автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.02, диссертация на тему:Формирование экологически чистых горно-энергетических комплексов на базе многостадийной отработки угольных месторождений блок-стволами



На правах рукописи

ШАРОВАР Иван Иванович

УДК 622.272:502.7:621.31

ФОРМИРОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТЫХ ГОРПО-ЗНЕРГЕТМЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ ИЛ БАЗЕ МНОГОСТАДИЙНОЙ ОТРАБОТКИ УГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ БЛОК-СТВОЛАМИ

Специальность 05.15.02 — «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 1995

Работа выполнена в Московском государственном горном университете.

Научный консультант чл.-кор. РАН, докт. техн. наук, проф. ПУЧКОВ Л. А.

Официальные оппоненты: докт. техн. наук, проф. КАРЕТНИКОВ В. Н., докт. техн. наук, шроф. ЗУБОВ В. П., ДО1КТ. техн. наук, проф. ГУРЬЯНОВ В. В.

Ведущая организация: институт «Центрогнпрошахт» (г. Москва). '

¡22. XII

Защита диссертации состоится« . . . » , \ . 1995 г,

в Л»? час. на заседании диссертационного совета Д-053.12.02 при Московском государственном горном университете по адресу: 117935, Москва, В-49, Ленинский проспект, д. 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского горного университета.

О I V I

Автореферат разослан « . . . » . Л Л . . 1995 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

докт. техн. наук, проф. КУЗНЕЦОВ Ю. Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Структура топливно-энергетического баланса (ТЭБ) за последние сорок лет существенно изменилась. Если в 1950 г. доля угля в ТЭБ страны составляла 66,1%, то в настоящее время — только 22,6%, а по прогнозам к 2000 г. должна упасть до 21 ... 18%. Аналогичная ситуация наблюдается н в других государствах. Уменьшение доли угля в ТЭБ объясняется низкими ценами на нефть и газ, хотя в некоторых странах (Франция) тепловые электростанции, работавшие на каменном угле, вытесняются атомными. Тем не менее, каменный уголь продолжает оставаться важнейшим энергоносителем. Мировая добыча составляет 3211,2 млн. т каменного и 1180,2 млн. т бурого угля. По прогнозам мировые разведанные запасы угля остались на 235 лет, тогда ,как остальных энергоносителей (нефть, газ, уран) —на несколько десятков лет.

Анализ распределения запасов ископаемых углей по глубине залегания и территории страны показывает, что только 35% доступны для открытых горных работ, но 2/3 из них представлены бурыми углями и находятся в основном в восточных районах страны. Это говорит о том, что подземный способ разработки останется по-прежнему основным в уголь-нон промышленности, несмотря на все присущие ему недостатки: высокая трудоемкость, некомфортные и опасные условия труда, высокая себестоимость добытого угля.

Тепловая энергетика занимает второе место в мире по загрязняющему воздействию на окружающую среду после автодорожного транспорта. Отдельными звеньями этого производства являются добыча и переработка угля, его транспортировка и хранение, производство электроэнергии. Кроме того, каждое из этих звеньев является эиергопотребляющи>м п, естественно, экологически вредным, они оказывают собственное специфическое воздействие на окружающую среду.

Весь процесс производства электроэнергии оказался разорванным на отдельные звенья, практически друг с другом мало связанные. Горняки стремятся добыть больше утл я, мало заботясь о его качестве, транспортники — набрать больше тонно-километров, энергетики, стоящие на завершающей

стадии производства, должны расплачиваться за всех, получая сырье низкого качества и высокой стоимости. Производство разорвано на отдельные звенья, функционирующие на значительном пространственном удалении друг от друга: уголь до-были в Кузбассе, перевезли по железной дороге в европейскую часть страны и сожгли на электростанции. При этом возникает экологическое противоречие: на шахте имеются большие объемы выработанного пространства, приводящие к сдвижению массива со в!семи вытекающими отсюда негативными экологическими последствиями (подработка и заболачивание поверхности, понижение уровня грунтовых вод); в то же время в районе тепловых электростанций накапливается огромное количество золошлаковых отходов и жидких выбросов, утилизировать которые из-за их огромного количества непосредственно на месте практически невозможно, а вывозить в другие регионы экономически невыгодно. Утилизация отходов горно-энергетического производства представляется сложной проблемой, так -как последние содержат трудновыводимые из ¡них токсичные, радиоактивные и другие вредные примеси.

Еще одной проблемой, решению которой препятствует разорванность горно-энергетического производства, является комплексное использование энергоресурсов угольного месторождения. Так, после отработки рабочих пластов угольного месторождения в недрах остаются колоссальные запасы энергоресурсов, 'Превратить которые в электроэнергию и тепло возможно только непосредственно на месте залегания. Для этого необходимо строительство объектов энергетики — задача невыполнимая, если их строить только для утилизации .низкокондиционных ресурсов.

Таким образом, формирование экологически чистого производства, обеспечивающего добычу, переработку, сжигание угля и получение электроэнергии на едином горно-энергетическом комплексе, обеспечивающем комплексное освоение энергоресурсов угольного месторождения, является крупной актуальной проблемой, имеющей важное народнохозяйственное значение.

Целью диссертации является установление закономерностей взаимосвязей этапов функционирования гарно-энергетического производства для формирования экологически чистых комплексов на базе многостадийной отработки угольных месторождений блок-стволами, обеспечивающих повышение эффективности их работы, уровня экологичиссти и комплексности использования энергорасурсов.

Основная идея работы заключается в единстве горно-энергетического производства, увязывающего все стадии добычи, переработки сырья и производства электроэнергии в целостный экологически чистый и высокоэффективный 'процесс.

Методы исследований. В диссертации использован комплекс методов на базе научно-технического обобщения и анализа современного состояния проблемы и передового производственного опыта, аналитические исследования процессов гидростатики п гидродинамики, механики сплошной среды, лабораторных экспериментов па специальных стендах и модельных установках, ¡методов математического моделирования и технико-экономической оптимизации параметров технологической схемы шахты, натурных исследований, математической статистики и корреляционного анализа.

Новые научные положения, выносимые на защиту:

1. Концепция экологически чистого горно-энергетического комплекса, представляющая собой основу для формирования нового научного направления, 'базируется на закономерностях функционирования этапов производства электроэнергии при многостадийной отработке угольных месторождений.

2. Стратегия многостадийной отработки месторождений полезных ископаемых учитывает последовательность, время «работы» стадий, направление н интенсивность отработки участков шахтных полей.

3. Использование тяжелых рабочих сред для выполнения процессов горного производства по добыче угля, его транспортированию, водоотливу, закладке выработанных пространств, захоронению вредных отходов, кондиционированию рудничной атмосферы, обогащению угля и его классификации по крупности, дегазации пластов позволяет создать многофункциональную технологическую систему.

4. Закономерности изменения размеров блок-стволов под влиянием горно-геологических и горнотехнических факторов являются базой для выработки рациональных пространственно-планировочных решений по отработке, участков угольных месторождений.

5. Конструирование схем вскрытия и подготовки шахтных полей при отработке их запасов блок-стволами основывается на систематизации участков, .классификации схем и способов реализации лространствепио-планировоч'ных решений.

6. Технико-экономические показатели эффективности технологии отработки запасов блок-стволами находятся в тесной зависимости от комплекса горно-геологических и горнотехнических факторов при новом технологическом содержании производственных процессов, таких, как выемка угля в коротких очистных забоях, проветривание блоков через трубопроводы и скважины, пневмотранспортирование угля вентиляционной струей, подземное углеобогащение, гидростатический подъем горной массы, оставление породы в шахте.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:

достаточным объемом лабораторных исследований на стендах и модельных установках процессов обогащения и подъема угля, явлений сорбции и десорбции тяжелых разделительных сред на поверхности каменного угля и пустой породы, а также явлений экстракции угольной органики, в том числе органической серы, тяжелыми фторалканами (более 2500 наблюдений);

значительным объемом вычислительного эксперимента на •математических моделях (10000 вариантов на «аждой из 12 моделей);

удовлетворительной сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований (расхождение не превышало 12%);

положительными результатами использования отдельных технических решений (по размещению породы от проведения подготовительных выработок в выработанном пространстве, по организации работы закладочных лав) при проектировании новых и реконструкции действующих шахт Ростовской области России и Луганской области Украины.

Научное значение работы заключается в разработке научно-методических основ формирования экологически чистого горно-энергетического комплекса на основе учета экологических и технологических проблем, а также проблем комплексного использования энергоресурсов угля и угольного месторождения в целом, использование которых позволяет существенно повысить объективность вырабатываемых технико-технологических решений.

Практическое значение диссертации заключается в следующем:

обосновании наиболее перспективных схем отработки шахтных толей блок-ст.волами с точки зрения .снижения объема .консервируемых в охранных и междубло'ковых целиках запасов угля;

оценке схем подготовки блоков по критерию минимизации объемов породы, получающейся от проходки подготовительных выработок;

обосновании вариантов системы разработки пластов для наиболее распространенных горно-геологических условий залегания .их;

разработке экономико-математических моделей технологической схемы шахты для оптимизации параметров блок-стволов;

обоснованном выборе рабочих жидкостей для реализации процессов подземного обогащения и гидростатического подъема угля;

разработке схем проветривания блок-стволов, с отводом исходящей струи по трубам и с совмещением пневмотранспорта с вентиляцией и обосновании их параметров;

разработке технологических схем подготовки 'блоков без выдачи породы от проходки подготовительных выработок из шахты;

установлении оптимальных параметров блоков при различных вариантах технологической схемы отработки их запасов (с канатно-сккповым подъемам, с гидростатическим подъемом).

Реализация выводов и рекомендаций работы. Результаты исследований составили основу для формирования трех концепций экологически чистой автоматизированной шахты глубокого заложения, победивших во Всесоюзном конкурсе, объявленном в 1990 г. ЛКНТ СССР, с использованием которых была разработана «Целостная концепция...». Для реализации последней была составлена программа научно-исследовательских работ, утверл^денная б. ГКНТ СССР и Минуглепро-■мом СССР.

