ДОБЫЧА И ОБОГАЩЕНИЕ УГЛЯ (ИТС 37-2023)

1.2. Обогащение угля

1.2.1. Виды продукции и основные технологии

Для улучшения качества угля и обеспечения стабильности его качественных

характеристик применяются процессы обогащения. Обогащение угля представляет

собой совокупность методов и процессов, в результате которых происходит

сокращение содержания примесей в угле.

В процессе обогащения угля обычно получают два продукта [23]:

- концентрат (низкозольный, малосернистый);

- хвосты (отвальные) и иные отходы обогащения.

Концентрат представляет собой продукт, который содержит повышенное

количество полезного компонента по сравнению с добытой горной массой. Хвосты

конечные (отвальные) представляют собой продукт обогащения угля, в который

переходит большая часть породы и вредных примесей. Остаточный уголь

содержится в хвостах в таком количестве и форме, что его извлечение при

технологии, принятой на данной обогатительной фабрике, экономически

нецелесообразно [24].

Кроме того, в процессе обогащения формируется промежуточный продукт -

продукт обогащения угля, в котором содержание сростков угля более высокое, чем

в исходном питании [25]. По содержанию вредных примесей промежуточный

продукт занимает положение между концентратом и хвостами. В дальнейшем

промежуточный продукт может подвергаться последующему обогащению или

использоваться в качестве энергетического топлива.

Выделяют две основных группы способов обогащения угля [26]:

- гравитационные - способы, основанные на различии плотностей угля и

породы в разделяющей среде. Разделение минералов производится в жидкой

среде - воде или минеральных суспензиях (мокрое обогащение) или в воздушной

среде (пневматическое или сухое обогащение). Мокрые гравитационные методы

обогащения включают в себя следующие способы: отсадку, обогащение в тяжёлых

средах, обогащение в наклонно текущем потоке. Сухие гравитационные методы

обогащения проводятся в пневматических отсадочных машинах, сухих лотках и

концентрационных столах [24].

- флотационные - способы, основанные на различиях в смачиваемости угля

и породы. Данные способы обычно применяются для обогащения мелких классов

углей (менее 0,5 мм) [26];

Кроме указанных методов обогащения возможно применение специальных

способов, таких, как электрическая сепарация, масляная агломерация, магнитное

обогащение и т. д. Однако подобные методы обогащения углей применяются

довольно редко.

1.2.2. Объёмы обогащения угля

По отчётным данным российских угледобывающих компаний в 2022 г. объём

переработки угля на обогатительных фабриках составил 200,4 млн т (в 2021 г. -

211,7 млн т), из них 89,5 млн т пришлось на уголь для коксования, а остальное - на

каменный энергетический уголь и антрацит [5]. Бурый уголь в России практически

не обогащается: в 2019 - 2020 гг. объёмы обогащения бурого угля составляли 0,1-

0,2 млн т / год [7].

Если соотнести объёмы обогащения угля с объёмами добычи (по данным

угледобывающих компаний [5]), то окажется, что в 2022 г. обогащению подверглось

78 % добытого в том же году угля для коксования и 34 % добытого в том же году

каменного энергетического угля и антрацита.

1.2.3. Углеобогатительные предприятия России

Обогатительные фабрики

- промышленные предприятия, включающие

совокупность сооружений с помещенными в них подготовительными, основными и

вспомогательными аппаратами для обогащения угля, складами для хранения

исходного сырья и продуктов обогащения, сетями водо- и воздуховодов, водно-

шламового хозяйства. В зависимости от характера и вида обогатительные

процессы делятся на: дробильно-сортировочные, гравитационные, флотационные

и фабрики с комбинированным процессом [24]. Иными словами, это связующее

звено между потребителями и угледобывающими компаниями. Обогатительные

фабрики позволяют увеличить добавленную стоимость добытого угля, так как

фабрики могут принимать на обогащение уголь низкого качества.

Выделяют следующие типы обогатительных фабрик:

- индивидуальные обогатительные фабрики (ОФ), которые используются

для обогащения углей одной шахты и территориально связаны с ней;

- групповые обогатительные фабрики (ГОФ), которые используются для

обогащения углей нескольких шахт и территориально связаны с одной из шахт;

- центральные обогатительные фабрики (ЦОФ), которые используются

для обогащения углей нескольких шахт и территориально не связаны с ними.

Объем переработки угля на обогатительных фабриках в 2022 году составил

200,4 млн т, что на 11,3 млн т меньше, чем в 2021 году [5].

К началу 2023 года в России насчитывалось 57 крупных обогатительных

фабрик (Таблица 6), из которых 15 были введены в эксплуатацию в период с 2010 г.

Каменный коксующийся уголь подвергается обогащению на 34 фабриках, каменный

энергетический - на

27 фабриках, антрацит

- на

5 фабриках. Мощность

обогатительных фабрик в среднем составляет до 9 млн т / год, этот уровень

превышен только на Печорской, Распадской, и Тунгуйской фабриках.

Наиболее широко распространена технология тяжелосредного обогащения -

она применяется на 36 фабриках из 51, по которым имеется информация о

технологиях. Обогащение отсадкой осуществляется на 21 фабрике, флотацией -

на 18 фабриках, спиральные сепараторы применяются на 21 фабриках. На

некоторых фабриках применяются крутонаклонные сепараторы и другие виды

оборудования.

Рынок обогащенного угля можно охарактеризовать как ориентированный на

экспорт, что подталкивает компании увеличивать объемы обогащения

энергетических углей. Мировой рынок диктует определенные требования к

параметрам углям, в результате чего обогащение - главный способ превращения

Таблица 6 - Перечень углеобогатительных фабрик в России (по состоянию на начало 2023 г.)

Мощность

Методы

Год ввода в

Обогатительная фабрика

Компания

(по горной

Вид угля

обогащения

эксплуатацию

массе)

Печорский бассейн

Каменный

ЦОФ «Печорская»

АО «Воркутауголь»

н/д

11,5³

1954⁴/1993

коксующийся

Донецкий бассейн

ГОФ «Садкинская»

ООО «Южная угольная компания»

О, ТС

3,0

2017

Антрацит

ОФ «Обуховская»

ОАО «Ш/у «Обуховская»

О, ТС

3,0

1978

Антрацит

Горловский бассейн

ОФ «Листвянская»

АО «Сибирский Антрацит»

ТС

2,0

1982

Антрацит

ОФ «Листвянская-2»

АО «Сибирский Антрацит»

ТС

3,0

2007

Антрацит

Кузнецкий бассейн

Каменный

ОФ «Вахрушевская»

АО «УК «Кузбассразрезуголь»

н/д

2,0

1969

энергетический

ОФ «Краснобродская-

Каменный

АО «УК «Кузбассразрезуголь»

ТС, СС, Ф

3,0

2011

коксовая»

коксующийся

ОФ «Калтанская-

Каменный

АО «УК «Кузбассразрезуголь»

ТС, СС

3,0

2015

энергетическая»

энергетический

Каменный

ОФ «Бачатская-коксовая»

АО «УК «Кузбассразрезуголь»

ТС, СС, Ф

3,0

2008

коксующийся

ОФ «Бачатская-

Каменный

АО «УК «Кузбассразрезуголь»

ТС

3,5

2002

энергетическая»

энергетический

Каменный

ОФ «Кедровская»

АО «УК «Кузбассразрезуголь»

ТС

4,8

1982

энергетический

Каменный

ЦОФ «Кузбасская»

ПАО «Южный Кузбасс»

О, СС

7,5

1990

коксующийся

Каменный

ЦОФ «Сибирь»

ПАО «Южный Кузбасс»

О, ТС, Ф

6,0

1974

коксующийся

ГОФ «Красногорская»

ПАО «Южный Кузбасс»

ТС

2,0

2002

Антрацит

Каменный

ГОФ «Томусинская»

ПАО «Южный Кузбасс»

О, СС, Ф

2,4

1954

коксующийся

³ Включая мощности на прихаштной обогатительной установке

⁴ Год ввода обогатительной установки на шахте «Воркутинская»

Продолжение таблицы 6

Мощность

Методы

Год ввода в

Обогатительная фабрика

Компания

(по горной

Вид угля

обогащения

эксплуатацию

массе)

Каменный

ОФ ш. имени С. М. Кирова

АО «СУЭК-Кузбасс»

О, СС

8,5

1954

коксующийся

Каменный

ОФ ш. «Комсомолец»

АО «СУЭК-Кузбасс»

О, СС

2,3

1961

коксующийся

Каменный

ОФ ш. «Полысаевская»

АО «СУЭК-Кузбасс»

1,9

н/д

коксующийся

ОФ ш. «Талдинская-

Каменный

АО «СУЭК-Кузбасс»

ТС

2,7

н/д

Западная-1»

энергетический

Каменный

ОФ «Матюшинская»

ООО «Р. «Березовский»

ТС, СС, Ф

5,2

2012

коксующийся и

энергетический

Каменный

ОФ «Барзасская»

ООО «СП «Барзасское товарищество»

ТС

3,5

2009

коксующийся и

энергетический

Каменный

ОФ р. Пермяковский

ООО «Р. Пермяковский»

н/д

2,0

н/д

коксующийся и

энергетический

Каменный

ОФ р. Шестаки

ОАО разрез «Шестаки»

ТС

1,0

2007

коксующийся и

энергетический

Каменный

ОФ «Распадская»

ПАО «Распадская»

ТС, СС, Ф

15,0

2005

коксующийся

Каменный

ЦОФ «Кузнецовская»

ПАО «Распадская»

О, СС, Ф

6,5

1966

коксующийся

Каменный

ЦОФ «Абашевская»

ПАО «Распадская»

О, СС, Ф

3,5

1962

коксующийся

Каменный

ОФ ЗСМК

АО «ЕВРАЗ Объединённый ЗСМК»

О, Ф

н/д

1966

коксующийся

Каменный

ОФ АО «Черниговец»

АО «Черниговец»

ТС

6,3

1976

энергетический

Каменный

ОФ «Черниговская-

АО «Черниговец»

ТС, СС, Ф

4,5

2012

коксующийся и

Коксовая»

энергетический

Каменный

ОФ «Листвяжная»

ООО «Ш. «Листвяжная»

6,0

2007

энергетический

Продолжение таблицы 6

Мощность

Методы

Год ввода в

Обогатительная фабрика

Компания

(по горной

Вид угля

обогащения

эксплуатацию

массе)

Каменный

ЦОФ «Щедрухинская»

АО «ТопПром»

ТС, СС

3,6

2009

коксующийся и

энергетический

Каменный

ОФ «Коксовая»

АО «ТопПром»

О, СС, Ф

2,0

1961

коксующийся

Каменный

ОФ «Междуреченская»

АО «ОФ «Междуреченская»

ТС

6,2

2005

коксующийся и

энергетический

Каменный

ОФ Антоновская

АО "ОФ «Антоновская»

О, СС

4,7

2001

коксующийся

Каменный

ОФ «Спутник»

АО «УК «Сила Сибири»

ТС, СС

6,0

2003

энергетический

Каменный

ОФ «Каскад-2»

АО «Кузбасская топливная компания»

ТС, КНС

3,6

2012

энергетический

Каменный

ОФ «Каскад-1»

АО «Кузбасская топливная компания»

ТС, КНС

2,0

2010

энергетический

ТС, СС, О,

Каменный

ЦОФ «Беловская»

ООО «ММК-Уголь»

6,2

1965

коксующийся

Каменный

ЦОФ «Берёзовская»

ПАО «ЦОФ Березовская»

ТС, О, Ф

4,0

1969

коксующийся

Каменный

ОФ «Северная»

ОАО «УК «Северный Кузбасс»

О, СС, Ф

3,0

2006

коксующийся

Каменный

ГОФ «Анжерская»

ООО «ГОФ «Анжерская»

О, Ф

2,2

1954

энергетический

Каменный

ОФ «Сибирская»

ООО «ОФ «Сибирская»

н/д

6,0

2022

коксующийся

Каменный

ЦОФ «Краснокаменская»

ООО «ЦОФ «Краснокаменская»

ТС

3,5

2018

коксующийся и

энергетический

Каменный

ОФ «Прокопьевскуголь»

ООО «ОФ «Прокопьевскуголь»

1,5

1959

энергетический

Каменный

ОФ «Бунгурский-Северный»

ООО «Р. Бунгурский-Северный»

ТС

1,6

1983

энергетический

Каменный

ОФ «Увальная»

АО «УК «Сибирская»

н/д

6,0

2019

коксующийся

Окончание таблицы 6

Мощность

Методы

Год ввода в

Обогатительная фабрика

Компания

(по горной

Вид угля

обогащения

эксплуатацию

массе)

Минусинский бассейн

Каменный

ОФ «Черногорская»

ООО «СУЭК-Хакасия»

ТС

8,7*

1975

энергетический

Каменный

ОФ Степного разреза

АО «УК «Р. Степной»

5,6

2011

энергетический

Олонь-Шибирское месторождение

Каменный

ОФ «Тугнуйская»

ООО «Тугнуйская обогатительная фабрика»

ТС, СС

12,0

2009

энергетический

Черемховский бассейн

Каменный

ЦОФ «Касьяновская»

ООО «Компания «Востсибуголь»

О, ТС

3,8*

1979

энергетический

Южно-Якутский бассейн

Каменный

ОФ «Нерюнгринская»

АО «ХК «Якутуголь»

ТС, Ф

9,0

1985

коксующийся

Каменный

ОК «Эльга»

ООО «Эльгауголь»

ТС, СС

3,0

2012

коксующийся

Каменный

ОФ «Инаглинская-1»

ООО «УК «Колмар»

ТС, КНС

3,0

2016

коксующийся

Каменный

ОФ «Инаглинская-2»

ООО «УК «Колмар»

ТС, Ф

6,0

2020

коксующийся

Каменный

ОФ «Денисовская»

ООО «УК «Колмар»

ТС, Ф

6,0

2018

коксующийся

Буреинский бассейн

Каменный

ОФ «Чегдомын»

АО «Ургалуголь»

ТС, СС

6,6*

2013

энергетический

Каменный

ОУ-22

АО «Ургалуголь»

н/д

3,0

1968

энергетический

Примечания:

Таблица составлена по данным предприятий угольной промышленности.

Указаны фабрики с мощностью 1 млн т / год и выше.

н/д - нет данных; ТС - обогащение в тяжёлых средах; СС - обогащение спиральными сепараторами; КНС - обогащение

крутонаклонными сепараторами; О - отсадка; Ф - флотация; С - сухое обогащение; ОУ - обогатительная установка, ОК -

обогатительный комплекс.

* - указана максимальная годовая производительность.

1.3. Основные экологические проблемы добычи и

обогащения угля

Пыление

В процессе открытой и подземной добычи угля, а также при его обогащении

происходит образование пыли, частицы которой улетучиваются в атмосферу.

Выбросы пыли относятся к группе неорганизованных выделений, которые

осуществляются со значительных территорий.

Загрязнение воздуха в районе предприятий угольной промышленности

сильно зависит от климатических и горно-геологических условий. Например, при

сухом континентальном климате, особенно при сильных ветрах создаются условия

для интенсификации поступления в приземные слои атмосферы и перемещения в

них пыли. Уже при скорости ветра 2 м/с сухая пыль сдувается и переносится на

значительные расстояния. Росту выбросов пыли в атмосферу также способствует

сооружение высоких отвалов, поскольку скорость ветра увеличивается по мере

роста их высоты [30].

Самовозгорание угля

Каменные и бурые угли характеризуются склонностью к самовозгоранию при

определённых условиях. Самовозгорание приводит к выделению в атмосферу

оксидов углерода, серы, азота и других загрязняющих веществ. Может происходить

в выработанном пространстве шахт (подземные пожары), в разрезах и породных

отвалах. При складировании угля самовозгорание может быть с лёгкостью

предотвращено. Однако предотвратить самовозгорание угольной пыли,

размещённой в отвалах вместе с пустыми породами, гораздо сложнее.

Выделение метана

При вскрытии угольных пластов в шахтах может происходить эмиссия

метана, который затем уносится по вентиляционным выработкам в атмосферу.

Таким же образом может происходить эмиссия и других газов - CO2, H2S, SO2,

ароматических углеводородов [30].

Выбросы от двигателей и котельных агрегатов

На предприятиях угольной промышленности действует большое количество

двигательных, котельных и электрогенерирующих установок, работа которых

сопровождается выбросами от сжигания топлива (оксиды углерода, азота и серы

и т. д.) и образованием сажи [30].

Изменение водного режима

При строительстве и эксплуатации разрезов и шахт возникают существенные

осложнения из-за наличия подземных и поверхностных вод: происходят

деформации горных выработок. В частности, снижается производительность

оборудования, усложняется производство буровзрывных работ. Для решения этой

проблемы проводится осушение месторождений: переносятся поверхностные

водоемы и водотоки, и выполняются мероприятия по защите горных выработок от

обводнения их подземными водами.

В результате естественный режим подземных вод нарушается. При этом

запасы подземных вод могут сократиться, а состояние и качество поверхностных

вод ухудшиться. На значительной площади месторождения образуется

депрессионная воронка. На поверхности земли нарушения состояния вод

проявляются в полном осушении заболоченных участков, уменьшении запасов вод

в поверхностных водоемах и водотоках, осушении колодцев и неглубоких

водозаборных скважин, иссякании источников, небольших ручьев и речек. При

прекращении откачек в связи с завершением горных работ со временем

депрессионные воронки исчезают, и режим подземных вод восстанавливается, но

восстановление режима и состояния вод зависит от масштабов нарушений.

Кроме того, инфильтрация вод в основании отвалов и хвостохранилищ

приводит, как правило, к подъему уровня грунтовых вод и заболачиванию

прилегающей территории по контуру этих сооружений [30].

Загрязнение поверхностных и грунтовых вод

Поверхностные и грунтовые воды, попадая в систему дренажных канав,

водосборников и коллекторов на шахтах, разрезах, отвалах и хвостохранилищах

загрязняются взвешенными веществами и различными химическими

соединениями (нефтепродуктами, нитратами, нитритами и т. д.). Будучи

сброшенными в водоёмы без должной очистки, загрязнённые воды отрицательно

воздействует на флору и фауну поверхностных вод, а также на флору и фауну

лесных и сельскохозяйственных угодий окружающих территорий, ухудшая

санитарно-гигиенические условия местности. Во многих случаях такие воды

требуют дополнительной очистки перед сбросом в естественные водоёмы или

возвратом в технологический процесс [30].

Изъятие земель и образование отходов

При строительстве предприятий угольной отрасли, особенно разрезов и

отвалов изменениям подвергаются значительные участки земной поверхности. В

частности, происходит удаление почвенного покрова, сокращение площадей

сельскохозяйственных и лесных угодий, уничтожение растительного покрова. Для

компенсации подобного ущерба после завершения горнодобывающих работ,

нарушенные земли должны подвергаться восстановительным работам [30]. В

частности, отвалы пустой породы по возможности должны быть использованы для

ликвидации горных выработок. В отношении оставшихся после закладки отвалов

должна проводиться техническая и биологическая рекультивация.

