностью более современные комп лек -
сы МКДД, МДМ, МДТ (предна значенные для
угольных пластов мощностью 0,8–2,5 м и с углом
падения до 35°) с расчетным ресурсом 15–40 тыс.
часов (втрое большим, чем у предыдущих анало-
гов) и сроком службы без капитального ре мон та
не менее 8 лет при общем сроке эксплу атации до
15 лет. Очистной комбайновый комп лекс МДМА
предназначен для отработки поло гих и наклон-
ных пластов мощностью 0,85–1,5 м с боковыми
породами до неустой чивых включи тельно.
Некоторые типы комплек сов имеют до
30 вариантов комплек тации [7, 9].
В последнее время в Украине был разработан
новый очистной комбайн УКД300 с повышенной
в два-три раза надежностью приводов испол -
нительных органов, двумя механизмами бесцеп -
ной системы подачи, частотно-регулиру е мым
электроприводом и современными систе мами
управления, диагностики и контроля. Ком байн
может работать на пластах с углом паде ния до
8 ПРОБЛЕМИ ЗАГАЛЬНОЇ ЕНЕРГЕТИКИ • 17/2008www.ienergy.kiev.ua
??? ??? ?? ??? ??? ??? ?? ?? ??? ???? ??? ???? ?? ?? ???? ?? ?? ??
??? ??? ?? ??? ??? ??? ?? ?? ??? ???? ??? ???? ?? ?? ???? ?? ?? ??
9??????? ?? ???????????? ?????????? ??????????? ???????
??????? ?.?., ??????? ?.?.
35°С при подвигании забоя по простиранию и до
10°С при подвигании по падению или восстанию
[9]. Технические характеристики комбайна
УКД300 в сравнении с традиционными конст -
рук циями и двумя комбайнами произ водства
Германии приведены в табл. 1.
Многолетний отечественный и зарубежный
опыт показывает [9], что одним из наиболее эф -
фек тивных способов отработки тонких пластов
явля ется струговая выемка, состоящая в отделе -
нии угля от массива путем его скола (снятия
стружки). Эта технология имеет следующие
преимущества перед комбайновой выемкой:
– существенное снижение зольности за счет
устра не ния присечки вмещающих пород улучша -
ет качество добываемого угля, повышает выход
крупно-средних сортов и увеличивает срок служ-
бы очистного оборудования;
– достигаются более высокие нагрузки на
очистные забои (до 15–20 тыс. т/сут. на пластах
мощностью 1–1,5 м);
– разрушение угля стругом в отжатой зоне и с
малой глубиной захвата обеспечивает минималь -
ную энергоемкость процесса;
– повышается безопасность отработки выбро -
соопасных пластов, так как пласт при узком
захвате (до 0,1 м) успевает дегазироваться за
время "пробега" струга вдоль забоя;
– пылеобразование в несколько раз меньше,
чем при комбайновой выемке;
– снижаются затраты на концевые и вспомо -
гательные операции;
– конструкция, принцип работы и компо -
новка позволяют работать без постоянного при -
сут ствия людей в забое.
Технические характеристики некоторых стру -
говых и скрепероструговых установок приведены
в табл. 2 на стр. 10 [10].
Наибольший экономический эффект от
внед ре ния струговой технологии благодаря
улучше нию сортности могут иметь шахты,
добывающие антрациты. В то же время струго-
вая технология выемки не рекомендуется к
применению при наличии ложной или несамо-
обрушающейся кровли, крепкого угля или креп-
ких прослоев
в зоне работы струга, а также при отработке
пластов с высокой степенью выбросоопасности.