Технологические схемы оставления породы в шахте приняты Всероссийской топливной ассоциацией, а также ПКБ производственных объединений «Антрацит», «Ровенькиантра-цит», «Краснодонуголь», «Ростовуголь» для использования при конкретном проектировании и планировании горных работ.

Основные положения по многостадийной отработке шахтных ,полей блок-стволами вошли в учебник, учебные пособия, конспекты лекций, практические и лабораторные занятия по учебным программам ряда дисциплин учебного плана МГГУ.

Апробация работы. Основные результаты работы, отдельные. положения и разделы диссертации докладывались и получили одобрение на Всесоюзной нау»чно-техниче'Ской конференции «Интенсивная и безотходная технология разработки угольных и сланцевых месторождений» (Москва, 1989 г.), Всесоюзном научно-техническом совещании «Эколого-эконо-мические проблемы угледобывающего региона с подземным способом добычи угля» (Шахты, 1990 г.), ученом совете. ИГД им. А. А. Скочинского (Люберцы, 1989, 1991 гг.), Всесоюзном конкурсе по разработке концепции создания экологически чистой, автоматизированной угольной шахты глубокого заложения (Москва, 1990 г.), Круглом столе АЕН РФ «Нетрадиционные технологии добычи полезных ископаемых и решение экологических проблем» (Москва, 1995 г.), Второй научно-технической конференции «Экологические проблемы' горного производства, переработка и размещением отходов» (Москва, 1995 г.), научном семинаре кафедры ТПУ Московского государственного горного университета (Москва, 1989— 1-994 гг.).

Публикация. Основные положения диссертации опубликованы в 51 работе, в том числе 4 брошюрах и учебных пособиях, 25 авторских свидетельствах на изобретения и 22 статьях.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, семи разделов, заключения и списка использованных источников из 229 наименований. Диссертация изложена на 498 страницах, включая 295 страниц машинописного текста, 97 рисунков и 38 таблиц.

Автор выражает .глубокую благодарность проф., докт. техн. наук А. С. Бурчакову и проф., докт. техн. наук А. П. Ки-лячкову за научно-методические консультации, -коллективу кафедры «Технология, механизация и организация подземной разработки угля» за большую помощь в проведении экспериментов, а также, работникам опытной обогатительной фабрики производственного объединения «Беларуськалий» за активное участие в изготовлении опытной установки гидростатического подъема и 'проведении экспериментальных исследований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Структура топливно-энергетического баланса за последние десятилетия претерпела существенные пз-менения в большинстве развитых стран мира в сторону уменьшения доли, угля. Это объясняется те.м, что предпочтение отдается более технологичным энергоносителям — нефти, природному газу, урану. Перечисленные источники также являются и более экологически чистыми. Однако быстрое исчерпание природных ресурсов и опасность глобальных катастроф типа чернобыльской в последние годы переориентировали энергетику на более широкое использование ископаемых углей. Для обеспечения конкурентоспособности тепловой энергетики на базе- ископаемых углей необходимо решить три -крупнейшие научно-технические проблемы:

обеспечение экологической чистоты всех звеньев производства;

существенное повышение эконо-мической эффективности на всех этапах производства;

обеспечение -комплексности использования энергоресурсов угольного месторождения.

Экологические проблемы являются наиболее актуальными на современном этапе развития цивилизации. Все звенья производства— добыча угля, его транспортирование и хранение, производство электроэнергии — являются энергопотребляю-щи-ми и оказывают опосредованное техногенное воздействие на окружающую среду. Основными факторами непосредственного техногенного воздействия горного производства на окружающую среду являются:

изъятие из сельскохозяйственного оборота земельных угодий под строительство поверхностного комплекса шахты, отсыпку породных отвалов и складирование шламовых отходов углеобогащения;

ущерб находящимся на подрабатываемой территории природным объектам от оседания земной поверхности; сброс шахтных .вод в природные водоемы; понижение уровня подземных вод на всей территории шахтного поля;

загрязнение воздушного бассейна продуктами ветровой эррозин и горения отвалов пустой породы и складов угля, дымовыми газами объектов поверхностного комплекса;

разрушение озонового слоя стратосферы метаном и угольной пылыо, выбрасываемыми >в атмосферу с исходящей струей воздуха.

Основными направлениями решения этих проблем являются:

сокращение площади и продолжительности отчуждения земельных отводов;

применение технологических схем с закладкой выработанного пространства;

оставление пустой породы в выработанном пространстве шахты;

глубокая очистка шахтных вод, регулирование водоприто-ков, замкнутое водоснабжение;

•включение складов угля в технологический процесс для повышения его надежности;

заглубленное размещение поверхностного технологического комплекса;!

утилизация или дожигание метана исходящей струи шахты.

Основным видом транспорта угля является железнодорожный. На его долю приходится 98% всех углеперевозок в СНГ. Основными загрязняющими факторами железнодорожного транспорта являются: выбросы тепловозов, сточные воды железнодорожных станций, рассеивание в окружающую среду перевозимых грузов, производимый шум.

Существует набор конкретных технических решений, позволяющих резко сократить экологическое воздействие железнодорожного транспорта на окружающую среду: переход па электровозную тягу, системы замкнутого водоснабжения железнодорожных станций, применение различного рода покрытий, препятствующих выдуванию перевозимого угля, использование гладкого (бесстыкового) пути и т. д. Однако ¡наиболее кардинальным решением является исключение транспорта как технологического звена, т. е. совмещение в пространстве добычи угля и производства электроэнергии.

Обычно на электростанциях создаются резервные склады угля, как правило, открытые. Из-за необходимости их постоянного перемешивания во избежание самовозгорания они являются активным загрязняющим фактором. Даже при соблюдении всех -мер противопожарной безопасности полностью исключить факты самовозгорания невозможно. Наиболее целесообразным представляется исключение резервных складов и использование для этих целей аккумулирующих емкостей.

Непосредственно производство электроэнергии является основным загрязняющим звеном всей технологической це-1П.ОЧКИ. При этом практически все потребляемые ресурсы превращаются в отходы. При сжигании антрацита отходы примерно в 4 раза превышают массу использованного топлива. Основными загрязняющими факторами тепловой электростанции являются: зола и шлаки, окислы азота и серы, водяные пары, стоки и шламы. Кроме того, 10% энергии топлива рассеивается в виде горячих газов и 60% в виде теплой воды.

АЭС являются более экологически чистыми объектами, чем ТЗС на каменных углях, но после аварии на Чернобыльской АЭС имидж атомной энергетики сильно подозван.

Основным методом удовлетворения экологических требований к тепловым электростанциям является рассеивание газообразных выбросов в атмосфере с ПОМОЩЬЮ ВЫСОКИХ ДЫМОВЫХ труб. Из-за больших о'бъамов золы н шлаков, как травило, не обеспечивается их полная утилизация, и они складируются, занимая огромные территории вблизи электростанций. Электростанции потребляют большое количество пресной воды, в том числе для целей золоудаления. Для очистки таких вод создаются шламохранилища. Таким образом, тепловая электростанция создает большое число экологически вредных объектов, ликвидация которых связана с огромными инвестициям«. Существующие методы очистки газообразных выбросов достаточно надежны, но они дороги. Для очистки дымовых газов от окислов азота промышленные установки не. применяются.

Проблему создают и твердые отходы электростанций. Если во 'Франции утилизируется до 78% золы и шлаков, то в СНГ — только около 10% .

ТЭС на твердом топливе мощностью 2400 МВт на удаление золы и шлаков в объеме до 1000 т/ч попользуют 5000 иг/ч воды. Очистка такого количества воды является Еесьма сложной технической задачей.

Отдельной крупной проблемой является предотвращение теплового загрязнения водоемов и водотоков.

Технико-экономические проблемы развития топливно-энергетического комплекса являются вторыми по важности в .повышении экономической эффективности производства.

Хотя доля ископаемых углей в топливно-энергетическом балансе постоянно снижается, абсолютный уровень добычи в мире растет. Что касается-СНГ, то начиная с 1977 г. рост угледобычи прекратился, а добыча подземным способом падает, составляя в России около 127,3 млн. т/год (1993 г.). Падает и производительность труда рабочего по добыче на шахтах б. СССР, составляя около 2,253 т/смену по компании «Росуголь» в 1993 г. Аналогичный показатель на шахтах США составляет 16,4 т/смену.

Если в ФРГ, Великобритании, ЮАР, б. СССР высоких технико-экономических показателей добиваются на крупных шахтах, то в США, КНР, Австралии основу угольной промышленности составляют мелкие и средние шахты.

К преимуществам строительства и эксплуатации мелких шахт относятся:

сокращение сроков проектирования и строительства (в США срок строительства шахты 2 . . .3 года); меньшие .первоначальные капиталовложения; меньшие удельные капитальные, затраты за счет применения менее долговечного и, следовательно, более дешевого стационарного оборудования, зданий и сооружений, малая численность персонала шахт;

возможность быстрого реагирования на изменение спроса; возможность развития за счет самофинансирования; возможность обновления оборудования при переходе на новый участок;

сокращаются затраты на доставку трудящихся к рабочим местам;

проще решаются все производственные процессы и вопросы безопасности;

меньше социальный и экономический ущерб от аварий. В США срок службы шахты составляет около 5 лет, причем за это время добывается 4 млн. т угля. Преимущественные способы вскрытия: штольнями и наклонными стволами. Соотношение затрат на вскрытие шахты штольней и вертикальным стволом — 1:3.

66% подземной угледобычи приходится на системы разработки с длинными очистными забоями. Если в СНГ, ФРГ, .Великобритании преимущественно используются длинные забои, то в Австралии, США, ЮАР — короткие. При прочих равных условиях преимущества короткозабойных систем разработки усматривают в следующем: простота технологической схемы; высокая экономичность;

основные производственные '.процессы не вызывают затруднений;

породы кровли не подвергаются полному обрушению, уменьшая оседания земной поверхности;

сокращается приток воды в подземные выработки;

снижается воздействие тяжелых 'Кровель. Недостатком короткозабойных систем разработки являются 'высокие потери угля, достигающие при небольшой глубине 30%, а при большой —60... 70%. Однако в последние годы появились варианты камерно-столбовой системы разработки, позволяющие повысить 'Коэффициент извлечения до 95% за счет погашения охранных целиков.