Раздел 2. Технологические, технические решения и системы

менеджмента, используемые в настоящее время при добыче угля

и обогащении угля

В данном разделе представлена информация о технологических,

технических решениях и системах менеджмента, используемых в настоящее время

при добыче и обогащении угля в разбивке по технологическим этапам:

- добыча угля подземным способом;

- добыча угля открытым способом;

- обогащение угля.

2.1 Добыча подземным способом

Схема технологического процесса добычи угля подземным способом

приведена на рисунке 4, основные этапы добычи угля подземным способом - в

таблице 7, используемое оборудование - в таблицах 8, 9.

1. Проведение горных

выработок

2. Подъемно-транспортные работы

и разрушение горной

породы

1.1. Буровые работы

2.1.Выемка из

2.3. Транспортировка

(проходческие комбайны)

2.2.Транспортировка горной

очистного

горной массы на

4. Складирование

1.2. Буровзрывные работы

массы в забое (забойные,

3. Транспортировка

забоя

поверхность

угля и отходов

(станки для бурения)

лавные конвейеры, конвейерные

горной массы

(выемочные

(конвейеры, скипы и

1.3. Крепление (секции

перегружатели)

производтва

машины)

т. д.)

крепи)

5. Контроль качества угля

6. Вентиляция и дегазация

7. Осушение, водоотлив, водоотведение и водоснабжение

8. Природоохранные технологии

8.1. Предотвращение загрязнения атмосферного воздуха

8.2. Очистка сточных вод

8.3. Обращение с отходами производства

Условные обозначения

Подъемно-

транспортные работы

Этап технологического процесса

Направление производственного процесса

Выемка

Подэтап технологического процесса

(выемочные машины)

Применяемое оборудование

Рисунок 4 - Схема технологического процесса добычи угля подземным способом

Таблица 7 - Основные этапы добычи угля подземным способом

Этап процесса

Основное технологическое

№

Входной поток

Выходной поток

Эмиссии

(подпроцесс)

оборудование

Выбросы (основной процесс):

метан, пыль неорганическая

Выбросы (вспомогательный

процесс - работа ДВС): углерода

Проходческие комбайны,

оксид, азота диоксид, азота оксид,

Участок угольного

буровые установки,

серы диоксид, сажа

Проведение

Горная масса с

месторождения,

насосные установки,

Сбросы: взвешенные вещества,

горных

требуемым

электроэнергия,

зарядные машины,

железо, нефтепродукты, нитраты,

выработок и

средневзвешенным

вода, взрывчатые

системы детонации, крепи

нитриты

разрушение

размером куска,

вещества, моторное

механизированные,

Отходы: отходы

горной породы

сточные воды

топливо

вентиляционные трубы,

недропользования, твердые

источники электроэнергии

коммунальные отходы, отходы,

характерные для ТО/ТР

транспортных средств, мусор

строительный, лом черных

металлов

Проходческие комбайны,

Проведение

буровые установки,

горных

зарядные машины,

выработок с

системы детонации, крепи

1.1

То же

разрушением

механизированные,

пород путем

насосные установки,

взрыва

вентиляционные трубы,

источники электроэнергии

Продолжение таблицы 7

Этап процесса

Основное технологическое

№

Входной поток

Выходной поток

Эмиссии

(подпроцесс)

оборудование

Проведение

Участок угольного

горных

Проходческие комбайны,

месторождения,

выработок с

насосные установки,

1.2

электроэнергия,

То же

применением

вентиляционные трубы,

вода, моторное

проходческих

источники электроэнергии

топливо

комбайнов

Выбросы (основной процесс):

Участок угольного

Участок горной

метан, пыль неорганическая

Крепление

месторождения,

выработки с

Проходческие комбайны,

Выбросы (вспомогательный

1.3

горных

электроэнергия,

закрепленными

крепи механизированные

процесс - работа ДВС): углерода

выработок

моторное топливо

породами кровли

оксид, азота диоксид, азота оксид,

серы диоксид, сажа

Выбросы (основной процесс):

метан, пыль неорганическая

Выбросы (вспомогательный

процесс - работа ДВС): углерода

Горная масса с

оксид, азота диоксид, азота оксид,

Горная масса с

Конвейеры (ленточные и

требуемым

серы диоксид, сажа

требуемым

скребковые), выемочные

средневзвешенным

Сбросы: взвешенные вещества,

средневзвешенным

Подъемно-

машины, скипы, подлавные

размером куска,

железо, нефтепродукты, нитраты,

размером куска,

транспортные

(скребковые)

погруженная в

нитриты

электроэнергия,

работы

перегружатели, дробилки,

транспортное

Отходы: отходы

вода, моторное

насосные станции,

средство, сточные

недропользования, твердые

топливо

источники электроэнергии

воды

коммунальные отходы, отходы,

характерные для ТО/ТР

транспортных средств, мусор

строительный, лом черных

металлов

Продолжение таблицы 7

Этап процесса

Основное технологическое

№

Входной поток

Выходной поток

Эмиссии

(подпроцесс)

оборудование

Выемочные машины,

лавные скребковые

конвейеры, подлавные

2.1

То же

Очистные работы

То же

(скребковые)

То же

перегружатели, дробилки,

насосные станции,

источники электроэнергии

Выбросы (основной процесс):

пыль неорганическая

Горная масса с

Выбросы (вспомогательный

Горная масса с

Конвейеры (ленточные и

требуемым

процесс - работа ДВС): углерода

требуемым

скребковые),

Транспортировка

средневзвешенным

оксид, азота диоксид, азота оксид,

средневзвешенным

перегружатели

2.2

горной массы в

размером куска,

серы диоксид, сажа

размером куска,

(конвейерные, скребковые),

забое

погруженная в

Отходы: твердые коммунальные

электроэнергия,

канатные дороги, источники

транспортное

отходы, отходы, характерные для

моторное топливо

электроэнергии

средство

ТО/ТР транспортных средств,

мусор строительный, лом черных

металлов

Скиповой подъем,

Транспортировка

конвейеры (ленточные,

То же

горной массы на

То же

скребковые), источники

2.3

поверхность

электроэнергии

Уголь, погруженный в

Конвейеры (ленточные и

транспортное

Транспортировка

Уголь, погруженный в

скребковые), питатели,

средство, дизельное

горной массы на

транспортное

железнодорожные вагоны,

То же

топливо,

поверхности

средство

локомотивы, погрузчики,

электроэнергия,

источники электроэнергии

моторное топливо

Продолжение таблицы 7

Этап процесса

Основное технологическое

№

Входной поток

Выходной поток

Эмиссии

(подпроцесс)

оборудование

Погрузчики, экскаваторы,

Уголь, погруженный в

бульдозеры, скреперы,

Складирование

транспортное

погрузочные комплексы,

угля и отходов

Товарный уголь (на

средство,

машины для обдувки

То же

недропользовани

складе предприятия)

электроэнергия,

вагонов от снега и

моторное топливо

обработки вагонов от

примерзания

Проборазделочные

машины, калориметры,

влагомеры, анализаторы

Товарный уголь (на

Контроль

Товарный уголь (на

зольности, серы и

складе предприятия)

качества угля

складе предприятия)

углерода, анализаторы

термогравиметрические,

пластометрические

аппараты

Вентиляторы главного

проветривания,

Воздух горной

передвижные

Вентиляция и

выработки

Выбросы (основной процесс):

выработки,

дегазационные установки с

дегазация

(метановоздушная

метан, пыль неорганическая

электроэнергия

водокольцевыми насосами,

смесь)

модульные дегазационные

установки

Продолжение таблицы 7

Этап процесса

Основное технологическое

№

Входной поток

Выходной поток

Эмиссии

(подпроцесс)

оборудование

Осушение,

Насосные установки,

Сточные воды и

Сбросы: взвешенные вещества,

водоотлив,

водосборники, установки

свежая вода,

Сточные воды

железо, нефтепродукты, нитраты,

водоотведение и

главного водоотлива,

электроэнергия

нитриты

водоснабжение

трубопроводы

Стационарные

оросительные,

распылительные,

оросительно-

вентиляционные установки,

Воздух с

поливооросительные

пониженной

машины,

Выбросы: пыль неорганическая

концентрацией

пылеулавливающие

Пыль, сточные воды,

Сбросы: взвешенные вещества,

пыли, очищенные

установки, пруды-

вмещающие породы,

Природоохранные

железо, нефтепродукты, нитраты,

сточные воды,

отстойники, установки для

электроэнергия,

технологии

нитриты, ПАВ

вмещающие породы

хлорирования воды,

техническая вода

Отходы: отходы

в отвалах и

биоокислительные каналы,

недропользования

выработанных

нефтеловушки,

пространствах

отвалообразователи

непрерывного действия,

осветлители, фильтры,

флотационные установки,

фильтр-прессы, установки

обеззараживания

Окончание таблицы 7

Этап процесса

Основное технологическое

№

Входной поток

Выходной поток

Эмиссии

(подпроцесс)

оборудование

Предотвращение

Воздух с

Выбросы: пыль неорганическая

Пыль,

Оросительные установки,

загрязнения

пониженной

Сбросы: взвешенные вещества,

8.1

электроэнергия,

пылеулавливающие

атмосферного

концентрацией

железо, нефтепродукты, нитраты,

техническая вода

установки

воздуха

пыли

нитриты, ПАВ

Пруды-отстойники,

установки для

Сбросы: взвешенные вещества,

Сточные воды,

Очистка сточных

Очищенные

8.2

хлорирования воды,

железо, нефтепродукты, нитраты,

электроэнергия

вод

сточные воды

биоокислительные каналы,

нитриты, ПАВ

нефтеловушки

Выбросы: пыль неорганическая

Выбросы (вспомогательный

Вмещающие

Отвалообразователи,

процесс - работа ДВС): углерода

породы,

Утилизация отходов

породы в отвалах и

автосамосвалы,

8.3

оксид, азота диоксид, азота оксид,

электроэнергия,

недропользования

выработанных

бульдозеры, погрузчики,

серы диоксид, сажа

моторное топливо

пространствах

конвейеры

Отходы: отходы

недропользования

Примечание: ТО/ТР - техническое обслуживание и ремонт

Таблица 8 - Основное оборудование для добычи угля подземным способом

Наименование

Назначение

Технологические характеристики ⁵⁾

оборудования

Вынимаемая мощность: 1,8-2,8 м

Число оборотов режущего шнека:

46-56 об./мин (по данным тех.

Добыча угля из

Выемочная машина

литературы)

подготовленной лавы

Мощность режущих двигателей:

960 кВт (по данным тех.

литературы)

Производительность: 0,2-

Проведение и креплений

3,2 м³/мин.

Комбайн проходческий

горных выработок

Мощность эл. двигателя: 110-

300 кВт

Производительность: 50-4000 т/ч

Проведение и креплений

Комбайн очистной

Мощность двигателя подачи: 300-

горных выработок

1000 кН

Производительность: 1800-4400 т/ч

Дробилка

Дробление угля

Мощность приводов: 160-400 кВт

Производительность: 500-4000 т/ч

Установочная мощность привода:

Транспортировка горной

55-2500 кВт

Конвейер ленточный

массы конвейерным

Скорость ленты: 2,5-3,15 м/с

транспортом

Ширина ленточного полотна: 800-

1600 мм

Производительность: 100-4425 т/ч

Транспортировка горной

Конвейер скребковый

Мощность: 710-3600 кВт

массы конвейерным

лавный

Скорость движения цепи: 1,42-

транспортом

1,51 м/с

Рабочее сопротивление: 4800-

Крепь

Крепление пород кровли

12 000 кН (по данным тех.

литературы)

Диаметр бурения: 125-400 мм (по

Бурение взрывных

данным тех. литературы)

Буровая установка

скважин

Глубина бурения: до 64 м (по

данным тех. литературы)

Насосная установка

Осушка скважин

Производительность: 19,5-300 м³/ч

Обеспечение

Компрессорное

пневматического привода

Производительность: 6,5-11 м³/мин

оборудование

оборудования

Каптирование метана из

Концентрация поступающей

угольного пласта или из

метановоздушной смеси: 0 % - 100

Дегазационная

выработанного

% (по данным тех. литературы)

установка

пространства (с

Производительность: 60-

последующим

200 м³/мин

сжиганием)

⁵⁾ По умолчанию - по данным анкет.

Продолжение таблицы 8

Наименование

Назначение

Технологические характеристики ⁶⁾

оборудования

Количество ступеней: 8

Подача: 300 м³/ч

Напор: 480 м

Откачка воды из

Частота вращения: 1475 об./мин.

Установка главного

выработок на

Давление на входе в насос:

водоотлива

поверхность

0,05 МПа

Коэффициент полезного действия

агрегата: 64 %

Производительность: 300 м³/ч

Ширина: 160-245 мм (по данным

Прокладка силового

тех. литературы)

Кабелеукладчик

кабеля

Приспособлен под кабель: до 70 мм

(по данным тех. литературы)

Тяговое усилие: 150 кН

Перемещение горно-

Лебедка

Мощность: 30 кВт (по данным тех.

шахтного оборудования

литературы)

Грузоподъемность: 3,5-25 т (по

данным тех. литературы)

Погрузочная машина

Погрузка горной массы

Емкость ковша: 1,1-10,7 м³ (по

данным тех. литературы)

Производительность: 220-5230 т/ч

Перегрузка горной массы

Мощность: 160-500 кВт

Перегружатель

с одного транспорта на

Частота вращения эл. двигателя:

другой

1470 об./мин.

Нагрузка: 400 кН

Объем отвала: до 11,2 м³ (по

Бульдозер

Погрузочные работы

данным тех. литературы)

Мощность двигателя: 300 кВт

Емкость ковша: 8,5-18 м³ (по

Скреперная установка

Погрузочные работы

данным тех. литературы)

Грузоподъемность: до 5000 кг (по

данным тех. литературы)

Подъем горной породы

Шахтный подъемник

Высота подъема: до 241 м (по

из шахты на поверхность

данным тех. литературы)

Мощность двигателя: 148-1000 кВт

⁶⁾ По умолчанию - по данным анкет.

Продолжение таблицы 8

Наименование

Назначение

Технологические характеристики ⁷⁾

оборудования

Грузоподъемное

оборудование:

- кран (козловой,

мостовой, кран-балка);

Подъемно-транспортные

- лебедка;

и монтажные работы

- лифт;

- таль;

- тельфер

Транспортировка горной

Электровоз

породы в подземных

Сила тяги: 4,5-9 кН

горных выработках

Транспортировка горной

Грузоподъемность: 3-5,6 т (по

Вагонетка

породы в подземных

данным тех. литературы)

горных выработках

Транспортировка горной

Грузоподъемность: 20 т

Вагон самоходный

породы в подземных

Макс. скорость движения: 9 км/ч (по

горных выработках

данным тех. литературы)

Водоотвод, осушка

скважин для

Подача воды: около 250-1030 м³/ч

Центробежный насос

буровзрывных работ,

(по данным тех. литературы)

гидравлическое

разрушение

Максимальная скорость

транспортирования: 1,9 м/с (по

Подвесная

Транспортировка

данным тех. литературы)

монорельсовая дорога

оборудования

Допустимая нагрузка: 50 кН (по

данным тех. литературы)

Максимальная скорость движения:

Напочвенная канатная

Транспортировка людей

2 м/с

дорога

и грузов

Масса единичного груза: 27700 кг

Тяговое усилие: 122 кН

Автосамосвал

Транспортировка горной

Грузоподъемность: 130-220 т (по

карьерный

породы на поверхности

данным тех. литературы)

Погрузчик

Транспортировка и

Объем ковша: 6-14 м³ (по данным

(породопогрузочная

складирование угля

тех. литературы)

машина)

Регулируемая подача

Производительность: до 720 м³/ч (по

Питатель

горной породы

данным тех. литературы)

Напряжение питания: 7-15 В (по

данным тех. литературы)

Контроль содержания

Датчики метана

Диапазон измерения концентрации

метана в воздухе

метана: 0 % - 100 % (по данным тех.

литературы)

⁷⁾ По умолчанию - по данным анкет.

Окончание таблицы 8

Наименование

Назначение

Технологические характеристики ⁸⁾

оборудования

Система аэрогазового

Контроль параметров

контроля

рудничного воздуха

Учет массы

Контрольно-

транспортируемого угля

измерительное

Контроль расхода

оборудование

ресурсов

Осланцевание горных

выработок (подача

Осланцеватели,

инертной пыли)

Оснащается взрывобезопасным

огнепреградители

Гашение

пневматическим приводом

распространения

пламени

Подогрев потока

Мощность: до 3000 кВт (по данным

Калориферы

вентиляционного воздуха

тех. литературы)

на входе в шахту

Машина

Подготовка

Максимальная крупность кусков угля:

проборазделочная

лабораторных проб углей

300 мм (по данным тех. литературы)

Лабораторный комплекс

с приборами для

Измерение состава и

измерения состава

параметров проб углей

вещества

Таблица 9 - Природоохранное оборудование для добычи угля подземным

способом

Назначение

Технологические

Наименование оборудования

оборудования

характеристики⁹⁾

Стационарные оросительные,

Орошение (в том числе

распылительные,

предварительное)

Эффективность

оросительно-вентиляционные

угольного массива,

пылеподавления: 70 % - 98

установки, водяные

очистных забоев и других

оросители

пылящих поверхностей

Пылеподавление при

Эффективность

Водовоздушный эжектор

передвижке секций

пылеподавления: 80 % - 93

механизированной крепи

Ствол воздушно-пенный,

Пылеподавление пеной

Эффективность

пеногенератор,

при очистных работах

пылеподавления: 90 % - 98 %

пенообразователь

⁸⁾ По умолчанию - по данным анкет.

⁹ По умолчанию - по данным тех. литературы

Продолжение таблицы 9

Назначение

Технологические

Наименование оборудования

оборудования

характеристики¹⁰⁾

Улавливание пыли при

Эффективность

проведении буровых,

Пылеулавливающая

пылеулавливания: 80 % -

выемочно-погрузочных

установка (аспирационная

99,9 % (улавливаются

работ и транспортировке

установка, циклон)

частицы размером от

угля конвейерным

0,05 мкм)

способом

Предварительное

осветление воды

Шахтный водосборник

(удаление взвешенных

частиц)

Пруд-отстойник и

Степень очистки воды после

Осветление воды

аналогичные устройства

первичного осветления от

(удаление тяжелых

(отстойник, осветлитель с

взвешенных веществ: от 50 %

взвешенных частиц)

взвешенным слоем осадка)

до >99 % (по данным анкет)

Нефтеловушка и аналогичные

устройства (боновое

Очистка сточных вод от

заграждение, боновый

нефтепродуктов

фильтр)

Очистка сточных вод от

взвешенных веществ

(крупных и

Флотационная машина

мелкодисперсных),

нефтепродуктов, железа,

масел и поверхностно-

активных веществ

Установка для

Обеззараживание

обеззараживания воды

сточных вод (удаление

хлорированием

бактерий)

Степень очистки воды от

Установка окисления

Биологическая очистка

органических загрязнений

активным илом

сточных вод

составляет около 90 %

Обеззараживание

Установка озонирования

сточных вод, удаление

железа

Установка обеззараживания

Обеззараживание

Уровень инактивации: до 99,9

ультрафиолетовым

сточных вод

излучением

Засыпной сорбционный

Доочистка сточных вод

фильтр

Установка аэрации воды

Очистка сточных вод от

(аэратор)

железа

Установка флотации,

Комплексная очистка

Производительность: 30 м³/ч

фильтрации и

сточных вод

и более

обеззараживания

¹⁰ По умолчанию - по данным тех. литературы

Окончание таблицы 9

Назначение

Технологические

Наименование оборудования

оборудования

характеристики¹¹⁾

Производительность:

соответствует

Отвалообразователь

Формирование отвалов

производительности

непрерывного действия

многоковшового экскаватора

(от 1250 до 5250 м³/ч)

2.1.1 Проведение горных выработок и разрушение горной породы

(буровые работы)

2.1.1.1 Проведение горных выработок

Проведение горных выработок представляет собой совокупность работ по

выемке, погрузке, транспортировке горной массы, возведению крепи, наращиванию

транспортных устройств и коммуникаций, обеспечивающих подвигание

подготовительного забоя.