Параметры Марка комбайна
УКД300 К103М 1К101У 1К101УД КЛ80 EDW—170LN EDW—300LNПроизводительность, т/мин 4,0—10,0 2,0—3,2 до 2,6 2,7—4,5 2,2—3,3
Применимость помощности пласта, м 0,85—1,3 0,70—1,40 0,95—1,30 0,95—1,30 0,85—1,20 0,90—1,20 1,10—1,70
Суммарная мощность привода, кВт, в т.ч. —привода исполнительногооргана
360
2×150
290
2×90
110
110
290
180
290
180
170
170
335
300
Диаметр исполнительногооргана, мм 800;900;1000 710; 800 800 800 950 750; 1050 1000
Номинальная ширина захвата, м 0,7 0,8 0,63; 0,8 0,8 0,8 0,75 0,8
Максимальная скорость подачи, м/мин 13 5 4,4 5 5 4,8/2,4 5,4/8,6
Максимальное тяговоеусилие подачи, кН 300 200 200 200 200 192/384 280/180
Длина по осям исполни -тельных органов, м 6,7; 7,3 4,66 5,4 5,9
Высота корпуса в зонекрепи, мм 620—720 420—636 740 740 520 605—800 740
Масса, т 18,5 17,5 11 18,5 17,5 24 24
Таблица 1. Технические характеристики узкозахватных угольных комбайнов
??? ??? ?? ??? ??? ??? ?? ?? ??? ???? ??? ???? ?? ?? ???? ?? ?? ??
ПРОБЛЕМИ ЗАГАЛЬНОЇ ЕНЕРГЕТИКИ • 17/2008www.ienergy.kiev.ua10
Поэтому область применения струговой выемки
составляет не более 20% от общего числа
пластов мощностью до 1,6 м. В последнее время
промыш ленностью освоен очистной струговый
комплекс МДМС, разработанный Донгипроуг-
лемаш’ем, для механизированной выемки угля в
пластах мощностью 0,85–1,35 м при длине лавы
до 300 м.
Исследования и проработки, выполненные в
“ШахтНИУИ”, показали возможность разра -
ботки стругово-комбайновой технологии [11],
позволяющей повысить эффективность выемки
угольных пластов мощностью 0,9–1,6 м со слож -
ными горно-геологическими условиями. Суть
данной технологии состоит в том, что выемка в
очистном забое ведется двумя выемочными
машинами: 20–30% мощности пласта выни мается
щеленарезным комбайном, а большая часть
угольного пласта – струговой установкой. Модер -
низированная струговая установка с мощ ностью
приводов струга и конвейера по 500–800 кВт
имеет направляющие, по которым передвигается
щеленарезной комбайн. Он обору до ван одним
исполнительным органом с верти каль ной осью
вращения, служащим для выемки щели глубиной
0,7–0,9 м. Высота щели, наре заемой комбайном,
может ступенчато изме няться от 0,2 до 0,5 м.
Исполнительный орган струговой установки
производительностью до 5,5 м2/мин имеет воз -
можность проходить под исполни тельным орга -
ном щелевого комбайна. Выемка угля стружками
постоянной толщины 5–6 см значительно повы-
шает сортность добы вае мого угля.
В Центральном Донбассе основным средст -
вом комплексной механизации угледобычи на
крутых пластах, особенно выбросоопасных, на
протяжении последних лет являются щитовые
агрегаты, которые отрабатывают широкий
пласт по падению [9, 12, 13]. В настоящее время
налажено серийное производство щитовых аг -
регатов 1АНЩ и 2АНЩ. Использование щито -
вых агрегатов позволяет механизировать добы -
Параметры Новые струговые и скрепероструговые установки Серийные струговые и скрепероструговые установки
УСТ26 УСМ3 УСТ30 УВТ УСТ2М СО75 УСТ4 УС3
Завод-изготовитель Красно -лучскиймашзавод Луганск-тепловоз Красно -лучскиймашзавод
Луганск-угле-ремонт
Харьков-ский завод«Светшахтера»
Шахтин-скиймаш -завод
Горлов -скиймашзавод
Горлов -скиймашзавод
Мощность пласта, м 0,55—1 0,55—1,2 0,55—1,2 0,4—0,8 0,55—1 0,6—1,2 0,55—1,2 0,4—0,8
Угол падения пласта, град. до 25 до 25 до 25 0—90 до 25 до 25 до 25 0—90
Сопротивляемость углярезанию, кН/м до 250 до 300 до 250 230 до 200 до 200 до 250 200
Мощность привода,кВт: — струга — конвейера 2×110 2×110 2×1602×110 2×160 2×160 1×160 4×55 4×55 2×1102×110 2×110 2×110 1×160
Скорость движенияцепей, м/с: — струга — конвейера 0,58;1,160,4;1,03 0,62;1,551,0 0,58;1,160,4;1,03 1,75 0,65;1,480,54;1,07 0,71;1,730,56;1,38 0,58;1,30,54;1,07 1,62
Калибр: — струга — конвейера 26×92 18×64 30×108 24×86 30×108 24×86 26×72 24×86 18×64 26×92 18×64 26×92 24×86 26×92
Тип цепи разне -сенная сдвоен -ная разне -сенная разне -сенная разне -сенная сдвоен ная
Ресурс до кап.ремонта, тыс. т 500 650 800 200 200 250 600 150
Среднесуточнаяпроизводительность, т 480 650 750 150 320 550 650 120
Таблица 2. Технические характеристики струговых и скрепероструговых установок
??? ??? ?? ??? ??? ??? ?? ?? ??? ???? ??? ???? ?? ?? ???? ?? ?? ??