Велики резервы в ишользовании оборудования комплексно-механизированных лав. В апреле 1984 г. в США в течение 24 ч в лаве длиной 165 м на лласте мощностью 2,85 м было добыто 22 тыс. т угля. В ЮАР 180... 200 тыс. т/мес— обычная нагрузка на лаву, в России среднесуточная добыча из одного очистного забоя — 485 т.

Подготовительные выработки проводят обычно комбайнами, причем в ФРГ и Великобритании большим сечением, соответственно 26... 28 и 16... 18 м2. В США, ЮАР, Австралии подготовительные выработки проходят относительно небольшого сечения, преимущественно без подрывки боковых пород, но спаренными (по 3...7 параллельных выработок, обитых между собой печами).

■.Преимущественно отрабатываются пласты средней мощности пологого залегания при длине выемочного поля — 1000... 2000 м. Только в этих условиях в США, ЮАР, Австралии используют очистные, механизированные комплексы, во всех остальных— .комплекты оборудования для коротких очистных забоев.

Преобладающий вид внутришахтного транспорта — ленточные 'конвейеры: Великобритания — 90%, ФРГ — 50%, США — 50%. Основу вспомогательного транспорта составляют самоходные вагонетки и монорельсовые дороги.

Анализируя результаты деятельности угольных шахт России и занимающих лидирующее положение в мировой угольной промышленности ЮАР, США, Австралии, можно выделить основные причины отставания отечественной угольной промышленности:

большое число лав с низкой нагрузкой; ■большая протяженность поддерживаемых подготовительных выработок;

низкая производительность труда из-за низкого качества изготовления и малой энерговооруженности оборудования, сложных горно-геологических условий, высокого уровня ручного труда.

Сопоставление угольных шахт США и ФРГ показывает, что на очистных работах производительность труда в ФРГ только на 14...24% ниже, чем в США, а на вспомогательных—в 10...20 раз. Особенно характерно это для таких процессов, как подготовительные работы, подземный транспорт, содержание и ремонт выработок.

Выполненный анализ показывает, что основу совершенствования технологии подземной угледобычи составляют не очистные работы, где имеется высокопроизводительное оборудование, а обеспечивающие их этапы и процессы: вскрытие, подготовка, внугришахтный транспорт, проветривание, поддержание выработок и т. н.

Основным видом транспорта угля является железнодорожный. При объеме транспортируемого угля в б. СССР около 670 млн. г в год,, средняя длина доставки составляла 705 км. Аналогичная ситуация наблюдается и в США. В то же время, по данным США, стоимость перевозок различными видами транспорта составила: морской — 0,093; трубопроводный — 0,16; автомобильный — 4,5; железнодорожный — 0,816 цент/т-км. Железнодорожный транспорт, хотя и является наименее энергоемким, по годовым приведенным затратам уступает всем видам транспорта.

Совершенствование железнодорожного транспорта может только несколько повысить его эффективность, но по-прежнему уступает такому специальному виду транспорта, как трубопроводный. В США используется трубопроводный транспорт для доставки угля. Некоторые системы имеют длину доставки 2000 км при производительности свыше 23 млн.т угля в год. Более широкому внедрению трубопроводного транспорта препятствуют железнодоржные компании. Концентрация пульпьг составляет обычно до 40%, а давление — до 4130 к<Па.

Очевидно, что при формировании горно-энергетических комплексов необходима тесная технологическая увязка элект-. ростанции и шахты либо надежной и экономичной транспортной магистралью — трубопроводом, либо размещением их на одной площадке и устранением транспортного звена.

Если в США на душу населения приходится 11,6 кВт общей мощности электростанций, то в б. СССР — 5,3 (в мире 2,2). Очевидно, что развитие отечественной экономики до уровня развитых стран немыслимо без развития энергетики, причем доля тепловой на базе ископаемых углей должна возрастать. В то же время имеется тенденция к ухудшению показателя удельного расхода топлива. Так в США в 1970 г. он составлял 114 г/МДж, а в 1978— 124 г/МДж. Аналогичная ситуация наблюдается и в других странах из-за постоянного ухудшения качества используемого топлива. В лучшем случае КПД тепловых электростанций составляет 40%. Повысить КПД до 45... 50% можно за счет применения технологии сжигания угля в кипящем слое, однако эта прогрессивная технолотия не нашла широкого применения.

Кардинального повышения о-бщего КПД электростанции можно добиться за счет магнитогидродинамических преобразователей (МГД). В настоящее время промышленные МГД-

электростанции, работающие на твердом топливе, отсутствуют. Сложность их создания заключается в низком качестве топлива и нестабильности его характеристик. Тем не менее, опытные работы на лабораторных и экспериментальных установках показывают перспективность данного научного направления, особенно в связи с созданием сверхпроводящих магнитов.

Идея создания МГДЭС хорошо вписывается в концепцию энерготехнолог.ических .комплексов, включающих, «роме мощ-мощностей по производству электроэнергии, ряд дополнительных производств: угольных брикетов, синтетического жидкого топлива, азотной кислоты.

Объединение такого энерготехнологического комплекса с •собственно добычей угля позволит сформировать -экологически замкнутое горно-энергетическое производство, обеспечивающее комплексное использование энергетических и сырьевых ресурсов угольного месторождения.

Подсчет запасов угольного месторождения ведется только по кондиционным (рабочим) пластам. Только с 1987 г. утверждена инструкция по подсчету природного газа (метана) угольных месторождений. Запасы же угля в нерабочих пластах и запасы рассеянного во вмещающих породах углистого вещества не учитываются. Тем не менее, существуют косвенные методы, позволяющие оценить эти запасы, например, по коэффициенту угленосности и количеству метана, выделяющегося при преобразовании древесных остатков в каменный уголь. Выполненный в работе анализ позволил определить примерную структуру энергоресурсов угольного месторождения: рабочие пласты — 17,7 ... 21,8%, нерабочие пласты— 20,1 ... 23,6%, рассеянное углистое вещество вмещающих пород — 52,2 ... 57,5%, углеводороды — 1,9 ... 4,7%.

Непосредственно с проблемой комплексного использования энергоресурсов связана полнота извлечения запасов угля из рабочих пластов. Общие и эксплуатационные потери утля при подземном способе составляют соответственно 25,5 и 14,8%. Наиболее важным средством борьбы с потерями является бесцеликовая выемка или погашение охранных целиков. Прн этом второе направление представляется более предпочтительным, так как позволяет существенно снизить эксплуатационные затраты на очистные работы.

В настоящее, время разработаны методы, позволяющие отрабатывать некондиционные пласты 'безлюдными подземными и геотехнологическим.и методами, что позволяет существенно повысить полноту извлечения энергоресурсов месторождения. Наиболее важными из них являются подземная газификация и подземное сжигание угля.

В угольных шахтах мира при добыче угля ежегодно выделяется 26 ... 28 млрд. м3 метана. Из них 10... 12% капти-

руется и выводится из шахты по трубам с содержанием метана в смеси 40...50% и только около половины его утилизируется как топливо. Только около 5% выделяющегося метана практически используется. Остальной -метан выбрасывается в атмосферу, где, поднимаясь до озонового слоя тропосферы, вступает с ним в реакцию и разрушает его. Таким образом, утилизация метана является не только проблемой комплексного использования энергоресурсов угольного месторождения, но и важнейшей экологической проблемой.

Важной является проблема неэнергетического использования отходов угольного производства: ¡пустой породы и хвостов углеобогащения. Разработаны технологии получения строительных материалов из этих отходов, однако это не всегда возможно. Некоторые отходы являются токсичными, а стройматериалы низкого качества.

Особое место занимает утилизация вредных отходов угольного производства, среди которых наиболее существенным является сера. Например, 80% запасов углей Подмосковного и Кизеловского бассейнов могут рассматриваться как сырье для получения серы.

Весьма низкие показатели комплексности использования топлива на тепловых электростанциях. 90% всего угля идет на нужды энергетики. Практически в нераосортированном виде, сжигается половина всего угля. При этом в золе содержится от 1 до 15... 20% угля, а яри работе ТЭС в режиме пиковых нагрузок—до 30%. При обогащении же угля в отходах в виде сростков находится от 8 до 52% угля.

'Постоянно снижаются качественные показатели постав* ляемого на ТЭС угля. За последние 20 лет зольность угля повысилась с 28,8 до 32,5%. Ежегодно на ТЭС поставляется 120 !млн.т баласта, для перевозки которого задалживаетея более 2 -млн. железнодорожных вагонов. Зольность существенно влияет на показатели работы электростанций: антрацит зольностью более 30% не горит без подсветки мазутом и необходимо тратить до 15... 30% его от общего расхода топлива.

Золошлаковые отходы используются на электростанциях б. СССР только на 9... 10%, в основном на отвалование дамб (46,5%) и дорожное строительство (15,0%).

Улавливание вредных компонентов из дымовых газов технически возможно, но является весьма дорогостоящим. Так, установка для -улавливания сернистого ангидрида составляет около 60% стоимости основных силовых блоков.

Анализ потерь энергоресурсов угольного месторождения на всех этапах горно-энергетического производства показывает, что только 3,7... 5,4% из них непосредственно превращаются -з электроэнергию.

Постановка проблемы комплексного использования энергоресурсов угольного месторождения требует решения следующих .технических задач:

повышение коэффициента извлечения балансовых запасов; вовлечение в процесс отработки забалансовых запасов; вовлечение .в процесс отработки рассеянного углистого вещества (частично);

повышение полноты утилизации углеводородов; повышение извлечения угля в ¡процессе обогащения; снижение .потерь угля при хранении и транспортировке; повышение коэффициента использования топлива при производстве электроэнергии;

повышение 'КПД 'Энергетического цикла; энергосбережение на всех этапах производства. Решению этих проблем и посвящена концепция экологически чистого производства электроэнергии на базе ископаемых углей при комплексном использовании ресурсов месторождения.