При проведении горных выработок различают основные и вспомогательные

процессы:

- основные - проведение и крепление выработки;

- вспомогательные - возведение временной крепи, навеска вентиляционных

труб, наращивание конвейера или настилка рельсовых путей, прокладка труб,

кабелей и др.

Классификация технологических схем проведения горных выработок

В зависимости от однородности пересекаемых пород выделяют:

- проведение выработок в однородных породах (в случае если забой

выработки пересекает только один вид пород);

- проведение выработок в неоднородных породах (в случае если забой

выработки пересекает два вида пород и более).

Проведение выработки в однородной породе осуществляется сплошным

забоем (уголь и вмещающая порода вынимаются одновременно).

При неоднородных породах выработка проводится как сплошным забоем, так

и уступным забоем, т. е. с раздельной выемкой угля и породы. При этом вначале

проводят выемку угольного пласта на некоторую величину, а затем - вмещающих

пород.

В зависимости от места размещения породы выделяют следующие способы

проведения выработок:

- узким забоем;

- широким забоем.

При проведении выработок узким забоем уголь вынимается только в

пределах поперечного сечения выработки, а порода, полученная от подрывки,

выдается на поверхность шахты. При проведении выработок широким забоем уголь

¹¹ По умолчанию - по данным тех. литературы

вынимается на ширину, превышающую изначальную ширину выработки.

В образовавшемся пространстве (раскоске) размещаются породы от подрывки.

В зависимости от способа отделения горных пород от угольного массива

выделяют следующие способы проведения горных выработок:

- механический (механизированный) способ. Осуществляется с помощью

проходческих комбайнов, применяется по углю и породе средней крепости

(коэффициент крепости f = 5-6);

- буровзрывной способ - применяется в породах любой крепости;

- гидравлический способ - применяется крайне ограниченно, в частности для

дегазации массива [33];

- ручной способ с использованием отбойного молотка - применяется в

особых случаях (проведение водосточной канавки, на крутом падении пласта);

- комбинированные работы представляют собой комбинацию различных

применяемых технологий.

2.1.1.2 Проведение горных выработок с помощью проходческих

комбайнов

Проходческие комбайны предназначены для механизации проведения

горизонтальных и наклонных подготовительных выработок различного назначения

на угольных шахтах. Применение проходческих комбайнов дает возможность

совместить во времени основные технологические операции проходческого цикла:

отделение горной породы от массива, ее погрузку в транспортные средства, в

отдельных случаях - крепление выработанного пространства.

Выделяются следующие основные технологические операции при

комбайновом способе прохождения горных выработок:

- разрушение породы;

- удаление разрушенной породы от комбайна, ее погрузка и

транспортирование;

- крепление горных выработок;

- вспомогательные операции по обеспечению функционирования забоя

(проветривание, борьба с пылью и т. д.) [34].

В конструкции комбайна предусмотрена возможность установки

дополнительного навесного оборудования для механизации трудоемких операций

проходческого цикла (бурение шпуров и установка анкерной крепи, установка

временной штучной крепи и пр.).

Все проходческие комбайны по способу обработки забоя органом

разрушения можно разделить на два типа:

- комбайны избирательного действия (стреловые проходческие комбайны) с

последовательной обработкой поверхности забоя слоями;

- комбайны фронтального действия (буровые комбайны) с одновременной

обработкой всей поверхности забоя.

2.1.1.2.1 Избирательные (стреловые) проходческие комбайны

Для проведения горных выработок обычно применяются проходческие

комбайны избирательного действия со стреловидными исполнительными

органами [35].

Проходческими комбайнами избирательного действия со стреловым органом

разрушения можно проходить выработки любого сечения по форме (арочной,

прямоугольной, трапециевидной и др.) и площади сечения (в пределах

типоразмера комбайна) без смены органа разрушения или его перенастройки.

Стреловыми комбайнами можно проходить горизонтальные и наклонные

выработки по углю и смешанному забою с присечкой малоабразивных пород

средней крепости в сложных горно-геологических условиях (сбросы, пережимы и

утонение пласта, неустойчивая кровля, слабая почва и др.).

Конструкция избирательных комбайнов позволяет достаточно просто

производить смену породоразрушающего инструмента и устанавливать временную

крепь непосредственно у груди забоя.

Для погрузки разрушенной горной массы на конвейер комбайна наибольшее

распространение в комбайнах избирательного действия получили погрузочные

устройства, выполненные в виде нагребающих лап.

2.1.1.2.2 Фронтальные (буровые) проходческие комбайны

Буровые исполнительные органы производят одновременную обработку

всего сечения проходческого забоя. По кинематике движения режущего

инструмента выделяют два варианта их конструкции [34]:

- роторные - режущий инструмент совершает вращательное движение и

одновременно подается на забой;

- планетарные - режущий инструмент, помимо вращательного и

поступательного движений, совершает еще и вращательное движение

относительно оси исполнительного органа.

Наиболее широкое распространение среди буровых исполнительных

органов получили органы роторного типа [36].

Фронтальные (буровые) проходческие комбайны для проведения

горизонтальных выработок

Проходческие комбайны с буровым органом разрушения предназначены для

проведения подготовительных выработок и очистных работ при камерных системах

отработки полезного ископаемого ¹²⁾. Форма сечения проводимой выработки может

быть арочной или овально-арочной. Комбайны с одним буровым органом или

соосными роторами проходят выработку круглого сечения, которая при помощи

бермовых фрез доводится до арочной формы. Комбайны с параллельно-осевым

расположением буровых органов разрушения проходят выработки овально-

арочной формы.

Буровые

проходческие

комбайны

имеют

более

высокую

производительность, чем стреловые комбайны, но они эффективны в эксплуатации

¹²⁾ Камерная система отработки предполагает, что полезное ископаемое извлекается в пределах

камер, разделенных междукамерными целиками.

только при проведении выработок постоянного сечения в породах с относительно

стабильными физико-механическими свойствами и значительной протяженности

(около 2000 м).

Фронтальные (буровые) проходческие комбайны для проведения

наклонных и вертикальных выработок

Способ восходящего бурения заключается в том, что буровой комбайн

размещается на верхнем горизонте, с которого бурят пилот-скважину на нижний

горизонт, а разбуривание выработки до проектного сечения производят снизу-

вверх специальным расширителем. Пилот-скважина дает возможность повысить

точность проходки восстающей выработки. Эта схема бурения восстающих

выработок получила наибольшее распространение в мировой практике.

Когда разработка полезного ископаемого ведется в восходящем порядке,

применяются буровые комбайны нижнего расположения с буровыми головками

обратного или прямого хода. При разбуривании выработки снизу-вверх требуется

увеличивать диаметр пилот-скважины для свободного удаления буровой мелочи и

защищать комбайн и горнорабочих от падающей горной породы. Бурение

выработки на все сечение снизу-вверх требует повышенных напорных усилий и

затрудняет задачу выдерживать направленность проходимой выработки.

Разбуривать пилот-скважину снизу-вверх можно и при расположении комбайна на

верхнем горизонте.

2.1.1.3 Проведение горных выработок с помощью буровзрывных работ

Отделение крепких горных пород от массива при проведении

подготовительных выработок на угольных шахтах производится с помощью

буровзрывных работ. Разрушение массива горных пород в этом случае

осуществляется энергией взрыва.

Буровзрывная технология проведения горных выработок включает в себя:

- бурение шпуров;

- заряжание;

- взрывание зарядов;

- погрузку горной массы;

- крепление выработки;

- вспомогательные работы (проветривание забоя, доставка материалов,

прокладка трубопроводов и кабелей и т. д.) [34].

2.1.1.3.1 Бурение

Взрывные вещества размещают в специальных цилиндрических полостях,

искусственно образованных в горных породах: для размещения заряда в массиве

горных пород образуют полость - шпур, скважину или выработку (камеру). Диаметр

шпуров обычно составляет 30-75 мм, а глубина - до 5 м. Шпуры, имеющие диаметр

более

75 мм и глубину более

3 м, называют скважинами. Бурение шпуров

осуществляется вручную или буровыми установками.

В подземных условиях наиболее широкое применение в горной

промышленности получил механический способ бурения шпуров и скважин, при

котором разрушение горных пород производится буровым инструментом под

действием механических усилий, а удаление буровой мелочи производится водой,

сжатым воздухом либо воздушно-водяной смесью.

В зависимости от характера силового воздействия бурового инструмента на

горную породу и схемы его работы механическое бурение может осуществляться

следующими способами: вращательным, ударным, вращательно-ударным и

ударно-вращательным.

Станки для бурения скважин

Бурение скважин в угольных шахтах характеризуется спецификой, связанной

с высокой скоростью бурения, слабой устойчивостью пород, работой в

действующих выработках во взрывоопасной среде и др. Скважины бурятся обычно

по углю или породам средней крепости (f < 8), поэтому на всех станках реализуется

вращательный способ бурения.

Буровые станки можно подразделить по назначению скважин: бурение

дегазационных, разгрузочных и других технологических скважин (направленное

бурение до 1000 м, дегазационные - до 300 м).

Буровые станки для угольных шахт могут быть самоходными или

несамоходными, с гидравлическим механизмом подачи бурового става на забой и

дистанционным управлением.

При бурении шпуров и скважин перфораторами и шарошечном бурении

образуются породные частицы и пыль следующих фракций: крупная буровая

мелочь (размером более 1 мм), буровая мелочь (менее 1 мм), грубодисперсная

пыль (менее 10 мкм).

2.1.1.3.2 Заряжание

Подготовка к взрывным работам состоит из следующих этапов:

- изготовление зажигательной трубки при огневом способе;

- изготовление боевого патрона;

- очистка пробуренных шпуров от буровой муки;

- зарядка и забойка шпуров;

- взрывание шпуров.

2.1.1.3.3 Взрывание

В шахтах используемые взрывчатые вещества подразделяются на категории

в зависимости от крепости взрываемых пород и степени влажности забоя

выработок:

- А - для пород средней крепости сухих и влажных забоев: аммониты 6 и 7,

динафталит;

- Б - водоустойчивые для пород средней крепости;

- В - водоустойчивые для крепких пород: аммонит 1 и 2, аммоналы, динамит

62 %.

По назначению во взрывных устройствах взрывчатые вещества делятся на

два типа: рабочие, задача которых выполнить основной взрыв, и инициирующие,

которые должны заставить низкочувствительные взрывчатые вещества

взорваться.

К средствам взрывания зарядов в шахтах относятся:

- при огневом взрывании - огнепроводный шнур, средства его поджигания и

капсюли-детонаторы;

- при электрическом - электропроводный шнур, источники тока и капсюли-

электродетонаторы;

- при детонирующем - детонирующий шнур и средства его инициирования

(капсюль или электродетонатор).

2.1.2 Подъемно-транспортные работы

Подъемно-транспортные работы включают в себя два вида работ:

- выемку угля из очистного забоя;

- транспортировку горной массы из забоев на поверхность земли (подземный

шахтный транспорт).

2.1.2.1 Выемка угля из очистного забоя

Технология очистной выемки угля из очистного забоя представляет собой

совокупность производственных процессов, выполняемых в определенной

последовательности в пространстве и времени и направленных на получение

готовой продукции.

Выемка угля производится следующим образом: комбайн, двигаясь по лаве,

вынимает полосу угля шириной 0,8 или 1,0 м. Вслед за комбайном производится

передвижка секций механизированной крепи, что обеспечивает укрепление

обнаженной кровли. После выемки угля по всей длине лавы производится задвижка

лавного конвейера, т. е. лавный конвейер перемещается вплотную к забою. Затем

производятся концевые операции - передвижка секций крепи сопряжения,

перегружателя и другие операции. На следующем этапе комбайн зарубается в

пласт, и операция повторяется: выемка, передвижка секций крепи, задвижка

конвейера, концевые операции, зарубка комбайна на новую полосу, повторяется

новый цикл. Перед выемкой угля может осуществляться предварительное

увлажнение угольного пласта (см. 2.1.8.1.3).

В зависимости от применяемых систем разработки комплекс работ в

очистном забое состоит из следующих технологических процессов [35]:

- выемка угля (подрубка, отбойка и навалка угля на конвейер);

- доставка (транспортирование) угля вдоль очистного забоя к откаточному

штреку;

- крепление призабойного пространства;

- передвижка оборудования ближе к забою по мере подвигания последнего;

- проведение работ по управлению горным давлением.

Очистные работы осуществляются с помощью механизированного очистного

комплекса. Механизированным очистным (добычным) комплексом называют

совокупность взаимно увязанных по своим параметрам и кинематическим связям

машин и оборудования, обеспечивающих комплексную механизацию процессов

выемки угля при местном управлении ими. В комплексах допускается замена

одного типа оборудования другим (например, комбайнов, крепи).

В механизированный комплекс входят [37]:

- выемочная машина (узкозахватный комбайн, струговая установка и т. д.);

- забойный (лавный) конвейер;

- механизированная крепь;

- различное

вспомогательное

оборудование

(крепь

сопряжения,

перегружатели, кабелеукладчики, системы орошения и пылеотсоса,

вентиляционное оборудование и т. д.).

2.1.2.1.1 Выемочная машина

Выемочная машина осуществляет разрушение массива, дробление угля на

транспортабельные куски, передачу горной массы на призабойное транспортное

средство.

К выемочным машинам, осуществляющим разрушение угля механическим

способом посредством исполнительных органов, относятся:

- очистные комбайны;

- струговые установки;

- бурошнековые машины;

- проходческие комбайны.

Очистной комбайн

Очистные угольные комбайны - добычные машины длинных очистных

забоев, входящие в комплекс оборудования с механизированной передвижной

крепью, которые механизируют операции по отделению полезного ископаемого от

массива и погрузке его на забойный конвейер.

Очистные комбайны работают в очистных забоях (лавах) и предназначены

для отделения от массива (выемки) угля и погрузки отделенной горной массы на

забойный конвейер. Очистные комбайны для крутых и крутонаклонных пластов

обеспечивают выполнение только первой функции, поскольку транспортирование

горной массы для этих условий осуществляется самотеком за счет гравитационных

сил.

Очистные комбайны делятся на:

- широкозахватные (ширина захвата исполнительного органа более 1,0 м);

- узкозахватные (ширина захвата исполнительного органа менее 1,0 м).

В свою очередь, узкозахватные комбайны имеют стандартный ряд ширины

захвата:

0,5;

0,63;

0,7;

0,8 м. В настоящее время применяются в основном

узкозахватные комбайны.

Комбайн работает с рамы забойного конвейера. Перемещение комбайна

осуществляется подающей частью по реечному ставу закрепленного на навесном

оборудовании забойного конвейера. При работе комбайна оба шнека разрушают

угольный массив и грузят уголь на забойный конвейер. Уголь, остающийся на почве

после прохода шнеков, грузится щитом, расположенным позади шнеков.

Управление шнеками по мощности пласта осуществляется домкратами подъема.

Современный очистной комбайн состоит из следующих основных систем:

- корпусная система, предназначенная для объединения отдельных

корпусных узлов в конструктивно целостный технический объект, а также для

выполнения ряда других функций;

- система привода исполнительного органа, предназначенная для

обеспечения движения этого органа с задаваемыми скоростями резания и

необходимыми моментами;

- система перемещения, предназначенная для обеспечения перемещения

(подачи) корпусной подсистемы комбайна с требуемыми значениями скоростей и

усилий;

- система

подвески

и перемещения исполнительного органа,

предназначенная для:

а) основных и регулировочных перемещений исполнительного органа

относительно основных жестко соединенных узлов корпусной подсистемы с

требуемыми значениями скоростей и усилий;

б) поддержания заданного положения исполнительного органа

относительно указанных выше узлов;

- система управления для осуществления функций управления, защиты,

контроля и диагностики на основе соответствующей аппаратуры и компьютерных

устройств, с которыми взаимодействуют операторы;

- система пылеподавления.

Технологические схемы при отработке забоев очистными комбайнами

При отработке забоев очистными комбайнами применяются две схемы [35]:

- челноковая схема, при которой комбайн производит выемку угля при

движении в обоих направлениях;

- односторонняя схема, при которой комбайн производит выемку угля при

движении только в одном направлении, а в другом осуществляется перегон

комбайна.

Выемочная машина струговой установки

Выемочная машина струговой установки, в отличие от очистных комбайнов,

разрушает уголь резанием с поверхности забоя вдоль линии напластования угля с

постоянной или переменной (в зависимости от сопротивляемости угля резанию)

глубиной резания (толщиной угольной стружки).

По сравнению с выемкой комбайнами при струговой выемке

обеспечиваются:

- эффективный способ разрушения угольного пласта резанием вдоль

напластования с глубиной резания, достигающей 100 мм (при слабых углях), в

наиболее отжатой зоне угольного пласта - с поверхности забоя. Это обеспечивает

минимальную энергоемкость процесса разрушения угля, высокую сортность

добываемого угля при небольшом пылеобразовании;

- более безопасные условия для отработки пластов, опасных по газу и пыли

и особенно по внезапным выбросам угля и газа;

- возможность эффективной выемки весьма тонких пластов мощностью 0,4-

0,7 м;

- более простая схема организации работ по длине лавы;

- менее сложные средства комплексной механизации и автоматизации

производственных процессов в очистном забое.

- относительная простота и надежность конструкции собственно стругового

исполнительного органа, представляющего собой литой корпус с закрепленными

на нем резцами. На исполнительном органе струговой установки нет электро- или

гидродвигателей, трансмиссии;

- приводы струга находятся на рамах приводных головок конвейера,

расположенных на штреках или по концам забоя, что упрощает их техническое

обслуживание. При выносе приводных головок струга и конвейера на штреки

исключается необходимость предварительной выемки ниш;

- отсутствует необходимость перемещения машиниста струга вдоль

очистного забоя вслед за перемещением струга, что существенно уменьшает

физическую тяжесть и напряженность его труда.