11??????? ?? ???????????? ?????????? ??????????? ???????
??????? ?.?., ??????? ?.?.
чу угля, крепление и управление горным давле -
нием на крутых пластах мощностью 1,2–2,2 м,
в три-четыре раза сократить расходы лесома -
териалов, повысить безопасность работ и улуч -
шить технико-экономические показатели добы-
вающих участков [14].
Для почвоуступной выемки угля узкими поло -
са ми по падению пласта был создан щитовой агре -
гат АЩУ для пластов мощностью 0,75–1,3 м с
углами залегания 36–85°, включая выбросо опас -
ные, при сопротивляемости резанию до 300 кН/м.
Технологическая схема выемки угля с помощью
АЩУ предусматривает поддержание выработан -
ного пространства индивидуальным креплением
сзади агрегата по падению пласта с отставанием не
более 2 м. Агрегат АЩУ предусматривает два
выполнения: с пневмо приводом (мощностью
45 кВт) и электроприводом (мощностью 90 кВт), а
также два типоразмера: для пластов мощностью
0,75–1,3 и 1,2–1,8 м. Использование агрегата АЩУ
может обеспечить повышение производитель нос -
ти труда при добыче угля на крутых пластах в
1,5–2 раза по сравнению с производительностью в
действующих меха низированных забоях, сниже -
ние трудоемкости работ при выемке угля, крепле -
нии выработанного пространства, монтаже и пере -
монтаже агрегата в 1,8–2,3 раза [15].
Перспективным является использование
мно гоструговой установки МСУ на пластах мощ -
ностью 0,4–0,9 м с углами залегания 40–90°,
кото рая успешно прошла промышленную экс -
плу а тацию на шахте им. Карла Маркса ПО «Орд -
жоникидзеуголь» [16].
Некоторые специалисты [17, 18] считают
неперспективным создание и использование
комплексов оборудования с механизированным
креп лением и управлением кровлей полным
обрушением и комплексов безлюдной выемки с
посте пенным опусканием кровли. Они не соо т -
вет ствуют условиям разработки крутых пластов
и не обеспечивают решение задачи комплексной
механизации очистных забоев.
На данном этапе и в ближайшей перспективе
как основной способ управления горным дав -
лением рекомендуется полная закладка вырабо -
танного пространства в пневматическом вариан -
те, что позволит создать нормальные безопасные
условия для работы высокопро изводительного
оборудования в очистных забоях и подгото -
вительных выработках [13].
Гидравлический способ добычи угля успешно
при менялся на шахтах Донбасса и Кузбасса в
60–80-х годах прошлого века. Гидравлическая
технология используется в следующем диапазоне
горно-геологических условий: мощность плас тов –
от 0,9 до 20 м; угол падения – от 5 до 80°; крепость
угля – от весьма крепких и вязких до весьма сла -
бых; газообильность шахт – от негазовых до сверх -
ка тегорных и опасных ввиду внезапных выбросов
угля и газа; глубина разработки – до 800 м [19, 20].
Оригинальный вариант гидротехнологии
основан на использовании тонких струй воды
высокого давления и предназначен для отра -
ботки тонких и весьма тонких пластов, а также
запасов, оставляемых в недрах при закрытии
шахт [19, 20]. Струи служат инструментом для
разрушения угля, а впоследствии вода исполь -
зуется как транспортная среда для перемещения
сыпучей массы из забоев к месту обезвоживания.