При формировании концепции экологически чистой энергетики на базе ископаемых углей необходимо ориентироваться на следующие принципиальные предпосылки, позволяющие снизить экологическое воздействие на окружающую среду:

рассматривать добычу и обогащение угля, его транспортировку и выработку электроэнергии как единый технологический процесс, лишенный отраслевых барьеров;

обеспечивать комплексное использование энергоресурсов, что позволит не только уменьшить выбросы загрязняющих веществ, но и снизить общий объем вовлекаемых в сферу техногенного воздействия природных ресурсов;

■ повышать общий К'ПД энергопроизводства за счет утилизации энергопотоков и энергоресурсов.

Структура проблемы 'формирования экологически чистых горно-энергетических комплексов на базе ископаемых углей приведена на рис. 1.

Анализ всего перечня проявлений вредного воздействия горно-энергетического ¡производства на окружающую среду показывает, .что, несмотря 'на все их многообразие, главный узел вопросов имеет одну общую первопричину — разобщение основных составляющих эту технологическую цепь звеньев в пространстве и во времени и, как ¡следствие, отсутствие сквозной технической идеи, изначально не порождающей внутри такой системы каких-либо возмущающих экосферу факторов. Кроме того, объединение в одном комплексе позволяет более рационально организовать материальные и энергетические потоки всего производства, сведя выбросы к минимуму.

Наиболее полно требованиям формирования экологически чистой тепловой электроэнергетики отвечает концепция многостадийной отработки шахтных полей, обеспечивающая комплексное использование энергоресурсов угольного месторождения. При этом технология должна включать три стадии: предварительное извлечение метана, частичная выемка угля, подземное сжигание оставшихся энергоресурсов.

На стадии предварительного извлечения метана за 3...8 лет до начала ¡подземных горных работ через скважины, пробуренные с поверхности, осуществляется гидрорасчленение пласта с последующей обработкой поверхностно- и химически-активными веществами, обеспечивая более 30... 40% съема газа с единицы дегазируемых загпасов угля.

Наиболее идеальными по воздействию на угольный массив веществами представляются фторалканы. Они позволяют реализовать принципиально иной механизм воздействия на массив с целью повышения газоотдачц. После обычного гидрорасчленения и откачки воды скважину заполняют фтор-алканом. Являясь более тяжелой, менее вязкой и не смешивающейся с ¡водой жидкостью, фторалканы вытесняют воду иэ крупных трещин и запирают ее в мелких. После сбрасывания давления над скважиной фторалканы вскипают на поверхности угля и при этом вырабатывается холод, приводящий к замерзанию воды в мелких трещинах. Так как трещины связаны между собой, при расширении воды ¡при замерзании куски угля подвергаются всестороннему сжатию, разрушаются, способствуя переходу метана из сорбированного состояния в свободное. Аналогичного эффекта можно достичь при воздействии на массив жидким азотом.

На второй стадии — частичной выемке угля — предполагается отрабатывать запасы только в благоприятных горно-геолотческих условиях. Анализ технологии очистных работ на угольных шахтах показывает, что наиболее эффективной является очистная выемка в длинных забоях с механизированными комплексами в благоприятных горно-геологических условиях и в коротких забоях с комплектами самоходного оборудования — в сложных.

На третьей стадии—подземное сжигание оставшихся энергоресурсов — осуществляется сжигание целиков угля на пластах рабочей мощности, пластов-спутников и рассеянного углистого вещества вмещающих пород (частично). Ряд технических вопросов подземного сжигания не нашел эффективного решения. К «им относятся опасность загрязнения подземных водоносных горизонтов фенолами, образующимися при низкотемпературном горении угля в пласте; управление очагом горения; последовательное включение в процесс сжигания новых участков угольного пласта.

Устранение этих проблем достигается сочетанием следующих технических решений: применение для сжигания обогащенного кислородом воздуха; использование завес из газов, не поддерживающих горения,— дымовые газы, углекислый газ, азот — подаваемых через ряд скважин; предварительное заполнение скважин, соединяющих выработки, легкоплавкими материалами, выплавляемыми по мере приближения очага горения.

На основании изложенных требований и предложенных технических решений А. С. Бурчаковым, Л. А. Пучковым, А. С. Бродтом и автором настоящей работы разработана концепция экологически чистого горно-энергетического комплекса, послужившая основой для формирования новой научно-технической программы «Экологически чистая высокопроизводительная автоматизированная шахта глубокого заложения».

Сущность концепции заключается в следующем. Отработка участка ведется по многостадийной технологии по схеме, представленной на рис. 2. Вскрытие и разработка ведутся блок-стволами. »Соседние блоки объединяются в группы, например, по 4. Каждый блок вскрывается собственным стволом и попарно блоки соединяются специальными сбойками. На каждую группу сооружается один энергетический ствол, в «отором размещают технологическое оборудование.

Стволы проходят методом бурения. Групповое размещение стволов позволяет применить наиболее эффективный способ их проходки: один ствол по схеме сверху — вниз, 4 остальных— по схеме с расширением пилотной скважины снизу — вверх.

Отработка запасов блока ведется предпочтительно -камерной системой разработки с применением самоходного оборудования. На очистном участке осуществляется предварительное обогащение угля с выделением видимой породы и размещением ее в отработанных камерах.

Транспортировка отбитого угля в измельченном виде осуществляется по вентиляционному трубопроводу, что позволяет решить проблему борьбы со скоплениями метана (во всех выработках блока—свежая струя) и борьбы с пылью.

В околоствольном дворе происходит разделение газообразных и твердых'продуктов из вентиляционного трубопровода на комплексе глубокой. переработки угля. Твердые продукты подвергаются тонкому измельчению и последующему обогащению в легкокипящих тяжелых жидкостях, например, фторалканах. Использование этих веществ, отличающихся низкой температурой кипения, низкой вязкостью и способностью растворять органические соединения, содержащиеся в угле, позволяет получить «родукт -в сухом виде при высокой степени регенерации тяжелой жидкости, высокой чистоты и

Повышение коэффициента и «влечения уг ля в пре~

В О.орАННЫХ целиклх

Отработке» пластов с путник ое

Иевлечение рассеянного углистог о вещества 1част ично7

Иснольвоэьниа метана д«газационных систем

Утилизация.нетана вент, струи и отбитого угля

Снижение содержания углерода в отводах у гле о бог »ценил

Использование перепада высот на шахте

Ис поль гование недр

Исключение просыпания при логрузоиио-равгру-эочны< операциях и тран._ порте

Снииеиие оы при транл

выдувания угг ор гйровании

Повышение полноты сгорания топлива

Более полное использование топлива

Утилизниич нигкотемпера гурных те пловы х истомнитомников

большие капитальные вломенип в горные выработки

Консервирование основных фондов в выработках с £"— проком спушс

Низкая произв оди-тельносуь труда на вс помогательмы < пр о ц« с с а>. г ор н о г о произврдства

Большие эксплуатационные затраты на^ поддержание выработок

Невогможмость эксплуатации нарушенных мес т-ии^с_высокими

*тэпв

Снимемте Т^П из7за высокои метанообильности и выброс оо пас •

Порожние прогоны составов

Высокие м/д тарифы

Смерзаемость угля в ваг она* в зимнее время

Выс окии коэффициент тары

Неполная выгрузка в аг он ов

Низкий к• л.д. процесс а

Необходимость создании складов угля

Выс окая сто имость гаео- и водоочистки

Потреблвние большого количества в оды на эолоуд^л*!мие

Зависимость„эффективности рабогы от качес гва уг ля

Необходимее гь переналадки оборудова-

ния при изменении качества угля

повер.чнос ти

Понижение уровня грунтовыу Ьод

Сброс шахтных вод

Выдача породы от про»одки выработок

Выброс метана вент, с тру*и и отбитым углем

Скла, тов

дирование Обогатите Фабрик

Xламо*ранили к ич отходое

Выдувание и ние пыли со угля на поее

вымыва-

с К Л«* ДО В р Ч Н о с т и

Г оре

ние угля складах

ВЫДУ1

порб

вание пыг дных отве

Горен

одных

Про и шум X с* н и

зводстее и вибраи 2М0В ш а • подъема.

нныи ия ме-тного

Д<?ф«1 роди

рмироеэн* ых ландви-

Выгорание угля в составах и'промежуточны х с к лад а;<

Выбросы ж/д станции

Выхлопные газы ло-к омо гивов

Прои?водетвенныи «ум и вибрации на транспорте <*/д>

горанне ,угля на лада»: э/с

дувание и вымыва-пыли г угольныч ладов э/с

Выброс пылеобразных золо- шлаковых: о г«.с>-до в с прод гам и г орении

пение золо— и вы,« хранилищ,

уокис ь с еры и с ль» азота

Выбросы угле»: и с лоты

>

О

т

1Г

>

<

—1 с

а/ ь а

я л

О ■о

£4 т

О ■V

>

х: 71

х л О -»

о ъ»

-1 О

О о

■и ы

X Ъ

О >

I

ш С

X »

гя

•ч -1 р| ш * о а

1 ы •о

зс о о

X 01

т О с .с го

?! О т О ж с £

8

я

о •С

5 га X о

ы п О

о о

3»

ла-

Рис, 2. С/емд многостадийном 0ТРА6ОТКИ шахтного поля с экологически чистым горио-энергетическим комплексом: .

энергетический ствол ; 2 - блоковые стволы; 3- ме*5локовые сбойки; а - сбоики с Энергетичесли'м стволом ; 5 - дегАЗАЦиоииые скважины, 6 - выработки для отвода горячих гаЮв

со стабильными характеристиками топлива зй счет возможности разделения углей самых мелких классов яри высокой степени раскрытия минеральных зерен, обеспечить обе'ссери-вание за счет экстракции органической серы из угля. Продуктами комплекса глубокой переработки угля являются: угольный порошок, экстракт органических соединений и мелко измельченная пустая порода.

Пустая порода транспортируется по трубопроводу для размещения в отработанных камерах с использованием высокоминерализованных шахтных вод.

Угольный порошок, являющийся высококачественным топливом, используется для производства электроэнергии по схеме, приведенной на рис. 3. Порошок подается в топку, где сжигается в кислороде или воздухе, обогащенном кислородом. В камере смешения происходит ионизация газов поташом. В М;ГД-генераторе вырабатывается до 20% всей электроэнергии комплекса. Остывшие газы поступают в парогенератор. В качестве рабочей среды используется неводный теплоноситель — четырехокись азота. 70% электроэнергии снимается с газовой турбины, установленной на поверхности шахты. Сконденсированная рабочая среда через гидротурбину, вырабатывающую до 10% электроэнергии, поступает в парогенератор.

