Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Научное обоснование эффективности использования технологии скважинной гидродобычи угля в условиях Дальнего Востока

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Научное обоснование эффективности использования технологии скважинной гидродобычи угля в условиях Дальнего Востока"

РГб од

На правах рукописи

ВАСЯНОВИЧ ЮРИЙ АНАТОЛЬЕВИЧ

НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ СКВАЖИННОЙ ГИДРОДОБЫЧИ УГЛЯ В УСЛОВИЯХ ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА

Специальность - II.00.II «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Владивосток - 1996г.

Работа выполнена в научно-производственном объединении "Лидер Востока"

Научные руководители: кандидат экономических наук

Ждамиров В.М.

кандидат технических наук Оганян O.A.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Нисковский Ю.Н.

кандидат технических наук, доцент Кондырев Б.И.

Ведущая организация: ОАО «ДальвостНИИпроектуголь»

Защита состоится _26 декабря_ 1996г. в 10 час

на заседании диссертационного совета Д 064.01.02 в Дальневосточн государственном техническом университете по адресу:

690600, г. Владивосток, ул. Пушкинская, д.ЗЗ, ауд. Г-134.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ДВГТУ. Автореферат разослан ^ ноября 1996г.

Ученый секретарь диссертационного с обета

кандидат технических наук ,//у/j/ Шереметинский O.A.

з б з я в а л- з

Актуальность работа. Состояние внутреннего рынка угля в России з настоящее время характеризуется крайней неустойчивостью, связанной с убыточность!) многих пах?. 3 значительной мере такое

положение сложилось из-за 'изношенности и отсталости применяемого

»

добычного оборудования, не обеспечивающего эффективность и безопасность работ. Особенную остроту этот вопрос приобрел для под-' земной разработка угольных месторождений.• '

В период 70-30-х годов были-достигнуты значительные успехи з гидромеханизации угольных шахт, предусматривающей замену: традиционных зядоа добычи и подземного транспорта утля средствами гддро-отбойки и гидротранспорта. На практике (Донбасс, Крззбасс) стоимостные и трудовые затраты .три лерехояе к гцдромеханизироганнай добыче снизались з 1,3-2 раза при примерно той за пропорции в отнесении снагения себестоимости добычи. Капитальные затраты умень-аалзсь на 1С->30 /?.

Более крепкие казенные угли могут отрабатываться д комбинированны:,ш вариантами - с буровзрызной отбойкой и гидротранпертем отбитого угля по аккумулирующим выработкам до мопннх угленосных установок гидроподьема, монтируемых з стволах существующих азахт. Систеьн гидромехаяизированной разработки угольных пластов позволяют эффективно извлекать запасы з наиболее сложеых з горно-геологическом отношении, пожаро- и газоопасных условиях видения добычи. При отсутствии горнорабочих з очистных забоях гидродобычи резко снижается уровень траамашзлла.

3 целом, все экономические показатели шахт и безопасность работ при гидромеханизированной добыче существенно улучшаются а она должна рассматриваться как технологический резерв угольной промышленности, особенно актуальный для использования в настоящее время.

Дальнейшее развитие технологии гидромеханизированяой разработки угольных месторождений получает при использовании средств . сквазинной гидродойычи (СГД). Основой СГД является организация всех процессов по разрушении массива, выдаче и складировании полезного ископаемого аа поверхность через скважины. Этим обеспечивается полное отсутствие ладей на опасных подземных работах и исюгочавтся долгосрочные крупные инвестиции на развитие сети подземных капитальных выработок и горнотранспортное оборудование, необходимость а которых представляет одно из сашх существенных препятствий к развитии традиционной угледобывающей промышленности з современной России. Производительность С1Д по одной скзазяне достигает 20-40 т задаваемого на поверхность угля з час, что позволяет обеспечить - практически лазбой требуешй уровень добычи - при одновременной отработке запасов по нескольким скзазинам.

СП является одновременно унякальным средством отработки наиболее слоаяых з горна-геологзчасксм отношении месторжденнй: малой мощности, с зесьыа неустойчивыми л зодообильяыми породами, опасных по газу и пыли. Следует учитывать, что перспектива ос- . зоеяия запасов любого угладобнвакцего региона Россия практически немыслима без применения- средств зссактпвяой отработки подобных, слояннх и труднодоступных участков.

В течение последних семи лет фирмы НЕ "Га о технология", АО "Баешпромтехобмен" и др. производили проектяо-конструкторские работы и внедрание СГД для добычи разнообразных полезных зско-паешх России: россыпей редких и драгоценных металлов (Волго-Вятский район и Сибирь), алмазных трубок (Север России), железных руд (КШ.), строительных материалов. Опнтно-прошшюнная, промышленная добыча средствами СГД проводилась в странах СНГ

> '

>

I

(Ткраяяа, Казахстан) и развивается з настоящее время за рубежом (Югославия, США). Основные технические решения защищены патентами США з Канады.

Таюм образом, накопленный ошт разработка различных месторождений и. созданное добычное оборудование позволяет надежно оценить и реализовать перспективы использования СГД а действа -тельном существенном подъеме эффективности добычи углей на Дальнем Востока. .....

Основной дальа работа является обоснование эффективности разработки месторождений угля Дальнего Востока с использованием технологии скзажинной гидродобычи.