Технология, построенная на применении
малорасходных струй, существенно отличается
от традиционной гидродобычи. Диаметр тонких
струй обычно составляет 0,25–5 мм. Иссле -
дования показали, что эффективное резание и
разрушение угля достигается при давлении воды
20–30 МПа, для создания которого существует
нагнетательное оборудование – агрегат АГБ. При
необходимости ускоренной отработки целиков и
повышения объема добычи можно применять два
и более агрегата АГБ: один – для предвари -
тельного проведения скважин; другой – для гид -
ра влической выемки. Существенно, что исполь -
зование водяной струи как разрушающего массив
инструмента может служить основой для созда -
ния новых технологий безлюдной выемки.
К числу преимуществ гидротехнологии
очист ных работ относятся:
– быстрая адаптация очистной выемки к
изменению горно-геологических условий залега -
ния пласта (по углу падения – от 5 до 85°, по
мощности – утонение до 0,35 м);
– дистанционное управление установками
(до 100–200 м);
– совпадение во времени и пространстве
процессов разрушения угля в забое и его само -
течного (в виде гидросмеси) транспортирования
по почве пласта (или по желобам) с отработан-
ной водой;
– существенное повышение безопасности
работ по сравнению с механическим способом
выемки (особенно при применении тонких струй
высокого давления). В этом случае происходит
тонкодисперсное увлажнение воздуха в забое,
выделяющийся метан более равномерно распре -
деляется по сечению выработки (предотвра -
щается его скопление под кровлей), а угольная
??? ??? ?? ??? ??? ??? ?? ?? ??? ???? ??? ???? ?? ?? ???? ?? ?? ??
ПРОБЛЕМИ ЗАГАЛЬНОЇ ЕНЕРГЕТИКИ • 17/2008www.ienergy.kiev.ua12
пыль увлажняется. Наблюдается также эффект
опережающей дегазации за счет высокой раство-
римости метана во влажном воздухе (в 4–6 раз
больше, чем в воде), что приводит к устранению
причин шахтных катастроф от взрывов пылеме-
тановоздушной смеси.
Вместе с тем способ имеет и недостатки: боль -
шие потери угля, сильное его измельчение, во
многих случаях необходимость предваритель -
ного рыхления пласта и др.
Возможности и перспективы использования
техники и технологии добычи угля на больших
глубинах, применяемые в настоящее время, нуж -
даются в глубоком анализе и переосмыс лении с
целью существенного изменения ситуации в
отрасли. Одним из возможных альтернативных
решений может быть переход на более эффек -
тивные нетрадиционные геотехно логические
способы отработки угольных место рож дений
(подземная газификация, гидроге низация, плас -
ти фикация, гидродобыча с по мощью скважин) с
земной поверхности или из действующих гори-
зонтов глубоких шахт.
Геотехнологические (бесшахтные) способы
добычи основаны на переводе полезного иско-
паемого в подвижное состояние посредством
осуществления на месте его залегания тепловых,
массообменных, химических или гидроди нами -
ческих процессов. В настоящее время при ме -
няются три вида геотехнологических способов
добычи угля: подземная газификация; прямое
получение электроэнергии из химической энер -
гии угля в недрах; перевод угля в недрах в под -
вижное состояние и извлечение его на поверх -
ность через скважины.
Подземная газификация угля в естественном
залегании представляет собой термохимический
процесс превращения угля в горючий газ, при -
годный для энергетических или техноло гических
целей. Эта технология может стать одним из
наиболее действенных и экологически чистых
способов добычи [21], однако она имеет и серьез-
ные недостатки: высокие потери энергии в недрах
(более 30% тепла расходуется на разогрев пород);
низкая теплота сгорания получаемого газа (3–5
МДж/нм3 на воздушном дутье); трудности управ-
ления процессом горения и, как следствие, неста-
бильные характеристики извле каемого газа.
В последнее время ОАО «Промгаз» (Россия)
разработаны новые технологические приемы и
технические решения, позволяющие:
– повысить степень выгазовывания пласта до
90–95% и снизить утечки газа из подземного
газификатора до 5%;
– отрабатывать оставленные запасы закры -
вающихся шахт методом нагнетательно-отсосной
технологии;
– уменьшить количество требуемых скважин
и снизить расходы на бурение;
– получать заменитель природного газа по
себестоимости ~50 долл. США/тыс. нм3.