Дымовые газы очищаются от вредных примесей в стволе, который используется как гигантский скруббер.

На поверхности шахты находится кислородная станция, на которой перерабатывается исходящая струя шахты, в результате чего утилизируется метан.

Избыток жидкого азота, образующегося при разделении воздуха на кислородной станции, используется для осуществления следующих производственных процессов собственно горного производства:

интенсификация процесса дегазации пласта через скважины, пробуренные с поверхности;

охлаждение воздуха, подаваемого в шахту; упрочнение кровли камер замораживанием; замораживание камер, заполненных шахтной водой и породой, для обеспечения извлечения междукамерных целиков;

организация управляющей завесы при сжигании оставшихся запасов угля на третьей стадии.

После частичной выемки угля блок подготавливают к подземному сжиганию, для чего:

проводятся полевые выработки — коллекторы; пробуриваются восстающие скважины, соединяющие полевую .выработку со сжигаемыми -пластами;

заполняются восстающие скважины легкоплавкими материалами, например, битумом;

2

17

демонтируется оборудование глубокой переработки угля н энергетического ствола;

монтируется в 'энергетическом стволе оборудование для утилизации тепла газов подземного сжигания угля и очистки дымовых газов.

Если на шахте добываются кроме энергетических углей коксующиеся, в блок-стволе монтируется гидростатический подъем, использующий в 'Качестве разделительной среды тяжелые фторалканы.

Предложенная концепция горно-энергетического комплекса обеспечивает высокую экологическую чистоту и комплексное использование энергоресурсов угольного месторождения.

Изложенная концепция вносит существенные особенности в технологию ведения работ на всех стадиях, требующие дополнительного изучения и 'конкретизации.

В системе отработки к таким параметрам относятся: размеры и форма шахтного поля, порядок отработки отдельных частей.

Предложенная в работе систематизация шахтных полей и участков по условиям залегания позволила все многообразие свести к 32 группам, из ноторых только 14 имеют достаточно широкое распространение. Анализ условий залегания пластов и соответствия существующих технологических схем требованиям концепции экологически чистой шахты определяют преимущество отработки шахтных полей блок-стволами. Однако этому способу .присущи следующие недостатки:

большое число вертикальных выработок, темпы проведения которых ниже, а стоимость соружения выше, чем горизонтальных;

большие потери угля в охранных целиках под промпло-щадки вертикальных стволов.

Если для решения первой проблемы появились обнадеживающие результаты после создания способов проходки стволов бурением и стволспроходческих комбайнов, то для решения второй проблемы приемлемых решений пока не найдено, или они не подтверждены практикой.

В этой связи представляет интерес исследование объемов консервируемых в охранных целиках балансовых запасов. На основании разработанной математической модели было исследовано влияние горно-геологи'ческих и горнотехнических факторов на абсолютный и относительный объем консервируемых запасов. Установлено, что наибольшее влияние на объем консервируемых запасов оказывают глубина горных работ и размеры 1блаков. Так, при «глубине 1500 м около 50% всех запасов шахтного поля будет находиться в охранных целиках. Необходимо стремиться к отработке этих запасов. Существуют три способа решения этой проблемы:

совершенствование систем раскройки шахтного поля за счет пространственно-планировочных решений (отработка шахтного поля шестигранными попарно соединенными блоками со стволами, смещенными к одной вершине, в результате чего на три блока имеется только один охранный целик);

осуществление предварительной отработки запасов в контурах охранных целиков традиционными технологическими схемами предпочтительно с закладкой выработанного пространства через горные выработки соседних блок-стволов (пионерные блоки);

осуществление предварительной отработки запасов в контурах охранных целиков геотехнолопгческими методами (подземная газификация, подземное сжигание, скважинная гидродобыча).

Порядок отработки блоков «предусматривается восходящий, позволяющий организовать захоронение отходов и излишков шахтных вод на нижних горизонтах.

Отработку пластов в свите предусматривается вести в восходящем порядке, что обеспечивает региональную защиту пластов от внезапных выбросов.

Переход на отработку блок-стволами выдвигает ряд специфических требований к схемам вскрытия. В работе проанализированы существующие схемы вскрытия, оценены их преимущества и недостатки применительно к разработанной концепции и создана методика конструирования схем' вскрытия блок-стволами, которая включает: классификацию схем вскрытия, систематизацию условий залегания пластов п набор конкретных технических решений для основных групп горно-геологических условий.

Так как основным препятствием широкому внедрению технологии отработки шахтных полей блок-стволами является сложность проходки и дороговизна вертикальных стволов, в работе проанализированы существующие способы проходки стволов бурением и предложена оригинальная технология бурения стволов в забое, затопленном сжиженным газом с более высокой плотностью <по сравнению с разбуриваемой породой.

Особенности отработки блок-стволами требуют и специфических схем подготовки, основной задачей которой является организация коммуникаций в блоке. Разработанная классификация спообов подготовки блок-стволов позволила синтезировать более 40 вариантов, отличающихся способом окон-тур ивания блока, схемой деления блока по падению и простиранию, направление;« подвигания отработки и т. д.

Применительно к концепции экологически чистой шахты для схемы подготовки принципиально важной является оценка ее с точки зрения количества породы, получаемой при проведении подготовительных выработок, так как необходи-

2*

19

мо обеспечить ее размещение в выработанном пространстве. Была разработана математическая модель, позволяющая оценить влияние горно-геологических и горнотехнических факторов на удельный выход породы от подрывки при проведении подготовительных выработок для всех известных схем отработки и подготовки пологих пластов.

Было установлено, 'что наиболее, эффективна с этой точки зрения погоризонтная подготовка, причем для нее характерно то, что удельный выход породы не зависит от размеров шахтного поля и блока.

Небольшие размеры блока и небольшой срок службы позволяют перейти к проведению выработок с минимальной подрыв,кой и дешевыми видами крепи, например, анкерной. Представляет большой интерес в -благоприятных условиях применение секционных присечных жрепей (СПК.).

Анализ условий залегания угольных пластов и применяемых технологических схем очистных работ позволяет выделить следующие группы горно-геологических условий, требующих принципиально отличных подходов при создании технологии' очистных работ:

■весьма тонкие и тонкие пологие и наклонные пласты; весьма тонкие, тонкие и средней ¡мощности круто-наклонные и крутые пласты;

пологие и наклонные пласты средней мощности. Отсутствие приемлемых технологических решений для первых двух групп горно-геологических условий потребовало специальных исследований этой проблемы.

Новые подходы, изложенные в классификации технологических схем выемки угля без присутствия людей в очистном забое, разработанной автором, позволили синтезировать ряд перспективных технологических схем:

выемка угля из крутых пластов в тяжелых средах с отбойкой канатными пилами;

выемка угля из крутых пластов в тяжелых средах с отбойкой клиновыми исполнительными органами;

выемка угля из крутых пластов в тяжелых средах с отбойкой затопленной струей тяжелой жидкости;

комбинированная бурошнековая и скрепероструговая выемка угля из весьма тонких и тонких пологих пластов.

Применительно к третьей группе горно-теологических условий с учетом специфики многостадийной технологии отработки шахтных полей блок-стволами на основании анализа предложены:

для благоприятных условий — комбинированная система разработки короткими лавами длиной 40...100 м, работающими прямым ходом с формированием подготовительных выработок и закладкой породы от подрывки в выработан-

нам пространстве, чередующимися с длинными лавами длиной 300... 350 м, работающими обратным ход,ом на ранее сформированные выработки;

для неблагоприятных условий — камерная система разработки в варианте с погашением междукамерного целика под защитой механизированной гусеничной крепи.

Вторая система разработки получила широкое распространение на шахтах США, ЮАР, Австралии и отличается самыми экономичными характеристиками. По данным ЮАР, себестоимость 1 т угля по участку при этой технологии составляет 5,48 долл. США/т, по сравнению с длинными — 5,93 и короткими (8,62) лавами на одной и той же шахте в аналогичных условиях.

Для условий отработки блок-стволами эта технология предпочтительнее также по следующим причинам: применяется самоходное оборудование; одно и то же оборудование используется и для подготовки, и для очистных работ;

относительно небольшая металлоемкость оборудования; более простое обслуживание оборудования. Новыми производственными процессами, используемыми в горной части горно-энергетического комплекса, являются: выемка угля в коротких очистных забоях, проветривание с отводом исходящей струи по трубам, транспортирование, угля вентиляционной струей, подземное обогащение угля, гидростатический подъем угля, оставление породы в выработанном пространстве.

Так как короткозабойная технология выемки угля в отечественной практике не использовалась, представляет интерес исследование взаимосвязи горно-геологических и горнотехнических факторов с технико-экономическими показателями камерной системы разработки. Разработанная экономико-математическая модель позволила оптимизировать технологические параметры системы разработки и исследовать их зависимость от горно-геологических и горнотехнических факторов.

Предложенная учеными ДонУГИ идея отвода исходящей струи из шахты по трубам органически вписывается в концепцию экологически чистой шахты глубокого заложения. Преимущества ее состоят в следующем:

во всех выработках блока находится свежая струя; в исходящей струе, отводимой по трубам, может быть увеличено предельное содержание метана, что позволит уменьшить сечение выработок и повысить нагрузку на очистной забой;

упрощается борьба с пылыо, так как возможно замыкание систем пылеотсоса на трубопровод с исходящей струей.

Разработанная математическая модель системы вентиляции блока через трубы и вентиляционные скважины позволила сделать следующие выводы:

в 'блоке можно 'создать высоконадежную схему проветривания при приемлемых значениях депрессий 'при предвари-тельно!М снижении >метанообильности до 10 м3/т с. д.;

при остаточной метанообильности до 10 м3/т с. д. 'максимальный минутный утлепоток выемочной машины в блоке может составлять 3...5 т/мин.;

диаметр трубы или скважины должен составлять около 1 м, так как при меньших значениях депрессия блока резко возрастает.