К недостаткам струговой выемки относятся:

- ограниченная область применения по сопротивляемости угля резанию и

наличию в пластах крупных крепких включений колчедана, кварцита, породных

прослойков;

- геологические нарушения пласта, наличие спаянности («присухи») верхней

пачки пласта с породами кровли, слабые породы кровли и почвы, которые

усложняют, а в ряде случаев делают невозможным эксплуатацию стругов;

- неуправляемый процесс обрушения верхней пачки угля под действием веса

и горного давления, что затрудняет применение совместно со стругами

механизированных крепей;

- низкий КПД стругов из-за больших потерь на трение струга о почву и став

забойного конвейера,

- наличие в нижней части пласта крепкого слоя угля (земника) и слабая

неровная почва также препятствуют применению струговой выемки.

2.1.2.1.2 Секции крепи

Породы кровли над призабойным и выработанным пространством можно

рассматривать как плиту, один конец которой закреплен в угольном массиве, а

другой - свешивается в виде консоли и может обрушиться. Для его поддержания

устанавливают крепь, которая по мере подвигания забоя перемещается,

освобожденная от крепи часть консольной плиты обрушается в выработанное

пространство.

Для крепления очистных выработок и управления кровлей применяют

механизированные крепи, предназначенные для крепления и ограждения рабочего

пространства очистного забоя от проникновения в него обрушенных пород кровли

и управления горным давлением. Механизированная крепь состоит из линейных

секций, распределительной и контрольно-регулирующей гидроаппаратуры и

гидрокоммуникаций.

Секция механизированной крепи - это элемент крепи, сохраняющий свою

целостность при передвижении и состоящий обычно из основания, гидравлических

стоек (до двух стоек в секции), связанных перекрытием у кровли пласта,

гидродомкратов передвижения (одного или двух), блока управления потоком

рабочей жидкости и гидрокоммуникаций. Секция имеет оградительный элемент,

защищающий рабочее пространство от проникновения в него обрушенной породы

кровли.

Секции располагаются по всей длине лавы и передвигаются к забою по мере

выемки угля вслед за комбайном одна за другой через одну с последующим

подтягиванием непередвинутых.

Операции, выполняемые линейными секциями, одинаковы почти для всех

механизированных крепей: разгрузка (снятие распора) гидростоек, передвижение

секции, распор гидростоек, передвижение забойного конвейера и поддержание

пород кровли.

Для передвижки секции производят разгрузку ее стоек соединением

поршневых полостей стоек со сливной магистралью через управляемый обратно-

разгрузочный клапан. Одновременно производится подача рабочей жидкости в

штоковую полость.

По технологическим критериям механизированные крепи можно

классифицировать по способу перемещения всей крепи комплекса - фронтальное

сразу по всему фронту забоя (непрерывное или цикличное).

Передвижка секций механизированных крепей

Для передвижки секций механизированных крепей применяют три основных

способа: линейный, шахматный и групповой [38].

2.1.2.1.3 Забойный (лавный) конвейер

Забойные конвейеры служат для приема и транспортирования горной массы

в забоях шахт. В длинных забоях, как правило, применяются скребковые забойные

конвейеры, в узких - ленточные [37].

Ленточные конвейеры

Ленточные конвейеры служат для транспортирования угля и пустой породы,

и породы из проходческих, вскрышных и добычных забоев по горизонтальным и

наклонным выработкам внутри горных предприятий, для подъема их на

поверхность и для последующего перемещения к обогатительной фабрике, к

погрузочному пункту внешнего транспорта или непосредственно к потребителю, а

породы - в отвал. Представляет собой конструкцию, состоящую из опорных стоек,

приводного и натяжного барабанов, приводного оборудования, промежуточных

опорных роликов и кольцевой ленты, по которой непосредственно перемещаются

грузы.

Производительность ленточных конвейеров зависит от ширины и скорости

движения конвейерной ленты.

Несущим и тяговым органом ленточного конвейера общего назначения

является замкнутая (бесконечная) гибкая лента, опирающаяся своими рабочей и

холостой ветвями на роликовые опоры и огибающая на концах конвейера

приводной и натяжной барабаны. Передача движения ленте осуществляется

фрикционным способом от приводного барабана.

Необходимое первоначальное натяжение на сбегающей ветви ленты

создается натяжным барабаном при помощи натяжного устройства, которое в

основном выполняют грузовым. Ленты загружают сыпучим материалом через

загрузочную воронку, устанавливаемую обычно в начале конвейера у концевого

барабана. Разгрузка ленты может быть концевой с приводного барабана или

промежуточной, для чего используют передвижную разгрузочную тележку или

стационарные плужковые сбрасыватели.

Направление потока, сбрасываемого с барабана материала, обеспечивается

разгрузочной коробкой.

Скребковые конвейеры

На угольных шахтах для доставки угля в длинных очистных забоях на

пологих и наклонных пластах применяют скребковые конвейеры. Они относительно

просты по конструкции, пригодны к тяжелым условиям эксплуатации,

приспособлены для работы с очистными комбайнами, стругами и

механизированными крепями и являются базой современных механизированных

комплексов.

Забойные скребковые конвейеры предназначены для транспортирования

(доставки) отбитого и погруженного угля вдоль очистного забоя в конвейерный

штрек. Став конвейера является базой для передвижения комбайна и подтягивания

секций лавной крепи.

Скребковые конвейеры обладают большой производительностью и могут

доставлять уголь как вниз по падению пласта (под углом до 20°-35°), так и вверх по

восстанию (под углом до 12°).

Скребковый конвейер состоит из двух желобов (рештачный или конвейерный

став), тягового органа и двух концевых конструкций - приводной и натяжной

головок.

Став конвейера состоит из линейных рештаков, бортов и переходных секций.

Линейные рештаки соединяются между собой специальными замками,

допускающими изгиб рештаков относительно друг друга в горизонтальной и

вертикальной плоскостях под углом до 3°, а к раме приводной и концевой головок

подсоединяются через переходные секции.

К нижним полкам боковин линейной секции приварены две поперечные

лыжи, к концам которых с забойной стороны прикреплены подборщики, которые

зачищают почву комбайновой дорожки при передвижке конвейера и являются

опорой для забойной лыжи комбайна. С завальной стороны к подборщикам крепят

борт с желобом для кабелеукладчика.

Став конвейера имеет прочную конструкцию, допускающую работу

выемочной машины непосредственно с его рамы. Он же служит базовой балкой для

самопередвигающейся гидравлической крепи.

Тяговым органом конвейера являются две круглозвенные цепи со скребками.

Отдельные отрезки цепи соединены между собой специальными соединительными

звеньями. Тяговые замкнутые (бесконечные) цепи со скребками, двигаясь по дну

верхнего желоба, перемещают погруженный на конвейер уголь и сбрасывают его

при огибании ведущей звездочки приводной головки.

2.1.2.1.4 Конвейерные перегружатели

Перегружатели - это специальные конвейеры для сопряжения забойного

конвейера со средствами транспорта по штреку.

Перегружатели обеспечивают непрерывность процесса погрузки горной

массы в партию вагонеток. Их различают:

- по типу исполнительного органа - ленточные и скребковые;

- по способу передвижения к забою - несамоходные и телескопические;

- по способности к изгибу в горизонтальной плоскости - изгибающиеся и

неизгибающиеся;

- по виду поддерживающих устройств - опирающиеся на почву выработки,

подвешенные к крепи и смешанные.

Скребковые конвейерные перегружатели на угольных шахтах представляют

собой приставные и надвижные конструкции, устанавливаемые под конвейером

очистного забоя в хвостовой части ленточного штрекового конвейера. Приставные

перегружатели используют с ленточными телескопическими конвейерами.

Надвижные перегружатели, имеющие надвижную головную часть, обеспечивают

непрерывное продвигание лавы на некоторую длину без укорачивания или

удлинения штрекового ленточного конвейера. По мере продвигания лавы

перегружатели конвейерные перемещают по почве с помощью лебедок или

домкратов. Производительность конвейерных скребковых перегружателей - 200-

600 т/ч.

Ленточные перегружатели в основном используют при проведении

подготовительных выработок комбайновым или буровзрывным способом; их

устанавливают между проходческим комбайном или погрузочной машиной и

основным транспортным средством. Ленточные перегружатели изготавливают

самоходными (с электрическим или пневматическим приводом) или

несамоходными, перемещаемыми с помощью проходческого комбайна или

погрузочной машины.

Ширина ленты подземных конвейерных перегружателей составляет 650-

800 мм, производительность - 180-300 м³/ч [37].

2.1.2.2 Шахтный транспорт подземный

2.1.2.2.1 Основные виды транспорта

В зависимости от вида перевозимого груза шахтный транспорт разделяют на

основной, предназначенный для перемещения угля и пустой породы, и

вспомогательный - для перемещения горного оборудования, различных

материалов и людей.

К основным видам подземного транспорта относятся:

- конвейерный;

- рельсовый;

- безрельсовый самоходный;

- монорельсовый;

- канатный подвесной.

Оборудование конвейерного транспорта различается в зависимости от

основного назначения и горнотехнических условий:

- ленточные конвейеры обычной конструкции - применяются для

транспортирования (основное назначение) угля, породы и горной массы от

очистных и подготовительных забоев. Применяются в горизонтальных и наклонных

выработках с углами наклона от -16° до +18°;

- крутонаклонные

ленточные

конвейеры -

применяются

для

транспортирования угля, породы и горной массы от очистных и подготовительных

забоев. Применяются в наклонных выработках с углами наклона до -25° или +35°;

- телескопические ленточные конвейеры - также применяются для

транспортирования угля, породы и горной массы от очистных и подготовительных

забоев. Применяются в укорачивающихся или удлиняющихся вслед за

подвиганием очистных или подготовительных (проходческих) забоев

горизонтальных и наклонных выработках с углами наклона от -10° до +10°;

- грузопассажирские

ленточные

конвейеры -

применяются

при

транспортировке угля, породы и горной массы и перевозке людей в горизонтальных

и наклонных выработках с углом наклона до 18°;

- пластинчатые

изгибающиеся

конвейеры -

применяются

при

транспортировке угля от очистных забоев в горизонтальных выработках;

- скребковые конвейеры - применяются при транспортировке угля, породы и

горной массы от очистных и подготовительных забоев в горизонтальных и

наклонных выработках с углами наклона до

35° при небольшой длине

транспортирования (до 100-150 м).

Рельсовый транспорт:

- электровозы, дизелевозы - применяются при транспортировке составов

вагонеток и секционных поездов с углем, породой, горной массой, оборудованием

и материалами, а также пассажирских составов в горизонтальных выработках;

- инерционные локомотивы (гировозы) - применяются при перевозке

материалов, оборудования и людей в вентиляционных горизонтальных

выработках;

- канатная откатка в вагонетках - применяется при транспортировке составов

вагонеток с углем, породой или горной массой, материалами и оборудованием, а

также пассажирских поездов во вспомогательных наклонных выработках с углами

наклона от 10° до 30°;

- канатная откатка в скипах - применяется при транспортировке угля, породы

или горной массы в наклонных выработках с углами наклона свыше 18°;

- напочвенные канатные дороги - применяются при транспортировке

составов вагонеток с углем, породой или горной массой, материалами и

оборудованием, перевозке людей в горизонтальных и наклонных выработках

знакопеременного профиля до 20°.

Безрельсовый самоходный транспорт (применяется при транспортировке

угля, породы и горной массы в горизонтальных и наклонных выработках с углами

наклона до 12°):

- грузовые самоходные вагонетки;

- тягачи с прицепными платформами;

- грузолюдские самоходные вагонетки.

Монорельсовый транспорт:

- монорельсовые дороги с канатной тягой - применяются при

транспортировке материалов и оборудования, перевозке людей в горизонтальных

и наклонных выработках с углами наклона до +35°;

- монорельсовые дороги с подвесными локомотивами - применяются при

транспортировке материалов и оборудования, перевозке людей в горизонтальных

и наклонных выработках с углами наклона до 20°;

Канатный подвесной транспорт:

- моноканатные подвесные дороги - применяются при транспортировке

материалов и оборудования, перевозке людей в горизонтальных и наклонных

выработках с углами наклона до 25°;

- двухканатные подвесные дороги - применяются при транспортировке

материалов, оборудования в горизонтальных и наклонных выработках с углами

наклона до 15° [39].

Перемещение угольной массы в шахте от забоя до околоствольного двора

или на поверхность осуществляют одними или несколькими видами транспортных

машин с перегрузкой с одного вида транспорта на другой. Цепь взаимосвязанных

транспортных машин и механизмов, обеспечивающих перемещение угольной

массы, представляет собой транспортный комплекс, при различных видах

транспортных

машин -

комбинированный

транспортный

комплекс

(комбинированный шахтный транспорт) [37].

Транспортный комплекс подземного транспорта состоит из участкового и

магистрального.

На пластах с углом падения до 18°:

- участковый транспорт практически полностью конвейеризирован: доставка

угля из очистных забоев осуществляется скребковыми конвейерами, по штрекам и

наклонным выработкам - ленточными конвейерами; доставка материалов,

оборудования и людей - аккумуляторными электровозами и напочвенными и

монорельсовыми канатными дорогами, монорельсовыми дорогами с подвесными

дизель-гидравлическими локомотивами;

- магистральный транспорт осуществляется:

- пo горизонтальным выработкам: ленточные конвейеры, электровозная

откатка;

- пo наклонным выработкам: ленточные конвейеры, канатная откатка.

На пластах с углом падения свыше 18°:

- участковый транспорт представлен локомотивной откаткой грузов;

- транспорт по наклонным выработкам - канатной откаткой (в вагонетках,

скипах).

2.1.2.2.2 Транспортировка угля от забоя к местам погрузки

Для транспортировки угля от забоя к местам погрузки в вагонетки

применяются следующие виды механической доставки:

- скреперная;

- самоходным оборудованием;

- питателями;

- конвейерами.

Скреперная установка представляет собой транспортное средство

периодического действия, состоящее из скребковой лебедки, скрепера, головного

и хвостового канатов, концевого и поддерживающего блоков. К месту погрузки

скрепер перемещается с помощью концевого каната. Двигаясь в обратном

направлении с помощью головного каната, скрепер, внедряясь в рыхлую породу,

самозагружается и доставляет ее волоком к месту разгрузки. Скреперование

осуществляется по добавочным выработкам, куда уголь поступает по выпускным

выработкам под действием собственного веса.

Самоходным

называют

безрельсовое

оборудование,

имеющее

самостоятельный привод для передвижения на шинном или на гусеничном ходу.

Самоходные машины подразделяются на:

- погрузочные;

- доставочные;

- погрузочно-транспортные.

Погрузочные машины осуществляют только погрузку угольной массы в

транспортные средства. К ним относятся машины с нагребающими лапами,

подземные экскаваторы и ковшовые погрузчики.

К доставочным машинам, осуществляющим доставку угольной массы,

относятся подземные автосамосвалы и самоходные вагонетки. Самоходная

вагонетка на пневматическом ходу представляет собой короб длиной 8-10 м, в дне

которого смонтирован скребковый или пластинчатый конвейер, обеспечивающий

равномерность распределения горной массы при загрузке и последующую выгрузку

из вагонетки. Автосамосвалы на подземных работах используют для доставки и

транспортирования угля на значительные расстояния. В основном используются

автосамосвалы с опрокидным кузовом.

Погрузочно-транспортировочные машины совмещают в себе функции

погрузочных и доставочных машин. Они оборудованы ковшовыми погрузчиками,

доставка угольной массы осуществляется либо в бункерах машины, либо

непосредственно в ковше.

Питатели представляют собой короткие конвейеры длиной 6-8 м, служащие

для погрузки угля в другие средства механизированной доставки или

непосредственно в вагонетки.

Для доставки угля применяются скребковые и ленточные конвейеры. Они

служат для доставки угольной массы до других средств механизированной

доставки. На базе конвейеров возможна поточная транспортировка угольной массы

от блока до поверхности.

2.1.3 Транспортировка горной массы

В данном разделе рассматривается шахтный транспорт поверхности (в

надшахтных зданиях, породных отвалах, складах).

2.1.3.1 Технологический комплекс

Технологический комплекс поверхности шахты представляет собой комплекс

зданий, сооружений и оборудования, предназначенных для подъема, приема,

переработки, взвешивания и отправки потребителям угля, приема и складирования

породы, подачи воздуха в шахту (при необходимости его кондиционирования) для

проветривания подземных выработок, обеспечения горных работ электро- или

пневмоэнергией, бытового обслуживания трудящихся и для очистки шахтных вод.

Технологический комплекс состоит из трех основных блоков:

- главного ствола;

- вспомогательного ствола;

- угольного погрузочно-складского комплекса.

В здании комплекса главного ствола производятся прием угля и

предварительная его обработка (удаление посторонних предметов и дробление).

Главный ствол может быть вертикальным или наклонным. На современных шахтах

выдача угля на поверхность по вертикальным стволам производится скиповыми

подъемниками. По этим же стволам и выдается порода. По главным наклонным

стволам уголь выдается ленточными конвейерами, которыми на некоторых шахтах

транспортируется (в свободное время от выдачи угля) порода.

Надшахтное здание главного ствола соединяется с погрузочно-складским

комплексом для угля ленточными конвейерами, установленными в соединительных

конвейерных галереях (наклонных и горизонтальных).

Блок вспомогательного (клетевого) ствола обслуживает спуск и подъем

людей, спуск крепежных и других материалов и оборудования, откатку и обмен

вагонеток в клетях на поверхности. В состав блока вспомогательного ствола

включают копер, комплекс по обмену вагонеток, помещения ремонтных мастерских,

материальные склады, калориферную и компрессорную, если на шахте

используется энергия сжатого воздуха. Этим подъемом в большинстве случаев

производится также выдача породы.

В состав погрузочно-складского комплекса для угля входят погрузочные

бункера, пункты и устройства для погрузки угля в железнодорожные вагоны, а также

склады угля (открытые и закрытые). Склады предназначены для приема угля из

шахты при заполненных бункерах и перебоях в подаче подвижного состава под

погрузку, а также для хранения недефицитных и некондиционных марок угля.

Породный комплекс состоит из погрузочных бункеров, из которых производится

погрузка породы в подвижной состав для принятого вида транспорта, транспортных

устройств и собственно отвала породы.

В технологическом

комплексе

поверхности

шахты

расположен

лабораторный комплекс оценки качества угля, осуществляющий анализ изменения

состава и параметров угля и продуктов обогащения.

2.1.3.2 Транспорт на поверхностных комплексах

Традиционными видами транспорта на поверхностных комплексах

действующих шахт являются:

- гравитационный;

- конвейерный;

- железнодорожный (широкой и узкой колеи);

- прочие (автомобильный и т. д.).

В зависимости от расстояния транспортировку угля можно подразделить на

два типа:

- транспортировка угля между зданиями технологического комплекса

поверхности шахты. При данном типе транспортировки применяются самотечный,

конвейерный транспорт и элеваторы [37]. Преимущественно используются

ленточные конвейеры, а в качестве вспомогательных устройств конвейерных

комплексов - различного рода питатели, устройства для улавливания магнитных

включений и взвешивания материала в процессе его транспортирования;

- транспортировка угля на расстояние в несколько километров для доставки

на центральные обогатительные фабрики, железнодорожные станции и

электростанции. К наиболее приемлемым средствам транспорта на данное

расстояние относятся железнодорожный транспорт (обычно широкой колеи) и

ленточные конвейеры.