Недостатки способа подземной газификации
диктуют необходимость разработки альтерна -
тивной технологии подземной термохимической
переработки угля. Подобная технология была
разработана в 2004–2006 гг. Донбасским госу-
дарственным техническим университетом [22,
23]. Ее основным моментом является управ ление
процессами горения и теплообмена при перера-
ботке угля на месте залегания.
Участок пласта оконтуривают выработками,
формируя заданные размеры энергетического
блока (ЭБ). Из этих выработок в почву пласта
пробуривают скважины, в которых размещают
стальные трубы, связанные с входной и выход-
ной магистралями. С поверхности к ЭБ бурят
воздухоподающую и газоотводящую скважины,
сопряженные с каналами в пласте. В подземной
камере располагаются электрогенерирующие
агрегаты. Тепло, выделяющееся при горении
(газификации) угля в ЭБ, расходуется на нагрев
воды в стальных трубах, которая и обеспечивает
работу электрогенерирующих агрегатов (напри -
мер, модульных геотермальных агрегатов
«Туман-2», работающих на воде с температурой
~200°С).
Расчеты показывают, что при размерах ЭБ
300×100 м и мощности пласта 0,8 м дополни -
тельно к продуктам газификации можно полу -
чить до 30 млн. кВт⋅ч электроэнергии. Сущест -
венным достоинством этой технологии является
также повышение теплотворной способности
горючего газа, т.к. в замкнутом блоке возможно
эффективное регулирование параметров процес -
са газификации (температуры, давления, скорос -
ти подачи дутья и т. д.) [23].
Еще один перспективный геотехноло -
гический способ выемки – это скважинная
гидродобыча угля, т.е. превращение угля на месте
залегания в гидросмесь и ее откачка на поверх -
ность. Гидросмесь можно откачивать эрлифтом,
гидроэлеватором, погружным насосом и т.д.
??????? ?? ???????????? ?????????? ??????????? ???????
??????? ?.?., ??????? ?.?. 13
??? ??? ?? ??? ??? ??? ?? ?? ??? ???? ??? ???? ?? ?? ???? ?? ?? ??
1. Амоша А.И., Кабанов А.И., Стариченко Л.Л. Особенности и ориентиры развития угледобычи в Украине. Некоторые
параллели с российским опытом // Уголь Украины. – 2005. – № 10. – С. 3–10.
2. Сорокин В.Т. Технология и безопасность взрывных работ. – М.: Недра, 2003. – 130 с.
3. Ляшенко О.Ф., Макаров В.М. Досв д перспективи використання техн ки нового техн чного р вня на вуг льних шахтах
України // Проблеми загальної енергетики. – 2003. – № 9. – С. 16–21.
4. Звягильский Е.Л., Грязнов В.С., Ефремов И.А. и др. Миллион тонн угля комплексом ЗКД-90 при отработке выбросоопас-
ного пласта на большой глубине // Уголь Украины. – 2002. – № 1. – С. 12–16.
5. Макаров В.М. Проблеми ведення п дготовчих роб т на вуг льних шахтах України та напрями їх вир шення // Проблеми
загальної енергетики. – 2004. – № 10. – С. 57–62.
6. Мазин В.А. Анализ состояния и тенденций развития комбайновой проходки выработок // Уголь Украины. – 2003. –
№ 9. – С. 29–32.
7. Лаптев А.Г. Интенсификация и концентрация производства – ключ к повышению обьемов добычи угля // Уголь. – 2002.
– № 2. – С. 33–37.
8. Ляшенко О.Ф., Макаров В.М. Резерви п двищення ефективност роботи вуг льних шахт України за рахунок технолог ч-
ного оновлення виробництва // Проблеми загальної енергетики. – 2005. – № 12. – С. 23–27.
9. Косарев В.В., Стадник Н.И., Косарев И.В. и др. Новое горно-шахтное оборудование для технического переоснащения
угольных шахт // Уголь Украины. – 2007. – № 2. – С. 3–11.
10. Артемьев В.Б. Перспективы струговой выемки угля // Уголь. – 2004. – № 3. – С. 9.
11. Луганцев Б.Б., Беликов В.В. Стругово-комбайновая выемка угля // Уголь. – 2005. – № 1. – С. 3–4.
12. Пономаренко В.В. Проблемы отработки тонких пологих, наклонных и крутых пластов // Уголь Украины. – 2006. –
№ 1.– С. 23–25.