Ряд выпускаемых «промышленностью вентиляторов обеспечивает по напору и производительности эффективное проветривание блок-ствола, тем не менее в дальнейшем необходимо сконструировать специальный вентилятор, отличающийся небольшой производительностью, но высоким напоро!М.

Пневмотранспорт угля используется на ряде шахт мира и имеет область эффективного его .применения. Согласно предложению ДонУГИ о совмещении пневмотранспорта и отвода исходящей струи, предполагается, что при отводе исходящей струи блока по трубам предварительно измельченный уголь можно транспортировать то тем же трубам за счет развиваемой вентилятором депрессии. Для проверки этой идеи была разработана математическая модель такой транспортной системы, позволяющая исследовать ее технологические параметры в зависимости от горно-теологических .и горнотехнических факторов. Обобщая результаты 'математического моделирования, можно сделать следующие выводы:

транспортируемый уголь должен подвергаться дополнительному измельчению в мобильных дробилках .или мельницах до размера не более 30 мм;

перепад давления должен создаваться нагнетательными мобильными вентиляторами типа воздуходувок;

схема 'вентиляции должна быть комбинированной, нагне-тательно-всасывающей: нагнетательная от забоя до ствола, разделение твердых и газообразных продуктов, выдача газообразных продуктов всасывающими вентиляторами;

диаметр всасывающего трубопровода должен быть не. -менее 1, Ом;

трубы должны быть легкими, удобными в монтаже; особые требования предъявляются к качеству материала труб — обеспечение отвода накапливающегося на их поверхности статического электричества.

Реализация идеи подземного обогащения позволяет решить следующие экологические, социальные и экономические проблемы:

исключается необходимость выдачи на поверхность до 30 ... 40% общего объема горной массы;

уменьшается объем породных отвалов, шламо- и золохра-нилищ на земной поверхности;

уменьшается объем пылевых и газообразных выбросов на земной поверхности и абсолютное, загрязнение водного и воздушного бассейнов;

снижается величина подработки земной поверхности за счет оставления пустой породы в выработанном пространстве;

улучшение условий поддержания подготовительных выработок в закладочном массиве;

улучшение КПД энергоагрегатов электростанции за счет повышения качества угля.

Известный мировой опыт подземного обогащения не позволяет в полной мере реализовать идеи экологически чистого горно-энергетического комплекса из-за несовершенства технологии и низкой избирательности 'процесса.

В большей степени предъявляемым экологическим и технологическим требованиям удовлетворяет гравитационное обогащение в низкокипящих тяжелых жидкостях (сжиженных газах). Наиболее перспективны для обогащения угля фгоралканы Ф-11 и Ф-114В2. Данные вещества являются дефицитными и дорогостоящими, поэтому цикл регенерации тяжелой жидкости является основой технологии подземного обогащения в разрабатываемой концепции. Были проведены исследования адсорбции и десорбции тяжелых жидкостей на поверхности углей различных марок и вмещающих пород, а также зависимости их параметров от различных факторов: фракционный состав, температура, давление.

Выполненные исследования процессов регенерации фтор-алканов показали техническую осуществимость процесса подземного обогащения угля в этих легкоиспаряющихся тяжелых жидкостях. С целью снижения расхода фторалканов представляется целесообразным производить предварительное смачивание дробленого угля поверхностно-активными веществами, предотвращающими проникновение и поры кусков обогащаемой горной массы излишнего количества рабочей жидкости.

Более доступной, но не разработанной с научной и технологической точки зрения является идея обогащения угля в смеси ожиженных инертных газов.

Являясь активными растворителями, фторалканы могут облегчить процесс обессеривания угля, экстрагируя органическую серу. Выделение экстракта из рабочей жидкости может быть осуществлено в ректификационной колонне, расположенной в околоствольном дворе или вертикальном стволе.

Использование таких эффективных рабочих жидкостей позволяет по-новому оформить сам обогатительный процесс, совместив его с другими производственными процессами: выемка, доставка, измельчение, транспортировка, подъем.

Анализ соответствия различных видов подъема угля идее отработки шахтных полей 'блок-стволами показал неоспоримые преимущества гидростатического .подъема. Достоинство способа — в возможности осуществить обогащение угля в процессе подъема. Для исследования параметров данного способа подъема были выполнены лабораторные и экспериментальные исследования на физической модели гидростатического подъема в масштабе 1: 100 и выполнено математическое и экономико-математи'ческое моделирование гидростатического подъема.

Выполненные исследования позволили установить основные закономерности гидростатического подъема. Подробнее этот вопрос освещен в диссертационной работе А. С. Бродта, выполненной под научным руководством автора.

Большой объем исследований выполнен автором по разработке технологии отработки тонких и средней мощности пластов с оставлением .породы от проходки подготовительных выработок в выработанном пространстве шахт. Для производственных объединений «Шахтуголь», «Антрацит», «Ровень-киантрацит», «Торезанграц.ит», «Донбассантрацнт», «Ростов-уголь» были выполнены исследования по оценке объемов породы от проходки подготовительных выработок и намечены комплексы мероприятий по снижению зольности угля и упорядочению породного хозяйства шахт. Основными научными и техническими рекомендациями выполненных исследований являются:

переход на технологические схемы, обеспечивающие оставление породы от подрывки подготовительных выработок в шахте;

формирование специальных «закладочных» лав для размещения породы от проходки изолированных выработок;

комплексная механизация работ г,о возведению бутовой полосы из породы от проходки примыкающей к забою подготовительной выработки, в первую очередь, крепления;

оптимизация параметров технологии с учетом оставления породы в шахте.

Разработанные технологические схемы позволяют организовать оставление породы от шроходки всех выработок в выработанном пространстве, а предложенный механизированный способ размещения породы дозволяет снизить трудоемкость этих работ.

Основу предложенной .концепции экологически чистого горно-энертетического комплекса составляет многостадийная отработка шахтных полей. Для оценки ее эффективности традиционные подходы не годятся, так как на каждой стадии производятся различные теплоносители: метан, уголь, горячая вода. Для оценки такой системы предложена экономико-математическая модель:

Сг V тм/Кл„ + СУ2 тгиКпъъ + Ст (2 тгц—Кп,п X /ад — -----Ь

' п п, п II

V тац]К,ег(?г 4- 2 т^КмЛу + (23 + 2 '«Д;) *1сж<Зу г АГг АГУ + /Ст „,п ,п

Л&г -Му<?у+ ЛТ

где Сг—эксплуатационные расходы на добычу газа, руб/м3;

Су —то же на добычу угля, руб/т; Ст —то же на сжигание угля под землей, руб/т; п— число пластов угля в шахтном поле; п, — то же, отрабатываемых на второй стадии; т1— мощность /-го пласта, м; 7г — плотность угля 1-го пласта, т/м3; ц — метанообильность, м3/т; Кдог —коэффициент дегазации пластов угля на первой стадии;

изн —коэффициент извлечения угля из пластов на второй стадии;

т]сж —коэффициент использования тепла, получаемого от

сжигания угля на третьей стадии; (2г — теплотворная способность метана, Дж/м3; С1у — теплотворная способность угля, Дж/т; КТ — капитальные затраты на сооружение комплекса

по добыче и переработке газа, руб.; Ку — то же угля, руб.;

/Ст — то же по получению тепловой энергии от подземного сжигания, руб.; А г — производственная мощность предприятия по метану, м3/год; А у — то же по углю, т/год; Ат — го же по теплу, Дж/год; Е — коэффициент сравнительной экономической эффективности .капиталовложений.

В результате экономико-математического моделирования было исследовано влияние параметров различных стадий на эффективность технологии в целом. Установлено, что наибольшее влияние на эффективность технологии оказывает вторая стадия, причем со снижением теплотворной способности угля это влияние увеличивается. Так, если при теплотворной способности угля 31,4 МДж/кг при росте эксплуатационных расходов на добычу угля на один порядок общие приведенные затраты увеличиваются в 1,8 раза, то при теплотворной способности 8,38 МДж/кг — в 2,46 раза.

Наиболее существенное влияние на эффективность техно-логин оказывают и капитальные затраты на второй стадии. Ее 'Слияние при увеличении капитальных затрат на всех стадия! на один порядок в 8 раз более существенно, чем первой и второй стадий.

Исследование влияния производственной -мощности предприятия по различным видам теплоносителей показало, что и по этому параметру вторая стадия наиболее ' существенна, причем при производственной дющпости по углю более 2 -млн. т/год уменьшение общих приведенных затрат по технологии не наблюдается.

■По степени использования различных энергоресурсов наиболее существенна третья стадия. Если при увеличении коэффициента извлечения угля на второй стадии с 0,3 до 0,6 общие приведенные затраты возрастают на 19%, то при возрастании коэффициента использования тепла на третьей стадии с 0,2 до 0,6 они уменьшаются на 25%.

Наиболее существенное влияние из горно-геологических факторов оказывают теплотворная способность угля и угле-насыщенность месторождения, причем влияние первого фактора более существенно, что указывает на то, что предлагаемую технологию предпочтительнее применять при отработке антрацитовых пластов.

Пионерный характер большинства предложенных технических решений на настоящем уровне развития проблемы не позволяет произвести математическое моделирование горноэнергетического комплекса в целом >в стоимостном выражении. Поэтому в работе было выполнено экономико-математическое 'Моделирование стадии частичной выемки угля без энергетической части. При этом моделировались 8 вариантов отработки блок-сгволамн и традиционная схема. При моделировании использовались стоимостные параметры в ценах на 01.01.91 г.

Реализация модели проводилась применительно к следующим вариантам технологических схем блоков:

а) схема 1-1. Двукрылый блок, вскрытый вертикальным стволом с отнесенной скважиной и отводом исходящей струи от забоя по выработке и скважине;

>6) схема 1-2. То же однокрылый блок;

в) схема 2-1. Двукрылый блок, вскрытый вертикальным стволом с отводом исходящей струи от забоя по выработке и трубопроводу, прололсенному в стволе;

г) схема 2-2. То же однокрылый блок.