2.1.4 Складирование угля и отходов недропользования

Данные вопросы рассмотрены в соответствующих частях справочника НДТ

при рассмотрении добычи угля открытым способом (см. 2.2.4 и 2.2.7.3).

2.1.5 Контроль качества угля ¹³⁾

Контроль качества угля на шахтах и разрезах осуществляют по пробам угля,

отобранным из пластов. Кроме того, на шахтах, разрезах и обогатительных

фабриках осуществляют контроль по пробам, отобранным из товарного угля.

Процесс отбора пластовых проб регламентируется ГОСТ 9815-75, проб товарного

угля - ГОСТ 10742-71. Отобранные пробы направляются на проборазделочные

машины, которые способны обрабатывать уголь крупностью до 300 мм.

В лабораториях для оценки качества угля применяется много

вспомогательного оборудования: дробилки, делители проб, истиратели,

просеивающие машины, сита, грохоты, печи, сушильные шкафы, питатели,

центрифуги, встряхиватели и т. д.

Для контроля массы поступающего угля применяются весы.

Непосредственно для контроля качества угля применяется многочисленное

измерительное оборудование, в том числе: калориметры, влагомеры, анализаторы

зольности,

серы

и углерода, анализаторы термогравиметрические,

пластометрические аппараты и т. д.

2.1.6 Вентиляция и дегазация

Согласно технике безопасности, рудничный воздух должен содержать по

объему не менее 20 % кислорода и не более 0,5 % углекислого газа. Концентрация

метана должна составлять не более 0,5 % - 2 % - в вентиляционных струях

угольных шахт (в отводящих, дегазационных трубопроводах и газодренажных

выработках допустима более высокая концентрация) [40]. Данные предельные

допустимые значения концентрации метана в вентиляционных струях достаточно

низки, что ограничивает возможность экономически оправданного каптирования и

утилизации метана в промышленных масштабах. В связи с этим бороться с

метаном как с загрязнителем целесообразно, только откачивая его изолированно

из угольного пласта и выработанного пространства. Подобная схема препятствует

¹³⁾ Данный подраздел является общим для подразделов «Добыча подземным способом», «Добыча

открытым способом» и «Обогащение угля».

выбросам метана через трещины и разрушения, а также снижает риск

возникновения нештатных ситуаций в зоне добычи угля и подходов к ней.

Таким образом, к задачам вентиляции подземных выработок относятся:

- обеспечение выработок пригодным для дыхания воздухом;

- поддержание в них нормальной температуры и влажности;

- метаноотведение.

Проведение дегазации в целях снижения концентрации взрывоопасных газов

(главным образом метана) в действующих горных выработках до установленных

норм предусмотрено требованиями статьи 14 Федерального закона от 20.06.1996

№ 81-ФЗ «О государственном регулировании в области добычи и использовании

угля, об особенностях социальной защиты работников организаций угольной

промышленности».

Проветривание горных выработок шахты обеспечивается с помощью

непрерывно работающих вентиляторных установок - вентиляторов главного

проветривания (ВГП) и вспомогательных вентиляторных установок (ВВУ).

За счет диффузии организуется проветривание тупиковых горных выработок

газовых шахт длиной до 6 м, а негазовых шахт - длиной до 10 м. При этом

максимально допустимая скорость воздуха в лавах и тупиковых выработках

не должна превышать 4 м/с, а в прочих горных выработках, проведенных по углю и

породе, - не более 6 м/с.

Очистные забои проветривают за счет общешахтной депрессии,

создаваемой вентиляторами главного проветривания и вспомогательными

вентиляторными установками. В качестве главных вентиляторов на шахтах

применяют осевые и центробежные вентиляторы, обеспечивающие проветривание

горных выработок всей шахты или ее части. Вспомогательные вентиляторные

установки служат для проветривания выемочных участков и отдельных горных

выработок шахты. Срок их эксплуатации не должен превышать трех лет [40].

Основные схемы вентиляции шахты - центральная и фланговая; их

сочетание - комбинированная схема.

При центральной схеме вентиляции шахты воздух поступает в шахту и

выходит из нее через стволы в центре шахтного поля. Схема применяется при

ограниченных размерах шахтного поля по простиранию и относительно небольшой

мощности шахты, ведении работ на глубоких горизонтах; обеспечивает быстрый

ввод в действие главного вентилятора и создание сквозной струи при

строительстве шахты; характеризуется большой протяженностью пути движения

воздуха, наличием параллельных струй чистого и загрязненного воздуха, их

неоднократными пересечениями.

При фланговой схеме вентиляции шахты воздух поступает в шахту через

ствол в центре шахтного поля, выходит через стволы, расположенные на флангах.

Схема применяется на неглубоких шахтах, когда невозможно или нецелесообразно

поддерживать единый вентиляционный горизонт; практически исключает

встречное движение поступающей и исходящей струй; длина пути движения

воздуха меньше, чем при центральной схеме. Однако по фланговой схеме

требуется не менее трех вентиляционных стволов и обычно не менее двух

вентиляторных установок; в период подготовки шахтного поля вентиляция шахты

затруднена.

При комбинированном способе вентиляции шахты один вентилятор работает

на нагнетание, другой - на всасывание [37].

Проветривание тупиковых горных выработок осложнено - подача

атмосферного (свежего) воздуха в такую выработку или удаление из нее

загрязненного рудничного воздуха осуществляется, как правило, вентиляторами по

трубам достаточно большого диаметра, проложенным в этих выработках. При

остановке вентилятора или нарушении проветривания забоя автоматически

отключается электроэнергия, подаваемая к механизмам во всей тупиковой

выработке.

В зависимости от направления подачи свежего воздуха вентиляторами

главного проветривания различают три способа проветривания горных выработок

для удаления метана и иных газов без их улавливания [41]:

- нагнетательный;

- всасывающий;

- комбинированный.

Нагнетательный способ проветривания

Нагнетательный способ проветривания шахты представляет собой подачу

свежего воздуха в шахту нагнетательными ВГП и (или) ВВУ. Свежий воздух

проходит через ВГП или ВВУ, а затем перемещается по горным выработкам и

выбрасывается на поверхность за счет «компрессии», создаваемой ВГП и (или)

ВВУ.

Технология нагнетательного способа проветривания подготовительного

забоя представляет собой подачу свежего воздуха к забою выработки по трубам

при помощи вентилятора местного проветривания, работающего в режиме

нагнетания.

Свежий воздух интенсивно перемешивается с рудничными газами, а затем

этот рудничный воздух перемещается в горные выработки с общешахтной

исходящей струей воздуха и выбрасывается на поверхность.

Всасывающий способ проветривания

Технология всасывающего способа проветривания шахты представляет

собой подачу свежего воздуха в шахту по горной выработке, имеющей выход на

поверхность, за счет депрессии, создаваемой всасывающими ВГП и (или) ВВУ.

Рудничный воздух перемещается в горные выработки с общешахтной исходящей

струей воздуха, а затем выбрасывается на поверхность ВГП или ВВУ.

Технология всасывающего способа проветривания подготовительной

выработки представляет собой подачу свежего воздуха к забою выработки по

самой подготовительной выработке, а рудничный воздух удаляется по трубам при

помощи вентилятора местного проветривания, работающего в режиме всасывания,

а затем выбрасывается в горные выработки с общешахтной исходящей струей

воздуха и на поверхность.

Комбинированный способ проветривания

Комбинированный способ проветривания - сочетание технологий

нагнетательного и всасывающего способов проветривания шахты и

подготовительной выработки.

Оборудование

Вентиляторы

Для проветривания выработок применяют осевые и центробежные

вентиляторы.

Вентиляционные трубы

При вентиляции горных выработок применяют гибкие и жесткие трубы из

синтетических тканей, пластмасс и металла. Для проветривания обычно

используют вентиляционные трубы диаметром

300-1000 мм. Звенья труб

соединяются фланцевыми соединениями, стальными кольцами или муфтами [42].

Калориферы

Для подогрева воздуха, поступающего в шахту в холодное время года,

применяются калориферы.

Датчики метана

Датчики метана предназначены для непрерывного мониторинга содержания

метана в рудничном воздухе с точностью до ±0,2 % (при концентрации до 5 %).

В зависимости от модификации датчики могут определять содержание в рудничном

воздухе иных газов (оксид углерода, диоксид углерода, кислород, водород,

суммарная концентрация горючих газов).

Дегазационные установки

Дегазационные установки устанавливаются в опасных по метану шахтах с

целью отвода метана из скважин, пробуренных в угольный пласт, в сближенные

угольные пласты и в выработанное пространство.

Осланцеватели

Осланцеватели применяются для искусственного озоления взрывчатой

пыли, оседающей в подземных горных выработках, путем добавления к ней

негорючей пыли. В качестве негорючей пыли используют измельченный сланец

или известняк, который с помощью осланцевателей наносится на поверхности

горных выработок.

Выбор оборудования для проветривания горной выработки производят в

соответствии с результатом расчета вентиляции тупиковых выработок,

учитывающего следующие факторы:

- метановыделение;

- необходимый уровень разбавления ядовитых газов после проведения

взрывных работ;

- максимальное число работающих в забое людей;

- минимальная скорость движения воздуха по выработке;

- тепловой и пылевой режимы;

- мощность машин и оборудования [41].

2.1.7 Осушение, водоотлив, водоотведение и водоснабжение

Для защиты подземных выработок должны предусматриваться устройства и

установки для водоотлива и отвода откачиваемых вод к местам их сброса.

До начала проходки стволов и подготовительных выработок в случаях

непосредственной угрозы прорывов в подземные выработки воды и горных пород

устанавливаются

внешахтные

водопонизительные

системы

противофильтрационные завесы, устраиваемые в соответствии с требованиями

СНиП 2.06.14-85 [87]. Водопонизительные системы могут проектироваться с

применением открытых и вакуумных водопонизительных скважин, иглофильтров,

пластовых, траншейных и трубчатых дренажей, подземных дренажных

выработок. Учитывая необходимые значительные затраты при определении

набора мероприятий необходимо учитывать капитальные и эксплуатационные

затраты и целесообразность проведения данных мероприятий.

Водосбор и водоотлив осуществляют следующим образом: вода со всей

системы горных выработок собирается с помощью канав в специальные

выработки - водосборники, находящиеся при насосных станциях, и удаляется на

земную поверхность насосами по трубопроводам или самотеком, если позволяют

условия.

При подземной разработке месторождений могут применяться в зависимости

от водопритока и порядка отработки залежи различные схемы водоотлива:

- непосредственный водоотлив с каждого горизонта: при значительных

водопритоках в случае одновременной работы всех горизонтов насосные станции

устанавливают на всех рабочих горизонтах, и откачку воды на земную поверхность

ведут из водосборников каждого горизонта отдельной водоотливной системой;

- перекачка воды на вышележащие горизонты: при последовательной

отработке горизонтов воду собирают в водосборники на каждом горизонте,

перекачивают ступенчато в водосборники на вышележащих горизонтах и затем

выдают на земную поверхность;

- спуск воды с вышележащего горизонта и откачка на земную поверхность:

при небольших водопритоках возможен перепуск воды в водосборник на нижнем

горизонте с последующей ее откачкой на земную поверхность;

- спуск воды в штольню: в случае вскрытия залежи полезного ископаемого

штольней и слепым стволом воду можно перепускать из водосборников

вышележащих горизонтов самотеком в водосборник штольневого горизонта, из

которого она самотеком или с перекачкой будет выдаваться по штольне на земную

поверхность;

- бурение опережающих скважин и дренажных выработок, обеспечивающих

постоянное опережающее (по отношению к горным работам) понижение уровня

подземных вод.

Различают главный водоотлив, устраиваемый в камере околоствольного

двора для откачки на земную поверхность всего притока воды в шахту, и

вспомогательный - для перекачки воды с отдельных участков шахты к

водосборникам главного водоотлива.

Система водоотлива включает в себя сеть водоотводных канавок,

участковые и главные водосборники, насосные станции, вспомогательные

устройства (водотрубные ходки, перемычки и т. п.), устройства автоматизации и

контроля.

Водоотводные канавки устраивают в горизонтальных и наклонных горных

выработках для сбора и отвода воды к водосборникам. Вода всегда движется по

направлению к шахтному стволу или устью штольни, т. е. к выходам на земную

поверхность.

Водосборники должны иметь не менее двух выходов на откаточные

выработки [43]. В шахтах, опасных по прорыву воды, вместимость водосборников

главных и участковых водоотливных установок нужно рассчитывать

соответственно на восьми- и четырехчасовой приток воды, для остальных шахт -

на четырех- и двухчасовой водоприток.

Для откачки на поверхность используют электрические или пневматические

насосы, которые отводят воду по трубопроводам. Для обеспечения высокого

давления используют стационарные насосные установки, размещенные в

выработках около стволов.

Водоснабжение в угольных шахтах осуществляется для обеспечения

орошения и иных методов предотвращения загрязнения атмосферного воздуха, а

также для обеспечения противопожарной защиты.

2.1.8 Природоохранные технологии

2.1.8.1 Предотвращение загрязнения атмосферного воздуха

2.1.8.1.1 Основные положения

При проведении горных выработок основными загрязняющими веществами,

которые выбрасываются в воздух, являются метан и пыль неорганическая (не

учитывая выбросы, связанные с работой ДВС).

Эмиссия пыли при добыче угля осуществляется на всех этапах

технологического процесса. При этом основная масса пыли образуется при

ведении добычных работ и проведении выработок, а также при погрузке и

транспортировке горной породы. Источниками эмиссии неорганической пыли

являются вскрышные и вмещающие породы. Эмиссия пыли каменного угля

происходит, преимущественно, на этапах транспортирования и хранения угля.

Учитывая, что разделение пыли по составу может быть проведено только в

лабораторных условиях, здесь и далее под неорганической пылью

подразумевается совокупность веществ:

- пыли неорганической с содержанием кремния менее 20 %;

- пыли неорганической с содержанием кремния 20 % - 70 %;

- пыли неорганической с содержанием кремния более 70 %;

- пыли каменного угля.

Большая часть пыли, образующейся при добыче угля подземным способом,

осаждается под действием орошения комбайнов при отбойке угля, водяных завес

на исходящих струях. Однако определенное количество пыли попадает в системы

вентиляции и воздухоочистки и выбрасывается в атмосферу. Кроме того, при

шахтной добыче осуществляется ряд технологических операций на поверхности

земли (транспортировка угля в надшахтных сооружениях, складирование угля,

погрузка, отвалообразование), которые сопровождаются эмиссией пыли в

атмосферу.

К мероприятиям по улучшению качества рудничного воздуха относятся

мероприятия,

направленные

на

предупреждение

пылеобразования:

предварительное увлажнение угольного массива, промывка скважин водой,

орошение, пылеулавливание.

Основная цель проведения данных мероприятий - снижение содержания

пыли неорганической в рабочей зоне для улучшения условий на рабочих местах и

соблюдения требований правил безопасности в угольных шахтах.

Основная масса метана (в концентрациях, существенно влияющих на

чистоту атмосферного воздуха) выделяется в отработанном пространстве. В связи

с этим наиболее распространенными технологиями борьбы с эмиссией метана

являются изоляция отработанного пространства и применение дегазационных

установок. Извлечение метана из вентиляционных потоков угольных является

крайне затруднительной задачей, решение которой в большинстве случае

нецелесообразно с экономической точки зрения. При этом извлечение метана из

вентиляционных потоков не способствует росту безопасности труда, поскольку

системы вентиляции отводят метан из горных выработок вне зависимости от того,

утилизируется ли он впоследствии или нет. При этом установки для улавливания

метана предполагают его утилизацию не в шахте (см. 2.1.6), а в надшахтных

сооружениях.

При этом в значительных концентрациях метан присутствует далеко не на

всех шахтах, поэтому специальные меры для борьбы с ним должны применяться

на всех шахтах, где это необходимо с точки зрения безопасности и технологии.

2.1.8.1.2 Контроль состояния атмосферного воздуха ¹⁴⁾

Инвентаризация выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный

воздух и их источников в настоящее время регламентируется Методическим

пособием по расчету, нормированию и контролю выбросов загрязняющих веществ

в атмосферу (дополненное и переработанное) (введено письмом Минприроды

России от 29.03.2012 № 05-12-47/4521).

Стационарные источники выброса загрязняющих веществ в атмосферный

воздух подразделяются на два типа:

- источники с организованным выбросом (дымовые и вентиляционные трубы,

вентиляционные шахты, аэрационные фонари, дефлекторы и т. п.);

- источники с неорганизованным выбросом.

Согласно методическим указаниям для определения количественных и

качественных характеристик выбросов загрязняющих веществ в атмосферу

используются инструментальные и расчетные (расчетно-аналитические) методы.

При этом инструментальные методы являются превалирующими для источников с

организованным выбросом загрязняющих веществ в атмосферу.

Методические указания напрямую указывают, что расчетно-аналитические

методы могут применяться в случае невозможности проведения инструментальных

измерений по причинам технического или экономического характера.

¹⁴⁾ Данный пункт является общим для подразделов «Добыча подземным способом», «Добыча откры-

тым способом» и «Обогащение угля».

Соответственно, для источников с неорганизованными выбросами, на

которые приходится большинство выбросов в угольной промышленности,

допустимо применение расчетно-аналитических методов, что определяется

данными факторами:

- экономическая нецелесообразность применения инструментальных

методов в условиях значительной площади производственных объектов и

постоянного перемещения техники;

- невозможность однозначного определения мест для установки датчиков

замера загрязнения атмосферного воздуха.

Согласно изменениям в Федеральный закон «Об охране окружающей

среды», внесенным Федеральным законом от 21.07.2014 № 219-ФЗ, с начала

2018 г. «на объектах I категории стационарные источники, перечень которых

устанавливается Правительством РФ, должны быть оснащены автоматическими

средствами измерения и учета объема или массы выбросов загрязняющих

веществ, сбросов загрязняющих веществ и концентрации загрязняющих веществ,

а также техническими средствами фиксации и передачи информации об объеме и

(или) о массе выбросов загрязняющих веществ, сбросов загрязняющих веществ и

о концентрации загрязняющих веществ в государственный фонд данных

государственного экологического мониторинга».

Согласно правилам создания и эксплуатации системы автоматического

контроля выбросов загрязняющих веществ и (или) сбросов загрязняющих веществ

(утверждены постановлением Правительства Российской Федерации от 13.03.2019

№ 262), стационарные источники и показатели выбросов и (или) сбросов

включаются в программу автоматического контроля в случае соответствия

утвержденным условиям (в том числе, в случае превышения эмиссии по

загрязняющим веществам, указанным в данных правилах, а также при наличии

средств автоматического измерения).

Внедрение системы автоматического контроля сбросов загрязняющих

веществ является обязательным для предприятий, осуществляющих добычу угля,

которые отнесены к предприятиям I категории. ГОСТ Р 113.37.01-2019 «Системы

автоматического контроля и учета сбросов загрязняющих веществ в угольной

промышленности в водные объекты. Основные требования» устанавливает

основные требования к проектированию и эксплуатации систем автоматического

контроля и учета концентрации загрязняющих веществ, а также к учету

показателей, характеризующих объем и качество сточных вод в угольной

промышленности.