13. Макаров В.М. Анал з стану механ зованої в дробки крутих крутопохилих пласт в на шахтах України // Проблеми
загальної енергетики. – 2004. – № 11. – С. 73–76.
14. Андреев Г.В., Косарев И.В., Лелека И.Т. Создание оборудования для отработки крутых и крутонаклонных пластов //
Уголь Украины. – 2003. – № 9. – С. 16–19.
15. Алишев А.И., Коломиченко В.А., Литвинов Ю.Г. и др. Опыт отработки крутых пластов щитовыми агрегатами //
Уголь Украины. – 1998. – № 3. – С. 9–11.
16. Пивень Ю.А. Горная техника для крутых и крутонаклонных пластов // Уголь Украины. – 2004. – № 11. – С. 3–6.
17. Жуков В.Е. Об одной стратегической ошибке в разрешении проблемы разработки крутых пластов // Уголь Украины.
– 2001. – № 7.– С. 6–10.
18. Тищенко В.А. Совершенствование технологии добычи угля на большой глубине // Уголь Украины. – 2001. – № 1. – С.
11–13.
19. Атрушевич О.А. и др. Гидротехнология – экономически выгодная технология добычи угля // Уголь. – 1999. – № 10. –
С. 12–15.
20. Кузнецов А.С. и др. О применении тонких струй высокого давления для выемки угля // Уголь Украины. – 2005. – № 7.
– С. 3–5.
21. Крейнин Е.В. Еще раз о реанимации подземной газификации угля в России // Уголь. – 2006. – № 7. – С. 58–59.
22. Литвинский Г.Г. Шахта ХХI века // Уголь. – 2006. – № 1. – С. 44–46.
23. Булат А.Ф., Чемерис И.Ф. Перспективы создания энергетических комплексов на базе угледобывающих предприятий //
Уголь. – 2006. – № 2. – С. 3–6.
|
| id | systemreorg-article-328 |
| institution | System Research in Energy |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-19T01:10:24Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | systemreorg/94/08f6b35cd196cef360f6cdc20684a594.pdf |
| spelling | systemreorg-article-3282026-07-18T12:57:36Z Present-day and promising technologies of coal mining Сучасні та перспективні технології видобування вугілля Shraiber O.A. Redkin V.B. coal, mining, present-day technologies, new equipment, combine, plough. вугілля, видобування, сучасна технологія, нове обладнання, комбайн, струг. We give a review of the present-day and promising technologies of coal mining, consider briefly the specific features of coal mining in Ukraine, and present some characteristics of new mining equipment. Дано огляд сучасних і перспективних технологій видобування вугілля, стисло розглянуто особливості вуглевидобування в Україні, наведено характеристики нового гірничотехнічного обладнання. General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2008-06-06 Article Article application/pdf https://systemre.org/index.php/journal/article/view/328 System Research in Energy; No. 1 (17) (2008): The Problems of General Energy; 7-13 Системні дослідження в енергетиці; № 1 (17) (2008): Проблеми загальної енергетики; 7-13 2786-7102 2786-7633 uk https://systemre.org/index.php/journal/article/view/328/275 Copyright (c) 2008 Shraiber O.A., Redkin V.B. https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0 |
| spellingShingle | coal mining present-day technologies new equipment combine plough. Shraiber O.A. Redkin V.B. Present-day and promising technologies of coal mining |
| title | Present-day and promising technologies of coal mining |
| title_alt | Сучасні та перспективні технології видобування вугілля |
| title_full | Present-day and promising technologies of coal mining |
| title_fullStr | Present-day and promising technologies of coal mining |
| title_full_unstemmed | Present-day and promising technologies of coal mining |
| title_short | Present-day and promising technologies of coal mining |
| title_sort | present-day and promising technologies of coal mining |
| topic | coal mining present-day technologies new equipment combine plough. |
| topic_facet | coal mining present-day technologies new equipment combine plough. вугілля видобування сучасна технологія нове обладнання комбайн струг. |
| url | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/328 |
| work_keys_str_mv | AT shraiberoa presentdayandpromisingtechnologiesofcoalmining AT redkinvb presentdayandpromisingtechnologiesofcoalmining AT shraiberoa sučasnítaperspektivnítehnologíívidobuvannâvugíllâ AT redkinvb sučasnítaperspektivnítehnologíívidobuvannâvugíllâ |