д) схема 3-1. Двукрылый блок, вскрытый вертикальным стволом с отнесенной скважиной и отводом исходящей струп от забоя по трубопроводу, проложенному в выработке, и скважине;

е) схема 3-2. То же однокрылый блок;

ж) схема 4-1. Двукрылый блок, вскрытый вертикальным стволом с отводом исходящей струп от забоя ото трубопроводу, проложенному в выработке и стволе;

з) схема 4-2. То же однокрылый блок.

Результаты реализации модели приведены в таблице. Как видно из приведенных данных, варианты с двукрылыми блоками имеют меньшие приведенные затраты по всем схемам на 20...30%. Наиболее экономичным является вариант 1-1, однако к нему близки п варианты 3-1 и 4-1 с отводом исходящей струи по трубам. Исследование влияния горно-геологических факторов показало, что при промышленных запасах более 40 млп.т отработка блок-стволами экономичнее традиционной технологии.

Анализ результатов моделирования показал, что оптимальные размеры блоков существенно зависят от мощности разрабатываемого пласта. Для схемы 1-1 с увеличением мощности пласта от 1 до 3 м оптимальные размеры блока по простиранию уменьшаются с 2600 до 2000 м, а для схемы 2-1 с 2000 до 1500 м.

Разработанная модель позволяет оптимизировать размеры блока в зависимости от горно-геологических и горнотехнических факторов, которые, составляют по простиранию 1500.. . 2500 м и по паДению 400 .. . 600 м.

Реализация концепции экологически чистого горно-энергетического комплекса должна осуществляться поэтапно: отдельные технические решения уже в настоящее время; другие— после дополнительной научной и проектно-конструктор-ской проработки; третьи — после долговременных крупномасштабных межотраслевых исследований.

Предлагаемая концепция экологически чистого горно-энергетического комплекса представляется наиболее целесообразным путем выхода из создавшегося экологического тупика в угольной энергетике.

В работе намечены пути создания нового варианта концепции экологически чистого горно-энергетического комплекса— криогенного, однако в настоящее время отсутствует какой-либо существенный научный задел в этом направлении.

Результаты реализации экономико-математической модели отработки шахтного поля блок-стволами

Предлагаемые варианты отработки блок-ствола 1 Вариант

Вид затрат 1 ^ ^ 1-2 2-1 2-2 3-1 3-2 4-1 4-2 с т/радиционной технологией отработки

Капитальн. затраты, руб/т, в том числе: 1,81 2,14 1,78 2,10 1,78 2,10 1.81 2,14 2,21)

проведение выработок 0,41 0,60 0,38 0,56 0,38 0,56 0,41 0,60 0,86

очистные .работы 0,31 0,31 0,31 0,31 0,31 0,31 0,31 0,31 0,31

Транспорт 0,48 0,62 0,48 0,62 0,48 0,62 0,48 0,62 0,53

подъем 0,31 0,31 0,31 0,31 0,31 0,31 0,31 0,31 0,16

вентиляция 0,11 0,11 0,11 0,11 0,11 0,11 0,11 0,11 0,10

водоотлив 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,04

водоснабжение 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04

электроснабжение 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,06

здания и сооружения 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,10

Эксплуатац. расходы, руб/т, в том числе: 0,62 8,49 8.49 8,38 6,76 8,64 6,73 8,63 8,94

проведение выработок 2,27 3,86 3,86 3,72 2,15 3,72 2,27 3,86 3,92

поддержание выработок 0,45 0,60 0,06 0,66 0,45 0,66 0,45 0,66 0,97

транспорт 0,27 0,30 0,30 0,30 0,27 0,30 0,27 0,30 0,45

очистные работы 2,55 2,55 2,55 2,55 2,55 2,55 2,55 2 55 2,55

водоотлив 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23 0,19

вентиляция 0,12 0,13 0,13 0,17 0,37 0,43 0,22 0,28 0,18

подъем 0,67 0,69 0,69 0,69 0,67 0,69 0,67 0,69 0,35

прочие расходы 0,06 0,07 0,07 0,06 0,07 0,06 0,07 0,03 0,33

Приведенные затраты, руб/т 0,80 8,70 8,70 8,59 6,94 8,85 6,91 8,85 9,16

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации на основании выполненных исследований осуществлено решение, проблемы создания экологически чистых горно-энергетических комплексов, имеющей важное народнохозяйственное значение для угольной промышленности страны.

Основные научные и практические результаты исследований, определивших содержание диссертации, заключаются в следующем:

1. На основании анализа экологических проблем добычи и обогащения угля, его перевозок и храпения, сжигания и производства электроэнергии установлено, что наиболее радикальные пути их решения основываются на формировании единого экологически чистого горно-энергетического комплекса.

2. Анализ современного технического состояния всех звеньев топливно-энергетического комплекса позволил наметить наиболее рациональные 'пути их совершенствования на основе глубокой переработки угля без выдачи его на поверхность, исключения транспортного звена или его функционального преобразования, 'повышения КПД энергетического блока за счет включения в его состав МГД-генератора, резкого сокращения фондоемкости производства за счет модульной отработки шахтных полей блок-стволами.

3. Комплексное освоение энергоресурсов угля и угольного месторождения в целом достигается за счет многостадийной отработки шахтных полей, включающей последовательно выполняемые стадии: добыча метана из массива угля и пород; частичная выемка запасов угля из кондиционных пластов ¡.подземное сжигание оставшихся запасов рабочих пластов, пластов-спутников и рассеянного углистого вещества (частично).

4. Высокоэффективная работа горно-энергетического комплекса с постоянным объемом и номенклатурой энергоносителей возмол<на на основе использования технологии отработки шахтных полей спаренными блок-стволами, когда одновременно отрабатываемые блоки соединены мел<ду собой горной выработкой, нейтральной в вентиляционном отношении.

5. Анализ систем отработки и нх оценка по объему консервируемых в охранных и междублоковых целиках запасоз показывает преимущества кустового расположения блоковых и энергетического стволов, а также гексогональной раскройки шахтного поля.

6. Исследование параметров технологических схем отработки шахтных полей блок-стволами позволил определить их основные, качественные и количественные характеристики в зависимости от конкретных горно-геологических условий:

производственная мощность — 1...2 млн. т/год; срок службы — 10... 13 лет; размеры по простиранию — 1500 .. . 2500 м; размеры по падению — 400 ... 600 м.

7. Предложены перспективные технологические схемы очистных работ для следующих основных групп горпо-геоло-гпческих условий залегания пластов: тонкие полотне; тонкие и средней мощности крутые; пологие средней мощности ненарушенные; пологие средней мощности нарушенные.

8. Выполнены лабораторные и натурные исследования, а та^же математическое моделирование новых производственных процессов горной части горно-энергетического комплекса: короткозабойная выемка; подземное обогащение угля; гидростатический подъем; проветривание блоков но вентиляционным трубам; нневмотранспортирование угля вентиляционной струей; оставление породы в шахте, позволившие определить основные технологические параметры изучаемых процессов для различных горно-геологических и -горнотехнических условий.

9. Установлены взаимосвязи отдельных стадий многостадийной технологии отработки шахтных полей, позволившие оценить их взаимную значимость и определить рациональные направления инвестирования в развитие данной технологии.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах автора:

1. Шаровар И. И. Технология безлюдной выемки угля. М.: МГИ,

1988, 77 с,

2. Бродт А. С., Хайрулип С. Н., Шаровар И. И. Принципы подземного углеобогащения. — В сб.: Проблемы экологически чистой автоматизированной шахты глубокого заложения. М.: МГИ, 1991. с. 35...37.

3. Шаровар И. И., Стариков С. Н. Классификация способов оставления породы в шахте.—Там же, с. 37...40.

4. Шаровар И. И., Хайрулип С. Н., Безо И. Р. Оценка ущерба, наносимого окружающей среде при складировании пустой породы па поверхности.— Там же., с. 40...44.

5. Шаровар И. П., Хайрулип С. Н. Систематизация шахтных полей и участков при многостадийной отработке. — В сб.: Технология комплексного извлечения угля, газа, энергии, воды, породы. М.: МГИ, 1988, с. 4...6.

6. Шаровар И. И. Обоснование параметров многостадийной отработки шахтных полги. — В сб.: Подземная разработка тонких и средней мощности угольных пластов. Тула, ТПИ, 1990, с. 18...26.

7. Шаровар И. И. Экономико-математическое моделирование многостадийной отработки шахтных полей. — В сб.: Нетрадиционные технологии разработки угольных месторождении. М.: МГИ, 1988, с. 59...63.

8. Шаровар И. И. Структура энергоресурсов угольных месторождений— В сб.: Комплексное освоение угольных месторождений. М.: МГИ,

1989, с. 96...99.

9. Шаровар И. И., Кнлячков А. ГГ., Сергеев Е. И., Манжула А. А., Качак В. В. Технологические схемы очистных работ с оставлением породы в шахте. — Тезисы докладов Всесоюзного научно-технического сове-

щаиня «Эколого-эконо.мпческие проблемы угледобывающего региона с подъемным способом добычи угля». (22—24 мая 1900 г. г. Шахты), М.: ВПЭМС, 1990, о. 57...58.

10. Шаровар И. И., Бродт Л. С., Пииаев Г. Ф. Перспективы подземной переработки угольного штыба и п:жслых неводных жидкостях с учетом особенностей их регенерации.—Там же, с. 64...65.

П. Шаровар И. П., Хайрулин С. Н., Бродт А. Д. Многостадийная технология экологически чистого горного производства. —Там же, с. 82...83.

12. Бурчакои А. С., Шаровар И. И. Концепция создания экологически чистого горно-энергетического комплекса. — В сб.: Проблемы будущего горной науки России. Л.: НАЦ ГН, 1992, с. ПО...128.

13. Бродт А. С., Шаровар И. И. Классификация тяжелых срсд для гидростатического исд'ьема полезных ископаемых. — В сб.: Интенсивная подготовка и отработка шахмюго ноля. ДА.: ЛГИ, 1990, с. 30....32.

!!. Шг.ровар Я. И. Исследование параметров многостадийной отработки шахгных нолей с по.мощыо экономико-математического моделирования. — Г; сб.: Получение различных видов энергии при подземном сжигании угля по технологии «Углсгаз». Пот ред. В. В. Ржевского. А\.: МГП, 1588, с. 33...30.