2.1.8.1.3 Технологии предотвращения загрязнения атмосферного

воздуха

Предварительное увлажнение пласта угля в массиве

Предварительное увлажнение пласта угля в массиве является одним из

наиболее эффективных средств борьбы с пылью в очистных забоях. Для этой цели

в пласте угля по всему забою бурят шпуры или скважины. При этом величина

увлажнения угольного массива выемочного столба может быть равна его

суточному или недельному подвиганию. Следовательно, длина шпуров или

скважин может составлять от 1,5 до 90 м. В шпуры или скважины нагнетается вода

под давлением от 5 до 130 атм и более. Увлажнение угля в массиве таким способом

снижает запыленность воздуха на 50 % - 80 %.

В зависимости от фильтрационных свойств угольных пластов

предварительное увлажнение подразделяется на высоко- и низконапорное [32].

Высоконапорное нагнетание жидкости в угольный пласт осуществляется

насосными установками через скважины (шпуры), пробуренные из

подготовительной выработки или очистного забоя.

Низконапорное увлажнение заключается в том, что угольный массив

увлажняется водой под давлением, создаваемым в шахтной магистрали за счет

разницы геодезических отметок поверхности шахты и места нагнетания воды.

Низконапорное увлажнение эффективно при высокой проницаемости пластов за

счет капиллярного насыщения массива и заполнения жидкостью мелких трещин.

Для повышения эффективности предварительного увлажнения применяются

поверхностно-активные вещества (ПАВ), которые снижают поверхностное

натяжение воды и ускоряют процесс проникновения жидкости в трещины и поры

угля. Наибольшее применение получили неионогенные ПАВ-ДБ, ОП, интанол и

неонол. Рекомендуются следующие рабочие концентрации ПАВ: ДБ 0,1 % - 0,2 %;

интанол - 0,05 %; неонол - 0,05 %. Следовательно, применение добавок к воде при

предварительном увлажнении угольного пласта приводит к образованию

загрязненных сточных вод, которые требуют очистки. Данный недостаток

ограничивает возможность применения данной технологии.

Обработка поверхностей

Для предупреждения взрывания пыли, осевшей на бортах и кровле

выработок, применяют специальные уборочные машины, для обмывания стенок

выработок водой - специальный агрегат, для связывания пыли на стенках

выработок - специальные растворы, например, хлористого кальция. При буровых

работах, когда производится мелкошпуровое пневматическое бурение, промывка

скважин водой может уменьшить количество пыли в 10-15 раз.

Орошение

Орошение с подачей большей части воды через исполнительные органы

широко используется в очистных забоях при работе комбайнов, врубовых машин,

отбойных молотков в лавах крутопадающих пластов. Это позволяет обеспечить

подавление пыли на 70 % - 98 % [32]. Добавление к воде поверхностно-активного

вещества ДБ в количестве 0,1 % - 0,2 % улучшает смачиваемость пыли, и

концентрации ее снижаются в некоторых случаях в 6-7 раз. Можно повысить

пылеподавление при работе комбайна, если увеличить давление воды,

подаваемой в форсунки, до 15 атм, что достигается включением в комбайн

специального насоса [30].

Для осаждения пыли из воздуха после взрыва шпуров, а также при спуске

угля на крутых пластах применяются водяные оросители или туманообразователи.

Для пылеподавления после взрыва шпуров они устанавливаются в штреке на

расстоянии 8-12 м и 20-30 м от забоя. Оросители приводят в действие до взрыва

шпуров и прекращают их действие через 30-40 мин после взрыва. Водные завесы,

состоящие из форсунок, должны действовать в течение всего времени выемки угля

в лаве или другого технологического процесса, сопровождающегося

пылевыделением. Отключение завесы допускается лишь в ремонтно-

подготовительные смены. Водяные аэрозоли достаточно эффективно

способствуют осаждению пыли из воздуха и препятствуют распространению ее по

выработкам.

Орошение при помощи туманообразователей применяется главным образом

для предупреждения распространения пыли по шахте.

Форсуночное орошение может применяться при машинной погрузке породы

в забоях, при загрузке вагонеток углем из люков, в местах перегрузки с конвейера

на конвейер, при опрокидывании вагонеток в бункер.

При использовании для очищения воздуха водовоздушных эжекторов

происходит подавление пыли диспергированной водой, а также очистка воздуха от

взвешенной пыли, если обеспечивается его протяжка через эжектор. Принцип

работы водовоздушного эжектора заключается в том, что за счет разряжения,

создаваемого водяным факелом форсунки, отсасывается запыленный воздух,

образующий с диспергированной водой шламовидную смесь, которая в свою

очередь направляется на подавление пыли. Водовоздушные эжекторы

применяются, в частности, для пылеподавления при передвижке секций

механизированной крепи.

Обеспыливающее проветривание

Обеспыливающее

проветривание

производится

вентиляционными

установками местного проветривания или вентиляторно-оросительными

установками.

Пылеподавление пеной

Пылеподавление пеной широко используется при очистных работах на

крутых пластах, а также при транспортировке горной массы ленточными

конвейерами [32].

Способ характеризуется тем, что связывание и коагуляция пыли

осуществляются в воздушном потоке аэрозоля, включающего воздухонаполненные

водные (98 %) пены высокой кратности, в состав которых входит поверхностно-

активное вещество, представленное глицерином (0,2 % - 0,4 %), а в качестве

стабилизатора - олеиновой кислотой (0,8 % - 1,2 %) и содой каустической (0,4 % -

0,6 %), а пылеподавление осуществляется выдуванием раствора через сопла

форсунки на запыленные поверхности. Эффективность пылеподавления может

достигать 90 % - 98 % [45]. При этом используется специальное оборудование

типа СПП

(пеногенератор/пенообразователь,

стволы

воздушно-пенные,

соединительная арматура).

Применение данного метода пылеподавления приводит к образованию

загрязненных сточных вод, которые требуют очистки. Данный недостаток

ограничивает возможность применения данной технологии.

Пылеулавливание

В угольных шахтах применяют следующие способы пылеулавливания:

- отсос запыленного воздуха от места пылеобразования, отвод и выброс его

без очистки вдали от рабочих мест;

- отсос запыленного воздуха с последующей очисткой его в специальных

устройствах.

Сухое пылеулавливание при бурении осуществляется двумя способами:

отсасыванием пыли из-под колпака, плотно прилегающего к груди забоя, или

отсасыванием пыли по каналу бура. Отсасываемый воздух должен очищаться от

пыли в специальных фильтрах. Применение сухого пылеулавливания наиболее

целесообразно при бурении в тех местах, где имеется недостаток воды, и в

условиях вечной мерзлоты.

Отсос запыленного воздуха в очистном забое осуществляют передвижной,

встроенной в комбайн пылеулавливающей установкой и установкой,

расположенной на вентиляционном штреке. В качестве пылеотделительных

установок используют установки различного принципа действия (см. 2.2.7.1.5).

Для предотвращения поступления пыли в забой при работе перфораторов и

самоходных буровых установок используются системы пылемаслоулавливания,

эффективность которых достигает 90 % и более [46].

Гидрозабойка

Для пылеподавления при взрыве шпуров может осуществляться внутренняя

и внешняя гидрозабойка шпуров. Для внутренней забойки используются

гидропатроны, которые вставляются внутрь шпура, а для внешней забойки в забое

развешиваются хлорвиниловые мешки с водой. Взрывная волна разрывает

гидропатрон и хлорвиниловые мешки и диспергирует воду до аэрозолей,

способствующих осаждению пыли из воздуха.

Мероприятия,

предупреждающие

образование

пыли

при

буровзрывных работах, бурении шпуров и скважин

Для предупреждения образование пыли при буровзрывных работах

применяется предварительное увлажнение пласта угля в массиве. При работе

врубовой машины или отбойных молотков используются системы орошения.

Для пылеподавления при взрывании шпуров применяют ряд средств, к

которым относятся: обмывание стен забоя водой для предупреждения

взметывания осевшей пыли вследствие действия взрывной волны, применение

внутренней и внешней гидрозабойки.

Для предотвращения поступления пыли в забой при работе перфораторов и

самоходных буровых установок используют системы пылемаслоулавливания.

Мероприятия, предупреждающие образование пыли при погрузке и

транспортировке горной породы

При уборке горной массы применяют увлажнение взорванной массы, а при

работе погрузочных средств - орошение. При скреперной доставке горной массы,

наряду с подачей свежего воздуха к месту машиниста скреперной лебедки, что

предотвращает распространение пыли в зону дыхания рабочих, используют

автоматизированную систему орошения.

Борьбу с пылью при перегрузке горной массы на опрокидах и дроблении ее

осуществляют с помощью орошения и пылеотсоса. Для этих целей сооружают

специальную систему пылеотсоса, а для очистки отсасываемого воздуха от пыли

чаще всего используют электро- и матерчатые фильтры, которые монтируют в

специальных камерах. Тканевые фильтры сравнительно быстро засоряются,

возрастает их аэродинамическое сопротивление, что приводит к повышению

расхода энергии. Поэтому электрофильтры предпочтительнее. Степень очистки

воздуха от пыли при этом достигает 98 % - 99 %.

Для подавления пыли, образующейся в местах перегрузки угля,

используются устройства противопылевого кожуха в местах пересыпа угля с

помощью конусных оросителей. Небольшие перегрузочные пункты перекрываются

специальными матерчатыми чехлами.

Оборудование

Природоохранное оборудование, используемое для предотвращения

загрязнения окружающего воздуха (см. таблицу 9), представлено в большей

степени пылеподавляющими установками (стационарные оросительные,

распылительные, оросительно-вентиляционные установки, водяные оросители,

водовоздушные эжекторы, пенообразователи).

2.1.8.2 Очистка сточных вод

2.1.8.2.1 Общие положения ¹⁵⁾

Использование природоохранного оборудования для очистки сточных вод

(см. таблицу 9) направлено на достижение соответствия качественных показателей

сточных вод установленным предельно допустимым концентрациям (ПДК)

загрязняющих веществ.

СанПиН

2.1.3684-21

[47] регламентирует санитарную охрану водных

объектов, устанавливает требования к охране водных объектов. Отдельно,

приказом Минсельхоза России от 13.12.2016 № 552, установлены ПДК для воды

водных объектов, имеющих рыбохозяйственное значение. Кроме того, ПДК для

буферной зоны оз. Байкал установлены приказом Минприроды России от

21.02.2020 № 83. Таким образом, сточные воды, уходящие с угледобывающих

предприятий, должны быть очищены до состояния, регламентированного данными

документами. Также при наличии утвержденных в установленном порядке

нормативов допустимого воздействия на водные объекты (допустимого

совокупного воздействия всех источников, расположенных в пределах речного

бассейна или его части, на водный объект или его часть) в соответствии с

гидрографическим и/или водохозяйственным районированием в целях

поддержания поверхностных и подземных вод в состоянии, соответствующем

требованиям законодательства, они принимаются к учету при определении

требований [48].

Воду, повергшуюся очистке, необходимо сбрасывать через водоотводные

каналы в ближайший водоток или в иное место, исключающее возможность ее

обратного проникновения в выработки и заболачивание прилегающих территорий.

Место сброса сточных вод определяется в решении на предоставление водного

объекта в пользование, выдаваемое в соответствии с действующим

законодательством.

Приказом Минприроды России от

21.01.2013

№ 20 утвержден

Административный регламент Федерального агентства водных ресурсов по

предоставлению государственной услуги по предоставлению права пользования

водными объектами на основании решения о предоставлении водных объектов в

¹⁵⁾ Данный пункт является общим для подразделов «Добыча подземным способом», «Добыча откры-

тым способом» и «Обогащение угля».

пользование. В решениях на предоставление водного объекта в пользование

содержится информация о месте сброса сточных вод и определяется объем воды,

разрешенный к сбросу.

Объем загрязняющих веществ в сточных водах отражается в разрешении на

сброс загрязняющих веществ, выданный на основании нормативов допустимых

сбросов загрязняющих веществ и микроорганизмов в водные объекты.

Формирование сточных вод осуществляется практически на всех этапах

технологического процесса добычи разрезов и шахт. Сточные воды можно

разделить по происхождению на следующие группы.

1. Шахтные и карьерные воды (более 90 % массы сточных вод). Они

содержат взвешенные вещества (неорганическую пыль) от проведения

буровзрывных, вскрышных и добычных работ; нефтепродукты от разлива масел,

топлива, эмульсии; нитриты и нитраты, образующиеся при взрывании взрывчатых

веществ; железо, образующееся в результате окисления пирита (зачастую

встречается во вмещающих породах), металлических конструкций и частей

оборудования. Большой объем этого типа вод объясняется их формированием за

счет поверхностного, грунтового и подземного стока. При этом под шахтами и

разрезами формируются депрессионные воронки, в которые собираются

подземные и поверхностные воды с большой территории.

2. Хозяйственно-бытовые воды. Они образуются на банно-прачечных

комбинатах и в административно-бытовых зданиях. Эти воды, в числе прочего,

содержат остатки мыльных щелочных вод. При наличии возможности такие воды

передаются на очистку городским/поселковым коммунальным службам.

3. Технологические (производственные) воды. Они образуются в

процессе работы обогатительных фабрик и производственных объектов

угледобывающих предприятий (базы автотранспорта, дизелевозного депо, складов

горюче-смазочных материалов и т. д.). Как правило, эти воды очищаются и

повторно используются в технологическом процессе. Например, на некоторых

обогатительных

фабриках

реализованы

проекты

реконструкции,

предусматривающие замыкание водно-шламовых схем. Это позволяет

не сбрасывать смесь воды и угольной пыли (шлам) в пруды-отстойники, а с

использованием фильтр-прессов запускать ее в повторный цикл.

4. Поверхностные (ливневые) воды. На предприятиях угольной

промышленности они обычно отводятся вместе с карьерными, шахтными и

производственными водами на общие очистные сооружения.

Часть сточных вод может быть возвращена в технологический процесс.

Однако вернуть в технологический процесс удается лишь небольшую долю сточных

вод (до 10 %), формирующихся на угледобывающих предприятиях. Таким образом,

требуется возведение очистных сооружений. Условно можно выделить следующие

методы очистки воды:

- механическая очистка (предварительное отстаивание, осветление);

- биологическая очистка;

- базовая физико-химическая очистка (флотация, аэрация, химическое

осаждение, фильтрация, сорбция);

- тонкая физико-химическая очистка (ионный обмен, мембранные методы);

- обеззараживание сточных вод перед сбросом в водный объект

(хлорирование, обработка ультрафиолетовым излучением, озонирование).

Методы очистки сточных вод применяются в различных сочетаниях в

зависимости от качества воды, подаваемой на очистку. Кроме того, на схемы

очистных сооружений влияют экономическое состояние предприятий, требования

контролирующих органов и исторические факторы. Решение о возможности

реализации того или иного способа очистки и/или их комбинаций определяется

индивидуально в каждом конкретном случае.

2.1.8.2.2 Методы очистки воды ¹⁶⁾

Механическая очистка

Удаление крупного мусора

В схемах очистки хозяйственно-бытовых вод могут использоваться при

необходимости мероприятия для задержания крупного мусора органического и

минерального происхождения. В рамках этих мероприятий обычно применяются

решетки. Они устанавливаются сразу вслед за приемной камерой очистных

сооружений. Ширину прозоров решеток перед очистными сооружениями

принимают обычно не более 16-20 мм.

Решетки подразделяются на неподвижные, подвижные и совмещенные с

дробилками (решетки-дробилки). Более широкое применение имеют неподвижные

решетки. Неподвижная решетка представляет собой металлическую раму, внутри

которой установлен ряд параллельных стержней, поставленных на пути движения

сточных вод.

Очистка решеток от задержанных ими отбросов производится

механизированным способом. Механизированная очистка решеток производится

движущимися граблями, приводимыми в движение от электродвигателя.

Предварительная реагентная обработка воды не предусматривается.

Снятые с решеток отбросы подаются в дробилку, измельченную массу

обезвоживают и направляют на дальнейшее обеззараживание или утилизацию

другой организации. Решение о возможности реализации того или иного способа

осаждения определяется индивидуально в каждом конкретном случае.

Предварительное отстаивание

Предварительное отстаивание обеспечивает осаждение наиболее крупных

частиц взвешенных веществ, привносимых предприятиями угольной

промышленности в процессе хозяйственной деятельности. Предварительное

отстаивание осуществляется в шахтных водосборниках (при подземной добыче) и

зумпфах (при открытой добыче). Данные устройства являются частью системы

водоотлива и своей главной функцией имеют накопление воды для обеспечения

стабильной работы насосных станций.

Осветление

Осветление воды предполагает удаление нерастворимых примесей,

главным образом взвешенных. Самым распространенным способом осветления

¹⁶⁾ Данный пункт является общим для подразделов «Добыча подземным способом», «Добыча откры-

тым способом» и «Обогащение угля».

воды является безреагентное отстаивание - осаждение под действием силы

тяжести, поскольку этот метод является наименее энергоемким.

Процесс осветления воды может быть ускорен за счет применения

флотации, коагуляции (реагентное осаждение) и фильтрации. Для реагентного

осаждения могут применяться такие общераспространенные коагулянты, как

оксихлорид алюминия, сульфат алюминия, а также такие флокулянты, как

полиакриламид и др.

Пруды-отстойники являются наиболее распространенным сооружением для

осветления воды. Их можно устраивать в замкнутых котлованах или в оврагах и

логах (путем их перегораживания дамбами). По режиму работы различают пруды-

отстойники периодического действия (также контактные, буферные, пруды-

накопители) и непрерывного действия (также проточные). На практике очистка

сточных вод осаждение взвешенных веществ производится чаще всего в

проточных прудах-отстойниках, а контактные пруды-отстойники применяют для

обработки небольших объемов сточных вод.

Для повышения эффективности осветления в прудах-отстойниках могут

применяться искусственные фильтрующие массивы (ИФМ) из крупнообломочных

материалов или песчано-гравийной смеси.

Удаление осадка из прудов-отстойников (шлам) может осуществляться

механизированным способом. Данный осадок подвергается обезвоживанию, после

чего может быть использован как присадка к рядовому углю или передан на

утилизацию специализированным организациям. В частности, осушенный

переработанный осадок из прудов-отстойников может применяться в качестве

сельскохозяйственного удобрения.

В редких случаях для осветления сточных вод предприятий угольной

промышленности могут применяться отстойники (обычно это устройство

применяется на городских/поселковых коммунальных очистных сооружениях).

Отстойник представляет собой искусственный резервуар, предназначенный для

осветления воды. Традиционными для отрасли являются горизонтальные

отстойники, представляющие собой прямоугольный в плане резервуар,

разделенный на несколько отделений, их применяют независимо от уровня

грунтовых вод при пропускной способности очистных сооружений свыше 15-

20 тыс. м³/сутки. Основными преимуществами горизонтальных отстойников

являются малая глубина и хороший эффект очистки. К их недостаткам относится

необходимость применения большего числа прудов-отстойников вследствие

ограниченной ширины. Кроме того, ограниченность применения этого метода

обуславливается территориальными особенностями регионов расположения

предприятий, выраженными в дефиците земельных участков, необходимых для

размещения прудов-отстойников.

Отстойники могут оснащаться тонкослойными модулями, предназначенными

для отделения тонкодисперсных примесей.

Также в редких случаях могут применяться осветлители со взвешенным

слоем осадка (обычно это устройство применяется на городских/поселковых

коммунальных очистных сооружениях). Такие осветлители совмещают функции по

осветлению, коагуляции и фильтрации сточных вод. Осветлители работают

следующим образом: вода подводится в осветлитель снизу и равномерно

распределяется по его площади. Затем она проходит через взвешенный слой

осадка, осветляется и по дырчатому лотку или трубе, располагаемой на некотором

расстоянии над поверхностью взвешенного слоя, отводится на фильтры [49].

Устройства

механической

очистки

могут

быть

оборудованы

дополнительными элементами, такими как:

- устройства для снижения концентрации нефтепродуктов (нефтеловушки,

боновые заграждения ¹⁷⁾, боновые фильтры (см. раздел «Доочистка»);

- аэрационные устройства для снижения содержания железа;

- устройства биологической очистки (биоокислительные каналы, земляные

фильтры).

Решение о возможности реализации того или иного способа осветления

определяется индивидуально в каждом конкретном случае.

Осветление с предварительным отстаиванием и ИФМ может обеспечивать

очистку воды от взвешенных веществ в диапазоне от 50 % до >99 % (по данным

анкет). Эффективность технологии осветления ограничивается гидравлической

крупностью взвешенных веществ.

Биологическая очистка

Биологическая очистка может использоваться для очистки хозяйственно-

бытовых сточных вод от веществ органического и неорганического происхождения

(взвешенных и коллоидных примесей, аммония, нитритов, нитратов, фосфатов,

фенола). Обычно она применяется на предприятиях при соотношении БПК/ХПК

более

0,35, pH = 6-8, температуре воды

15 °C -

37 °C и концентрации

грубодисперсных примесей до 150-2000 мг/л. Объемы хозяйственно-бытовых вод

на предприятиях угольной отрасли сравнительно невелики, поэтому они обычно

передаются для очистки на городские или поселковые коммунальные очистные

сооружения, а при невозможности передачи очищаются на компактных очистных

сооружениях.

Биологическую очистку в естественных условиях (для очистки сравнительно

небольшого количества сточных вод, а также для их доочистки) предприятия

осуществляют в окислительных каналах, где развиваются микроорганизмы,

участвующие в самоочищении природных водоемов. Биологическую очистку

сточных вод в искусственных условиях предприятия осуществляют на

биологических очистных сооружениях, включающих в себя [50]:

- песколовки, в которых осуществляется осаждение мелких частичек под

действием силы тяжести;

- биофильтры, аэротенки, окситенки, биореакторы - накопительные или

фильтрующие

устройства,

использующие

колонии

микроорганизмов,

перерабатывающие органические соединения.

При необходимости глубокого удаления биогенных соединений азота

большинство предприятий применяют процессы физико-химической очистки:

нитрификацию (окисление аммонийного азота до нитритов и нитратов) и

денитрификацию (восстановление окисленных форм азота нитритов и нитратов до

газообразного азота).

¹⁷⁾ Нефтеловушки и боновые заграждения применяются лишь при высоких концентрациях нефте-

продуктов в сточных водах.

Для отделения от воды избыточной биомассы, образующейся в процессах

биологической очистки, большинство предприятий используют вторичные

отстойники или илоотделители, входящие в состав биологических сооружений

вместе с биофильтрами и аэротенками.

Биологическая очистка способна обеспечить удаление более 90 % всех

окисляемых органических загрязнений, содержащихся в воде [51].

Базовая физико-химическая очистка

Флотация

Флотацию применяют для удаления из сточных вод [50]:

- взвешенных частиц;

- нерастворимых диспергированных примесей, которые самопроизвольно

плохо отстаиваются (например, эмульгированных нефтепродуктов);

- ряда растворенных веществ (в том числе поверхностно-активных веществ).

На флотационных установках происходит отделение твердой фазы от

жидкой, чему способствуют предварительная реагентная обработка коагулянтом и

флокулянтом и образование пузырьков воздуха, которые, прикрепляясь к твердым

частицам, вызывают их всплытие. Таким образом, на поверхности воды образуется

так называемый флотошлам, который удаляется скребковым механизмом.

Крупные и тяжелые частицы выпадают в осадок на коническом дне флотационной

установки, откуда отводятся в шламосборник.

Для флотации обычно применяются специальные флотационные машины

(флотомашины, флотаторы), для ускорения процесса и повышения эффективности

осаждения тонкодисперсных частиц и эмульгированных примесей перед

флотацией в воду дозируются коагулянты, флокулянты и/или осадители металлов

(например, известковое молоко).

Флотационные устройства зачастую совмещаются с фильтрационными

устройствами и объектами обеззараживания ультрафиолетовым излучением (так

называемая флотофильтрация).

Аэрация

Аэрация воды применяется для удаления из воды ионов железа. Данный

способ основан на насыщении загрязненных вод кислородом. При росте

концентрации кислорода в воде ионы железа окисляются и переходят в

нерастворимую форму. Сформированные в процессе окисления оксиды железа

осаждаются на фильтрах, после чего могут быть удалены. Для обогащения воды

кислородом используют гравитационные аэраторы (водосливы с перепадом по

высоте), эжекторы (безнапорная аэрация воды) или компрессоры (напорная

аэрация).

Химическое осаждение

Для деструкции органических веществ с превращением их в СО2 и Н2О могут

использоваться окислительные методы, включающие окисление активным хлором

(гипохлоритом натрия). Этот метод способствует также предотвращению

биообрастания фильтров.

Доочистка (фильтрация, сорбция)

Для доочистки воды обычно используются специальные фильтрационные

устройства. Реже для этого могут применяться вторичные отстойники и прудки

очищенной воды, которые характерны для городских/поселковых коммунальных

очистных сооружений.

Фильтрационные устройства целесообразно применять:

- для удаления взвешенных веществ при низких концентрациях (ниже 70-

100 мг/л);

- как дополнительный элемент очистки может применяться после

осветления, флотации, биологической очистки или других методов очистки;

- для удаления ряда загрязняющих веществ (в том числе нефтепродуктов,

железа, марганца, аммония) за счет сорбции - реакции загрязняющих веществ со

специальным реагентом.

Для очистки сточных вод обычно применяются засыпные фильтры (фильтры

с зернистой загрузкой). В качестве зернистых загрузок несколько предприятий

используют песок, керамзит, гравий, горелые породы, антрацит, а также их смеси с

сорбентами (алюмосиликатами, цеолитом, активированным углем и т. д.).

Мелкозернистые фильтры используют частицы с размерами около 0,3-1,2 мм, что

обеспечивает фильтрацию частиц с размером выше 80 мкм.

Для снижения концентрации нефтепродуктов на ряде предприятий угольной

отрасли применяют боновые фильтры. Они представляют собой водопроницаемые

контейнеры, заполненные инертными материалами (древесные опилки и т. д.),

адсорбирующими на свою поверхность частицы нефтепродуктов. Степень очистки

от нефтепродуктов после осветления и применения фильтров может составлять до

>99 % (по данным анкет).

На ряде предприятий, очистные сооружения которых оборудованы в

последнее десятилетие, предусмотрена регенерация материалов, использованных

в качестве загрузок. От эффективной регенерации фильтровальных загрузок

зависит эффективность и продолжительность использования загрузки. Осадок от

очистки подвергается обезвоживанию, после чего может быть использован как

присадка к рядовому углю или передан на утилизацию специализированным

организациям.

На рассмотренных предприятиях фильтры работают при подаче на них

сточных вод как под давлением, так и без него. В первом случае они имеют

герметичный корпус. Особую роль в конструкции фильтра играет дренажная

система, через которую отводится очищенная в фильтре вода и производятся

промывки (регенерация) [50].

В случае применения фильтрации как основного элемента очистки для

ускорения процесса и повышения эффективности осаждения тонкодисперсных

частиц и эмульгированных примесей перед фильтрацией в воду дозируются

растворы коагулянтов и флокулянтов. Для предотвращения биологического

обрастания фильтров в воду перед ними дозируется гипохлорит натрия.

Тонкая физико-химическая очистка

Для удаления большинства растворенных веществ (обессоливания) воды

необходимо применять установки тонкой очистки воды. Наиболее

распространенными способами обессоливания являются:

- ионный обмен;

- мембранные технологии (в том числе ультрафильтрация и обратный

осмос).

Технология ионного обмена основана на использовании ионитов - веществ,

способных обменивать свои ионы на ионы из окружающего их раствора. Для

очистки воды обычно применяются синтетические органические смолы.

Мембранные методы основаны на использовании полупроницаемых

мембран с малым размером пор. Мембранные методы очистки воды

классифицируются по размерам пор мембран в такой последовательности:

- микрофильтрация (0,1-1,0 мкм);

- ультрафильтрация (0,01-0,1 мкм);

- нанофильтрация (0,001-0,01 мкм);

- обратный осмос (размер пор мембраны около 1 нм).

Средний

уровень

задерживания

растворенных

веществ

обратноосмотическими мембранами достигает 97 % - 99 % [52].

Прочие методы, в том числе восстановление, нейтрализация, адсорбция,

термический, электрические методы (электродиализ), применяются реже

ионообменных или мембранных технологий.

Общим недостатком технологий тонкой очистки воды являются требования к

исходному качеству воды, высокая стоимость их внедрения на очистных

сооружениях, существенные эксплуатационные затраты, вызванные применением

кислот и щелочей для технологических промывок, а также необходимость

привлечения высококвалифицированного обслуживающего персонала. Кроме того,

реализация этих методов возможна только после реализации базового метода

очистки, а в ряде случаев с применением элементов физико-химической очистки.

Данный недостаток является особенно значимым для предприятий угольной

промышленности, где объемы сточных вод являются весьма значительными

(десятки и сотни м³/ч).

Технология «активной фильтрации»

Для удаления большинства загрязняющих веществ (взвешенных веществ,

органических соединений, тяжелых и токсичных металлов) воды возможно

применять технологию «активной фильтрации» для очистки воды.

Данная технология представляет собой последовательно соединенные

аппараты непрерывного действия, осуществляющих очистку за счет перевода

загрязнений в нерастворимое состояние и их последующей коагуляции. Для

перевода загрязняющих веществ в малорастворимое состояние применяется:

- корректировка рН;

- введение дополнительных веществ, имеющих с извлекаемыми веществами

низкие произведения растворимости;

- окисление извлекаемого ингредиента.

Для выделения высокодисперсных взвесей из большого объема очищаемой

воды следует учесть, что процесс образования мало растворимых соединений и их

коагуляция резко замедляются за счет т.н. кинетических факторов, определяемым

низкой вероятностью встречи ионов, молекул и частиц в разбавленных растворах.

Это приводит к увеличению рабочего времени контакта и габаритов очистных

сооружений.

В технологии «активной фильтрации» данная проблема очистных устройств

решена за счет применения вместо стандартной инертной загрузки для фильтров,

веществ, активно участвующих в процессах перевода загрязняющих веществ в

нерастворимое состояние. Процесс выделения из раствора происходит

непосредственно на поверхности твердого вещества засыпки, имеющей

выраженные каталитические свойства. Процесс каталитического окисления

совмещен с процессом коагуляции, происходящем непосредственно на

поверхности твердых частиц засыпки, что значительно повышает эффективность

очистки для растворов с низкой и сверхнизкой концентрацией загрязняющих

веществ. В качестве окислителя выступает растворенный кислород воздуха.

Другим преимуществом данной технологии является регенерация засыпки за счет

механического воздействия в локальных зонах интенсивного перемещения, что

позволяет увеличить скорость и объем очистки воды и получить малый объем

концентрированных взвесей загрязняющих веществ, поступающих на дальнейшее

обезвоживание.

В специальных случаях, требующих удаления сверхнизких концентраций

особо токсичных веществ, используется введение в очищаемую воду

дополнительных веществ, имеющих с ними низкие произведения растворимости.

Все процессы организованы в последовательно соединенных, однотипных

технологических аппаратах непрерывного действия.

Обеззараживание

Обеззараживание воды применяется как заключительный этап очистки

сточных вод. Оно может осуществляться несколькими способами:

- хлорированием;

- ультрафиолетовым излучением (УФ);

- озонированием.

Хлорирование

Для обеззараживания сточной воды хлорированием используют

газообразный хлор, гипохлорит натрия и другие производные хлора, под действием

которых бактерии, находящиеся в сточной воде, погибают в результате окисления

веществ, входящих в состав протоплазмы клеток. Газообразный хлор может

производиться как из жидкого хлора, так и электролизом раствора хлорных солей.

При введении газообразного хлора в обрабатываемую воду должны быть

обеспечены хорошее смешивание его с водой и достаточная продолжительность

(не менее

30 мин.) его контакта с водой. Установка для хлорирования

газообразным хлором имеет хлораторную, смеситель, контактные резервуары.

В хлораторной производится хлорная вода, которая затем смешивается с

очищаемой водой. Негативным свойством хлорирования является образование

хлорорганических соединений и хлораминов.

УФ-обработка

Применение

УФ-излучения

является

безреагентным

способом

обеззараживания воды. УФ-обработка требует в два раза меньше

капиталовложений и в пять раз меньше эксплуатационных затрат по сравнению с

озонированием [50].

Обработку воды УФ-излучением проводят в конце процесса водоочистки,

перед использованием или отведением в водный объект. Перед сбросом в водный

объект производится обеззараживание ультрафиолетовым излучением (установка

типа «Лазурь-М250» или ее аналоги).

Согласно методическим указаниям по санитарно-эпидемиологическому

надзору за обеззараживанием сточных вод УФ-излучением стандартный уровень

инактивации микроорганизмов при использовании данной технологии составляет

99,9 %.

Озонирование

Озонирование воды также позволяет избежать негативных эффектов

хлорирования (сохранение соединений хлора в воде, для удаления которого

применяются дополнительные фильтры). Озон, в отличие от хлора, быстро

разлагается в воде с образованием молекул кислорода O2. Кроме того,

озонирование способствует удалению из воды ионов железа и марганца.

Производство озона для очистки осуществляется на специальных установках -

озонаторах. Для введения озона в воду применяют барботажные установки.

Использование

озонирования

ограничено

высоким

уровнем

энергопотребления (требуется около 12 кВт∙ч на получение 1 кг озона), а также

необходимостью подщелачивания и подкисления воды. Последние меры

необходимы, поскольку эффективность очистки сточных вод методом

озонирования зависит, в числе прочего, от величины pH очищаемой воды. Для

ускорения процесса инициирования целесообразно проводить окисление в

щелочной среде [53].

2.1.8.2.3 Схемы очистки сточных вод

При добыче угля подземным способом образуются следующие виды сточных

вод:

- шахтные воды;

- хозяйственно-бытовые воды;

- ливневые и производственные воды.

Выбор способа очистки зависит от видов и концентрации загрязнителей,

привнесенных в сточные воды в рамках деятельности предприятия, требований

потребителей к качеству воды и требований на сброс в водный объект. Очищенная

вода частично используется для технологических нужд предприятия (на подземное

орошение и пожаротушение шахт), неиспользованная отводится в водные объекты.

Дополнительным показателем эффективности (для отдельных предприятий), где

это позволяет используемая технология, является использование части очищенной

воды для технологических нужд предприятия, с отводом оставшейся части на сброс

в водный объект.

Схемы очистки шахтных вод

Для очистки шахтных вод, как правило, используется механическая очистка

сточных вод на участках подземных горных работ (шахты), основанная на

использовании следующих сооружений:

1) шахтные водосборники для предварительного отстаивания воды;

2) пруды-отстойники (или альтернативные сооружения для осветления).

В случае необходимости пруды-отстойники (или альтернативные

сооружения) могут быть дополнены следующими сооружениями:

- устройства (нефтеловушки, боновые заграждения, боновые фильтры) для

снижения концентрации нефтепродуктов (в случае высокой загрязненности

сточных вод нефтепродуктами);

- искусственные фильтрующие массивы из крупнофракционного материала

или песчано-гравийной смеси;

- аэрационные установки (в случае, когда в результате используемой

предприятием технологии в воду попадает большое количество железа);

- биоокислительные каналы.

Более сложным вариантом очистки шахтных вод является схема, при

которой шахтные воды после отстойников поступают на насосно-фильтровальную

станцию с обеззараживающими установками. Данная схема обеспечивает более

глубокое удаление ряда загрязняющих веществ, но также является более

дорогостоящей. Поэтому она применяется на предприятиях, в которых

ассимилирующая способность водных объектов исчерпывается предприятиями,

расположенными выше и ниже по течению, в тех случаях, если это позволяет

экономика предприятий или имеются дополнительные меры государственной

поддержки.

В рамках данной схемы после устройств для осветления могут применяться

следующие методы очистки:

1) реагентная флотация;

2) доочистка (как правило, на сорбционных засыпных фильтрах);

3) обеззараживание (как правило, с применением УФ-обработки).

Исполнение очистных сооружений может быть стационарным (в здании) или

передвижным (в контейнерах). При производительности более

50-100 м³/ч

целесообразно возводить очистные сооружения в здании.

Схемы очистки хозяйственно-бытовых вод

Состав хозяйственно-бытовых сточных вод при добыче угля схож со

сточными водами, принимаемыми в централизованные системы водоотведения

населенных пунктов (ЦСВ). В этой связи, как правило, предусматривается

выгребная яма с передачей хозяйственно-бытовых стоков в систему ЦСВ.

В отдельных регионах, расположенных на значительном удалении от крупных

населенных пунктов, целесообразно предусматривать строительство локальных

очистных сооружений, включающих системы механической и биологической

очистки (см. выше).

Для очистки применяется ряд специальных комплексных установок (в

частности, «БАТ-10», «Боток-R60», «Эко-Р» и т. Д). Для очистки хозяйственно-

бытовых сточных вод в перспективе могут применяться мембранные биореакторы,

позволяющие сократить площадь, занятую отстойниками.

Схема очистки ливневых и производственных вод

Ливневые сточные воды, как правило, после сбора в дождеприемниках

отводятся в существующие отстойники шахтных вод.

2.1.8.3 Утилизация отходов недропользования

Утилизация отходов недропользования, формирующихся в процессе добычи

угля подземным способом (вмещающих и пустых пород), осуществляется с

помощью тех же технологий, что и утилизация отходов недропользования,

формирующихся в процессе добычи угля открытым способом (см. 2.2.7.3).

2.1.9 Системы менеджмента¹⁸

2.1.9.1 Системы экологического менеджмента

Система экологического менеджмента (СЭМ)

- это часть системы

менеджмента, которая применяется для управления экологическими аспектами и

выполнения прямых обязательств с учётом рисков, и возможностей. СЭМ

используются организациями для улучшения своей экологической деятельности.