¡5. Шаровар !!. И., Хаирулмн С. Н., Рябчиков Ю. Б. Обоснование стоимостных параметров на бурение стволов и скважин большого диаметра. — Там же, с. 15...!6.

16. Шаровар ;!. И., Хаг.рул::и С. Н. Вскрытие н подготовка подземных газогенераторов шахтным способом. — Й сб.: Технология подготовки шахтных полей с добычей угля и метана. М.: МГП, 1987, с. 75...80.

17. Шаровар П. П., Кузнецов В. И. К вопросу классификации технологических схем выемки угля без постоянного присутствия людей в очистном забое. - • Научные труды. Сб. по проблеме «-Научные основы создания высокопроизводительных комплексно-механизированных и автоматизированных шахт». Вып. Х111. М.: МГП, 1979, с. 131...141.

18. Шаровар II. И. Технология добычи угля в тяжелых средах без присутствия .потен и очистном забое. — Научные труды. Сб. по проблеме «Научные «снопы со)да:шя высокопроизводительных комплскепо-мсха-тпирсваиаы.х и пв т.чат ч шрованпых ша.\т>. М.: МГП, 1980, с. 45...46

19. Шаровар И. П., Хайрулин С. Н. Экономическая оценка многостадийной отработки шахтных полей.— С сб. Вскрытие и отработка шахтного поля блок-стволами, обеспечивающими снижение объемов горных работ. М.: МГИ, 1987, с .51...53.

20. Шаровар И. П., Качак В. В., Сергеев Е. 1!. Оценка объемов выдаваемой из шахт породы при различных схемах отработки и подготовки шахтного поля. — В сб.: Региональная подготовка угольных месторождении к эффективной безопасной разработке. М.: МГИ, 1991, с. 35...39.

21. Шаровар И. И., Любимов Л1. В. Математическое моделирование систем трещин для реализации моделирования криогенного упрочнения угольного массиза.— Там же, с. 57.. 61.

22. Бурчаков А. С., Шаровар П. И. Классификация технологических схем угольных шахт (системы отработки). М.: МГИ, 1977, -18 с.

23. Шарог.ар И. И. Обосногение параметров многостадийной отработки шахтных полей блок-стволами. — «Интенсивная и безотходная технология разработки угольных 1! сланцевых месторождении». Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференцм! (2...4 февраля 1989г.). М.: МГП, 1989, с. 87...88.

21. Бродт А. С, Бурчакоп А. С., Пучков Л. А., Шаровар И. И. Способ разработки выбросо- и \дарос-пасных пластов горючих ископаемых. Опис. пзобр. к анг. св. СССР, Е21 с 41/18, № 1694898 А1. Заявл. 08.12.89, 2 с.

25. Бродт А. С., Бурчаков А. С., Пучков Л. А., Шаровар И. И.

Способ выдачи полезного ископаемого на-гора. Опис. изобр. к авт. св. СССР, В 66 Ь 9/04, № 1712298 А1. Заявл. 29.06.90, 3 с.

20. Боидаренко Г. В., Бурчаков А. С., Шаровар И. И. и др. Способ возведения околоштрековой бутовой полосы вслед за комплексно-механизированной лавой. Опнс. изобр. к авт. св. СССР, Е 21 I 15/06, Лг» 1671902 А1. Заявл. 14.06.89, 2 с.

27. Бродт А. С., Бурчаков А. С„ Шаровар И. И. Способ переработки горючих ископаемых. Опис. пзобр. к авт. св. СССР, В 03 Ь 7 № 1704829 А1. Заявл.. 28.03.89, 3 с.

28. Бродт А. С., Бурчаков А. С., Пучков Л. А., Шаровар И. И. Способ доставки полезного ископаемого на поверхность. Опис. изобр. к авт. св. СССР, В 66 Ь 17/00, № 1708741 А1. Заявл. 14.07.89, Зс.

29. Бродт А. С., Бурчаков А. С., Пучков Л. А., Шаровар И. И. Способ подземного сжигания угля. Опнс. изобр. к авт. св. СССР Е 21 Ь 43/295, № 1710715 А1. Заявл. 25.04.90, 4 с.

30. Бродт А. С., Бурчаков А. С., Пучков Л. А., Шаровар И. И. Шахтная подъемная установка. Опис .изобр. к авт. св. СССР, В 66 Ь 9/04, № 1689274 А1. Заявл. 08.12.89, 2 с.

31. Бродт А. С., Бурчаков А. С., Пучков Л. А., Шаровар И. И. Способ разработки месторождений полезных ископаемых. Опис. изобр. к г.ст. св. СССР, Е 21 с 41/00, № 1680983 А1. Заявл. 14.07.89, 3 с.

43. Бродт А. С., Бурчаков А. С., Шаровар И. И. Способ доставки полезного ископаемого на поверхность. Опис. изобр. к авт. св. СССР, В66Ь 17/00, № 1691259 А1. Заявл. 02.08.88, 4 с.

33. Бродт А. С., Бурчаков А. С., Шаровар И. И. Способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых. Опис. изобр. к азт. св. СССР, Е 21 с 41/26, Ла 1661426 А1. Заявл. 28.03.89, 2 с.

34. Бродт А. С., Бурчаков А. С., Шаровар И. И. Способ подземной разработки месторождений полезных ископаемых. Опис. изобр. к авт. св. СССР, Е 21 с 41/16, № 1641999 А1. Заявл. 28.03.89, 3 с.

35. Бродт А. С., Бурчаков А. С., Шаровар И. И. Способ разработки крутых пластов полезных ископаемых. Опис. изобр. к авт. св. СССР, Е 21 с 41/18, № 1642010. Заявл. 28.03.89, 2 с.

36. Бродт А. С., Бурчаков А. С., Шаровар И. И. Установка для подъема груза в герметичных контейнерах из шахты. Опис. изобр. к авт. св. СССР, В 66 Ь 9/01, В 65 й 53/30, Лг 1594108 А1. Заявл. 02.08.88, 2 с.

37. Бродт А. С., Бурчаков А. С., Шаровар И. И. Способ проходки шахтных стволов бурением. Опис. изобр. к авт. св. СССР, Е21с11/06, № 1573184 А1. Заявл. 02.08.88, 3 с.

38. Бродт А. С., Бурчаков А. С., Шаровар И. И. Способ отвода подземных вод. Опис. изобр. к авт. св. СССР, Е 02 с1 19/10, № 1567742 А1. Заявл. 02.08.88, Зс.

39. Бродт А. С., Бурчаков А. С., Шаровар И. И. Способ закладки выработанного пространства. Опис. пзобр. к авт. св. СССР, Е2П 15/00, № 1573212 А1. Заявл. 02.08.88, 2с.

40. Бродт А. С., Бурчаков А. С., Шаровар И. И. Способ захоронения твердых промышленных отходов. Опис. нзобр. к авт. св. СССР, В 09 Ь 1/00, ЛЬ 1648581 А1. Заявл. 02.08.88, 3 с.

41. Бурчаков А. С., Шаровар И. И., Экбер Б. Я. Способ разработки крутых пластов полезных ископаемых. Опнс. изобр. к авт. св. СССР, Е 21 с 41/04, № 676730. Заявл. 12.06.78, 3 с.

42. Бродт А, С., Бурчаков А. С., Пучков Л. А., Шаровар И. И. Способ подземной газификации угля. Опис. изобр. к авт. св. СССР, Е 2! Ь 43/285, № 1761945 А1. Заявл. 25.04.90, 2с.

43. Бродт А. С., Бурчаков А. С., Кузнецов В. Н., Пучков Л. А., Хайрулин С. Н., Шаровар И. И. Способ разработки пластовых месторождений горючих ископаемых. Опис. изобр. к авт. св. СССР, Е 21 с 41/18,

1737122 А1. Заявл. 29.06.90, 4 с.

44. Бродт А. С., Бурчаков А. С., Виткалов В. Г., Шаровар И. И.

Способ подземной разработки тонких крутых пластов полезных ископаемых. Опис. изобр. к авт. св. СССР, Е 21 с 41 /18, 45/00, № 1768755А1. Заявл. 25.04.90, 3 с.

45. Бродт Л. С., Бурчаков А. С., Пучков Л. А., Шаровар И. И.

Способ переработки полезных ископаемых. Опис. нзобр. к авт. св. СССР, В 02 с 19/00, В 03 Ь 5/44, № 1747166 А1. Заявл. 25.04.90, 4 с.

46. Бродт. А С., Бурчаков А. С., Пинаев Г. Ф., Фарафонтов В. Н., Шаровар И. П., Штельмах А. А. Способ выдачи полезного ископаемого на поверхность. Опис. изобр. к авт. св. СССР, В 66 Ь 17/00, 9/04, № 1712299 А1. Заявл. 29.06.90, 3 с.

47. Бродт А. С., Бурчаков А. С., Пучков Л. А., Шаровар И. И. Способ транспортировки полезного ископаемого по вертикали. Опис. изобр. к авт. св. СССР, В 66 Ь 17/00, 9/04, № 1766809 А1. Заявл. 20.04.90, 2 с.

18. Бродт А. С., Бурчаков А. С., Пучков Л. А., Шаровар И. И.

Способ дегазации пластовых месторождений полезных ископаемых. Опис. изобр. к авт. св. СССР, Е21 17/00, № 1761965 А1. Заявл. 15.05.92, Зс.

49. Шаровар И. И., Ованесов А. С. Применение штанговой крепи на подземных горных работах. Обзорная информация. М.: ин-т Черметин-формацпя, 1979, 54 с.

50. Шаровар И. И., Ованесов А. С. Оборудование и технология бурения восстающих в США. Обзорная информация. Серия 1, вып. 3, М.: нн-т Черметинфор.мацня, 1978, 19 с.

51. Шаровар И. И. Принципы формирования экологически чистых горно-энергетических комплексов на базе ископаемых углей. — «Экологические проблемы горного производства. «Доклады конференции. М.: МГГУ, 1995, с. 163—167.

Формат 60X90/16 Заказ № 1384

Подписано в печать 24.10.95

Объем 2 п. л. Тираж 100 экз.

Типография Московского государственного горного университета. Ленинский проспект, д. 6