Требования к СЭМ устанавливаются следующими документами: ISO 14001:2015

Environmental management systems - Requirements with guidance for use и ГОСТ Р

ИСО

14001-2016. Системы экологического менеджмента. Требования и

руководство по применению.

Под экологическими аспектами в рамках СЭМ понимаются элементы

деятельности организации, которые взаимодействуют с окружающей средой и

могут стать причиной негативного воздействия на неё. Организация должна

определить значимые экологические аспекты видов своей деятельности и

связанные с ними негативные воздействия, учитывая при этом жизненный цикл.

Для угледобывающих и обогатительных предприятий актуальны следующие

аспекты:

- выбросы в воздух,

- сбросы в воду,

- использование сырья и природных ресурсов,

- потребление энергии,

- выделение энергии,

- образование отходов,

- использование пространства.

После выделения значимых экологических аспектов, организация должна

определить применимые к ним принятые обязательства. Необходимо также

учитывать риски и возможности, которые могут быть связаны как с экологическими

аспектами (негативное или благоприятное воздействие), так и с принятыми

обязательствами (невыполнение или перевыполнение обязательств). Кроме того,

организация должна учитывать возможное негативное воздействие от аварийных и

нештатных ситуаций.

В рамках применения СЭМ предполагается разработка экологической

политики, включающей обязательства по защите окружающей среды (в том числе

рациональное использование ресурсов) и создающей основу для установления

¹⁸ Данный подраздел является общим для подразделов «Добыча подземным способом», «Добыча

открытым способом» и «Обогащение угля».

экологических целей. Экологическая политика должна актуализироваться и

доводиться до сведения работников организации.

Важным элементом СЭМ является направленность на постоянное

улучшение её пригодности и результативности. Это заложено в основу

циклического подхода, на котором базируется СЭМ - «планируй - делай - проверяй

- действуй», где:

- планируй - разработка экологических целей и процессов, необходимых для

получения результатов, соответствующих экологической политике организации;

- делай - внедрение процессов, как запанировано;

- проверяй - проведение мониторинга и измерения процессов в отношении

реализации экологической политики, включая содержащиеся в ней обязательства,

экологических целей и критериев работы, а также отчетности о результатах;

- действуй - выполнение действий по постоянному улучшению [29].

2.1.9.2 Системы энергетического менеджмента

Системы

энергетического

менеджмента

(СЭнМ)

применяются

организациями для установления энергетической политики, целей, энергетических

задач, планов действий и процессов для достижения целей и энергетических задач.

Требования к СЭнМ устанавливаются следующими документами: ISO 50001:2018

«Energy management systems - Requirements with guidance for use» и ГОСТ Р ИСО

50001-2023. Системы энергетического менеджмента. Требования и руководство по

применению.

Основой развития СЭнМ является разработка энергетической политики,

которая включает планирование, внедрение, функционирование, оценивание

результатов деятельности и улучшение.

При внедрении СЭнМ организация должна провести энергетический анализ,

который включает анализ использования и потребления энергии, предполагающий

идентификацию имеющихся видов энергии и оценку использования и потребления

энергии в течение прошлого и настоящего времени. На основе данного анализа

необходимо определить процессы, требующие значительного использования

энергии. Для каждого из этих процессов, в свою очередь, нужно определить

значимые переменные (погодные условия, условия эксплуатации, часы работы,

объём производства и т. п.) и текущие энергетические результаты деятельности,

выявить возможности для их улучшения, поставить энергетические цели и задачи,

провести оценку будущего использования и потребления энергии.

Для измерения и мониторинга энергетических результатов деятельности, а

также для демонстрации улучшения её результатов, организация должна

определить показатели энергетических результатов деятельности. Также

организация должна определить энергетический базис - количественную оценку,

служащую основой для сравнения энергетических результатов деятельности. На

основе сравнения базисных и текущих показателей энергетической деятельности

формулируется вывод о выполнении или невыполнении энергетических задач и

целей, достижении или недостижении улучшения энергетических результатов

деятельности.

Улучшение энергетических результатов деятельности позволяет

демонстрировать результативность СЭнМ и может выражаться в снижении

потребления энергии в пределах границ, охваченных СЭнМ, либо в прогрессе в

достижении энергетических задач и целей. Процесс улучшения энергетических

результатов деятельности должен быть постоянным (но не обязательно

непрерывным). При этом, внедрение возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в

рамках охвата СЭнМ не является улучшением энергетических результатов

деятельности.

В связи с тем, что на угледобывающих предприятиях (как и на

горнодобывающих) энергетические результаты деятельности имеют тенденцию к

ухудшению по мере истощения ресурсов, замедление темпов ухудшения по

сравнению с энергетическим базисом может рассматриваться как улучшение

результатов деятельности [22].

2.2 Добыча открытым способом

На рисунке 5 приведена общая схема технологического процесса при добыче

угля открытым способом.

3. Транспортировка горной

1. Подготовка горных пород к

2. Выемочно-погрузочные

4. Складирование и отгрузка

массы (перемещение карьерных

выемке

работы (экскавация)

угля

грузов)

2.1. Экскавация

3.1. Автомобильный

1.1. Буровзрывные работы

4.1. Складирование угля

одноковшовыми экскават.

транспорт

3.2. Железнодорожный

1.2. Механическое

2.2. Экскавация

транспорт

4.2. Отгрузка угля

рыхление

многоковшовыми экскават.

1.3. Гидравлическое

2.3. Экскавация прочей

3.3. Конвейерный транспорт

разрушение

техникой

3.4. Прочие виды

транспорта

5. Контроль качества угля

6. Осушение, водоотлив, водоотведение и водоснабжение

7. Природоохранные технологии

7.1. Предотвращение загрязнения атмосферного воздуха

7.2. Очистка сточных вод

7.3. Утилизация отходов производства

Условные обозначения

1. Подготовка горных

пород к выемке

Этап технологического процесса

1.1. Буровзрывные

Подэтап технологического процесса

работы

Направление производственного процесса

Рисунок 5 - Общая схема технологического процесса при добыче угля открытым способом

Таблица 10 - Основные этапы добычи угля открытым способом

Этап процесса

Основное технологическое

№

Входной поток

Выходной поток

Эмиссии

(подпроцесс)

оборудование

Выбросы (основной

процесс): пыль

неорганическая

Выбросы

Бульдозеры, буровые

(вспомогательный

станки, вакуумные

процесс - работа ДВС):

машины, передвижные

углерода оксид, азота

насосные установки,

диоксид, азота оксид,

Участок угольного

Горная масса с

смесительно-зарядные

серы диоксид, сажа

месторождения,

требуемым

машины, забоечные

Сбросы: взвешенные

взрывчатые

Подготовка горных

средневзвешенным

машины, системы

вещества, железо,

вещества,

пород к выемке

размером куска,

детонации, навесные

нефтепродукты, нитраты,

моторное топливо,

сточные воды

рыхлители на тракторном

нитриты

электроэнергия

шасси, бульдозерно-

Отходы: отходы

рыхлительные агрегаты,

недропользования,

гидромониторы,

твердые коммунальные

кабелепередвижчик

отходы, отходы,

характерные для ТО/ТР

транспортных средств,

мусор строительный, лом

черных металлов

Продолжение таблицы 10

Этап процесса

Основное технологическое

№

Входной поток

Выходной поток

Эмиссии

(подпроцесс)

оборудование

Бульдозеры, буровые

станки, вакуумные

Горная масса с

машины, передвижные

требуемым

насосные установки,

Буровзрывные

1.1

То же

средневзвешенным

смесительно-зарядные

То же

работы

размером куска,

машины, забоечные

сточные воды

машины, системы

детонации,

кабелепередвижчик

Горная масса с

Участок угольного

Навесные рыхлители на

требуемым

месторождения,

Механическое

тракторном шасси,

1.2

средневзвешенным

То же

моторное топливо,

рыхление

бульдозерно-

размером куска,

электроэнергия

рыхлительные агрегаты

сточные воды

Участок угольного

месторождения,

Разрушенная

Гидравлическое

1.3

моторное топливо,

горная масса,

Гидромониторы

То же

разрушение

электроэнергия,

сточные воды

вода

Горная масса с

Экскаваторы

требуемым

Выемочно-

(одноковшовые и

Уголь, погруженный

средневзвешенным

погрузочные

многоковшовые),

в транспортное

То же

размером куска,

работы

погрузчики, бульдозеры,

средство

моторное топливо,

(экскавация)

скреперы и землеройно-

электроэнергия

транспортные машины

Продолжение таблицы 10

Этап процесса

Основное технологическое

№

Входной поток

Выходной поток

Эмиссии

(подпроцесс)

оборудование

Экскавация

Уголь, погруженный

Одноковшовые

2.1

То же

одноковшовыми

в транспортное

То же

экскаваторы

экскаваторами

средство

Экскавация

Многоковшовые

2.2

То же

многоковшовыми

То же

экскаваторы (роторные и

То же

экскаваторами

цепные)

Экскавация

Погрузчики, бульдозеры,

2.3

То же

прочими видами

То же

скреперы и землеройно-

То же

техники

транспортные машины

Выбросы (основной

Карьерные самосвалы,

процесс): пыль

грейдеры, скреперы,

неорганическая

щебнеразбрасывающие

Выбросы

машины, бульдозеры,

(вспомогательный

локомотивы, полувагоны,

Уголь, погруженный

процесс - работа ДВС):

Транспортировка

шпалоподбоечные и

в транспортное

Товарный уголь (на

углерода оксид, азота

горной массы

ремонтные машины,

средство, моторное

складе

диоксид, азота оксид,

(перемещение

краны на

топливо,

предприятия)

серы диоксид, сажа

карьерных грузов)

железнодорожном ходу,

электроэнергия

Отходы: лом черных

конвейеры, скипы,

металлов, отходы,

канатные дороги,

характерные для ТО/ТР

кабелепередвижчики,

транспортных средств,

толкатели, устройства

твердые коммунальные

маневровые

отходы

Продолжение таблицы 10

Этап процесса

Основное технологическое

№

Входной поток

Выходной поток

Эмиссии

(подпроцесс)

оборудование

Карьерные самосвалы,

Уголь, погруженный

Перевозка

грейдеры, скреперы,

3.1

в самосвалы,

карьерными

То же

щебнеразбрасывающие

моторное топливо

самосвалами

машины, бульдозеры

Локомотивы (тепловозы,

реже - электровозы),

Уголь, погруженный

полувагоны, бульдозеры,

шпалоподбоечные и

железнодорожные

Перевозка

ремонтные машины,

3.2

составы с

железнодорожным

То же

краны на

полувагонами,

транспортом

железнодорожном ходу,

моторное топливо,

кабелепередвижчики,

электроэнергия

толкатели, устройства

маневровые

Уголь, погруженный

на конвейерную

Транспортировка

Конвейеры,

3.3

ленту, моторное

То же

конвейером

кабелепередвижчики

топливо,

электроэнергия

Уголь, погруженный

в транспортное

Транспортировка

Скипы, канатные дороги,

3.4

средство, моторное

прочими видами

То же

кабелепередвижчики

топливо,

транспорта

электроэнергия

Продолжение таблицы 10

Этап процесса

Основное технологическое

№

Входной поток

Выходной поток

Эмиссии

(подпроцесс)

оборудование

Погрузчики, экскаваторы,

Товарный уголь (на

бульдозеры, скреперы,

Товарный уголь (в

складе

погрузочные комплексы,

Складирование и

штабелях или

предприятия),

машины для обдувки

То же

отгрузка угля

отгруженный

моторное топливо,

вагонов от снега и

потребителю)

электроэнергия

обработки вагонов от

примерзания

Товарный уголь (на

складе

Складирование

Товарный уголь (в

Погрузчики, бульдозеры,

4.1

То же

предприятия),

угля на штабелях

штабелях)

скреперы

моторное топливо

Погрузчики, экскаваторы,

Товарный уголь (на

погрузочные комплексы,

складе

Отгрузка угля

Погруженные

машины для обдувки

4.2

предприятия),

То же

потребителям

полувагоны

вагонов от снега и

моторное топливо,

обработки вагонов от

электроэнергия

примерзания

Проборазделочные

машины, калориметры,

влагомеры, анализаторы

Товарный уголь (на

Контроль качества

зольности, серы и

складе

угля

углерода, анализаторы

предприятия)

термогравиметрические,

пластометрические

аппараты

Продолжение таблицы 10

Этап процесса

Основное технологическое

№

Входной поток

Выходной поток

Эмиссии

(подпроцесс)

оборудование

Устройства для

Осушение,

Сбросы: взвешенные

Сточные воды и

регулирования

водоотлив,

вещества, железо,

свежая вода,

Сточные воды

внутрикарьерного стока,

водоотведение и

нефтепродукты, нитраты,

электроэнергия

водосборники, насосные

водоснабжение

нитриты

установки, трубопроводы

Стационарные

оросительные,

распылительные,

оросительно-

Воздух с

вентиляционные

Выбросы: пыль

пониженной

установки,

неорганическая

концентрацией

Пыль, сточные

поливооросительные

Сбросы: взвешенные

пыли, очищенные

воды, вскрышные

Природоохранные

машины,

вещества, нефтепродукты,

сточные воды,

породы,

технологии

пылеулавливающие

железо, нитраты, нитриты,

вскрышные породы

электроэнергия

установки, пруды-

ПАВ

в отвалах и

отстойники, установки для

Отходы: отходы

выработанных

хлорирования воды,

недропользования

пространствах

биоокислительные

каналы, нефтеловушки,

отвалообразователи

непрерывного действия

Окончание таблицы 10

Этап процесса

Основное технологическое

№

Входной поток

Выходной поток

Эмиссии

(подпроцесс)

оборудование

Стационарные

оросительные,

распылительные,

Выбросы: пыль

Предотвращение

Воздух с

оросительно-

неорганическая

Пыль,

загрязнения

пониженной

вентиляционные

Сбросы: взвешенные

7.1

электроэнергия,

атмосферного

концентрацией

установки,

вещества, нефтепродукты,

техническая вода

воздуха

пыли

поливооросительные

железо, нитраты, нитриты,

машины,

ПАВ

пылеулавливающие

установки

Пруды-отстойники,

Сбросы: взвешенные

установки для

Сточные воды,

Очистка сточных

Очищенные

вещества, нефтепродукты,

7.2

хлорирования воды,

электроэнергия

вод

сточные воды

железо, нитраты, нитриты,

биоокислительные

ПАВ

каналы, нефтеловушки

Выбросы: пыль

неорганическая

Выбросы

Вскрышные

Вскрышные породы

Отвалообразователи,

(вспомогательный

Утилизация

породы,

в отвалах и

автосамосвалы,

процесс - работа ДВС):

7.3

отходов

электроэнергия,

выработанных

бульдозеры, погрузчики,

углерода оксид, азота

недропользования

моторное топливо

пространствах

конвейеры

диоксид, азота оксид,

серы диоксид, сажа

Отходы: отходы

недропользования

Примечание: ТО/ТР - техническое обслуживание и ремонт

Таблица 11 - Основное оборудование для добычи угля открытым способом

Наименование

Назначение

Технологические

оборудования

характеристики ¹⁹⁾

Зачистка блока при

буровзрывных работах,

механическое

рыхление, выемочно-

погрузочные работы,

Мощность двигателя: 185-636

ремонт автодорог,

Бульдозер

л. с.

перемещение

Объем отвала: 10,6-22,0 м³

рельсошпальной

решетки,

складирование угля,

отгрузка угля,

планировка отвалов

Бурение взрывных

Диаметр бурения: 90-270 мм

Буровая установка

скважин

Глубина бурения: до 60 м

Вакуумная машина,

передвижная насосная

Осушка скважин

установка

Доставка взрывчатых

Производительность: 15-20 т

Смесительно-зарядная

веществ и заряжание

за смену (по данным тех.

машина

скважин

литературы)

Производительность: до 150-

Забоечная машина

Забойка скважин

200 скважин за смену (по

данным тех. литературы)

Транспортировка

Мощность двигателя: до 419

Трактор

буровой техники

л. с.

Грузоподъемное

оборудование:

- кран (козловой,

Подъемно-

мостовой, кран-балка);

транспортные и

- лебедка;

монтажные работы

- таль;

- тельфер;

- автоподъемник

Гидравлическое

Гидромонитор

разрушение пород

Одноковшовый

Выемочно-погрузочные

экскаватор с

Объем ковша: 1,5-33 м³

работы

механической лопатой

¹⁹⁾ По умолчанию - по данным анкет.

Продолжение таблицы 11

Наименование

Назначение

Технологические

оборудования

характеристики ²⁰⁾

Одноковшовый

Выемочно-погрузочные

Емкость ковша: 8-56 м³

экскаватор с канатной

работы

Длина стрелы: 70-90 м

связью (драглайн)

Производительность: 1250-

Выемочно-погрузочные

5250 м³/ч

Многоковшовый

работы непрерывного

Мощность: 315-1890 кВт

экскаватор

характера

Диаметр ротора: 4-16 м

Объем ковша: 330-1600 л

Обеспечение связи

Производительность:

между многоковшовым

соответствует

Перегружатель

экскаватором и

производительности

конвейером (или

многоковшового экскаватора

отвалообразователем)

Выемочно-погрузочные

работы, складирование

Погрузчик колесный

Объем ковша: 2,7-13 м³

угля, отгрузка угля,

формирование отвалов

Транспортировка

горной массы

(перемещение

карьерных грузов)

автомобильным

транспортом

Карьерный

Автосамосвалы малой

Грузоподъемность: 20-360 т

автосамосвал

грузоподъемности

могут использоваться

для вспомогательных

работ (например, для

доставки взрывчатых

веществ)

Мощность двигателя: 169-

Грейдер

Ремонт автодорог

397 кВт

²⁰⁾ По умолчанию - по данным анкет.

Продолжение таблицы 11

Наименование

Назначение

Технологические

оборудования

характеристики ²¹⁾

Строительство и

ремонт автодорог:

снятие почвенно-

растительного слоя,

снятие снежных

наносов, доставка

Объем ковша: 6-40 м³ (по

Скрепер

щебня для ремонта

данным тех. литературы)

дорог

Может ограниченно

применяться при

выемочно-погрузочных

работах

Щебнеразбрасывающа

Ремонт автодорог

я машина

Транспортировка

горной массы

(перемещение

Мощность дизельных

Локомотив

карьерных грузов):

двигателей: около 2 тыс. л. с.

обеспечение тяги

железнодорожных

составов с думпкарами

Транспортировка

горной массы

Железнодорожный

(перемещение

Грузоподъемность вагона: 60-

вагон

карьерных грузов)

105 т

железнодорожным

транспортом

Обеспечение

маневровых работ на

Тяговое усилие: до 250 кН (по

Толкатель

железнодорожном

данным тех. литературы)

транспорте

Обеспечение

Устройство

маневровых работ на

Мощность: 1400-2000 л.с.

маневровое (тепловоз)

железнодорожном

транспорте

Обслуживание

Путевая машина

железнодорожных

путей

²¹⁾ По умолчанию - по данным анкет.

100

ДОБЫЧА И ОБОГАЩЕНИЕ УГЛЯ (ИТС 37-2023) - часть 2