Задачи исследования:

1. Разработка технологического направления скзазияноЯ гидродобыча угля дпн дэредэдэ :-с комплексному освоении месторождений с учетом характерных черт развития горной промышленности;

2. Выбор доходных данных и составление знзестзцзонного проекта разработки месторождений угля технологией скважинной гидродобычи;

3. Оценка эффективности применения скважинной гидродобычи угля при разработка Партизанского и Лишэвецкого месторождений угля Дальнего Востока.

Методы исследований. В работе использовался зэмплексный метод исследований, вклвчаший анализ и обобщение сведений, содержащихся з литературных и фондовых источниках, методы инженерного анализа и обобщения результатов исследований, системного анализа и теоретического моделирования. Обработка материалов проводилась ЩИ помощи доходов математической статистики.

Достоверность полученных результатов обуславливается совместным рассмотрением организационных сгвм разработка угольных месторождений, комплексность и многофакторность условий форми-: ровяття технологии скважинной гидродобычи угля, результатами реализации разработанных рекомендаций з конкретных бизнес — шгаяах освоение Партизанского месторождения.

Научная новизна работы загогочается в;

- формировании концептуальной основы эффективности использования скважинной гидродобычи угля на месторождения Дальнего .

1 Востока;

1

- з зыборе исходных данных и оценке геотехнологических аспектов освоения угольных месторождений скважинной гидродобычей.

Практическое значение заботы заключается?

- з выбора параметров системы разработки угольных местссозданий тзхяологивй скважинной гидродобычи дологого, наклонного 2 крутого залегания;

- з разработка конкретного проекта освоения участка "Пра-зсбережяый-2'* Партизанского аесторождения с технологией сква-зинной гидродобычи.

Основные научные положения. защищаемые з работа:

. - приоритетным направлением развития технологии разработки угольных месторождений является скважинная технология, обеспечивавшая возможность максимального приближения горных работ к потребителям угля;

- эффективность технологии "скважинной гидродобычи решапщим образом олредаляется-суммарной мощностью пачек отрабатываемых угольных пластов и углом их падения; _

)

)

- в условиях Дальнего Востока применение технологии сква-зияной гидродобычи наиболее эффективно обеспечивается яа подо' .гиг участках пластов с суммарной мощностыг 3-4 м, при этом полное погашение- начальных инвестиций в объеме более 20 мярз-.рублей осуществляатся за период 3-4 года.-

Личный зктгад автора. Выполнен анализ развития технологии подземной разработки' месторождений с оценкой характерных черт -развития горной промышленности и вскрытия истоков зароадения комплексного подхода к освоению местороддений; осуществлен выбор и обосновано приоритетное направление з геотехнологии приме-

j

нительно к комплексному освоении месторождений; обоснована целесообразность разработки месторядений Дальнего Востока техноло-■■гчей сквазинной гидродобычи. - ■•

Аггеобацая заботы. Основное содэраание работы, a Tase отдельные долозения докладывались з IS94-I526 гг. на HTG ACO "Ири-морскуголь" (г. Владивосток), за заседании кафедр Дальневосточного государственного технического университета' (г.Зладивосток), яа конференгни Тихоокеанской академии наук экологии и безопасности зизнедеятельяости (г.Зладивосток)яа научно-техническом совете- научно-производственного объединения "Лидер'Востока" (г.Зяадзвосток), на научно-техническом совете государственной акционерной компании "Уголь открытых работ" (г.Москва).

Объем а структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы, из-лозена на 157 страницах машинописного текста, содерзит Г7 таблиц и 23 рисунка.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЗАЕИЕ РАБОТЫ

Комплексные исследования я реализация з производстве сква-отнннх способов добыча полезных ископаедах позволяет рассматривать- ах гак самостоятельное направление а реконструкции сущест-вупцих горных предприятий.

• Гаотехнологические способы добычи твердых полезных ископае-1ыых з достаточно полной мере отвечает всем яеобходншм требованиям научно—технического прогресса а горнодобывающей промышленности z обладает а ряде случаев, по сравнение с традиционными горными способами, технико-экономическими и социально-экологическими преимуществами.

Обшм для геотехнологических способов добыча является частичная зли полная технологическая переработка добываемого полезного зскопаемогз непосредственно з недрах, з условиях естественного залегания путем перевода полезного компонента з подзигное состояние на основе тепловых, дассообменных, химических и гидродинамических процессов.

Анализ современного тровяя развития основных геотехнологических способов добычи твердых полезных ископаешх через сква-..таны позволяет сделать следрше вывода:

- технические, технологические, социально-экономические и экологические факторы освоения геотехнологических .способов обеспечив акт прежде всего снижение капитальных затрат и себестоимости добычи, комфортные условия труда горнорабочих. Благоприятные экологические аспекты обуславливают перспективность их развития и расширение области применения;

- в данный момент з промышленных масштабах этими способами осуществляется добыча отдельных типов полезных ископаемых (уран,

железо, медь, пескя, стройматериалы, каменная соль, самородная сэра и др.), что свидетельствует о начинающемся распространении

их э _горнодобывающей промышленности;. .. . „.. .

1 ...

- по степени значимости'и разработанности геотахнологичес-

кив способы:ранжируются а следующем порядке: скзааинные химические способы; скважинная гядротехнология; скважинше термохимические способы; —,

- широкое- внедрение геотехнологических способов сдерживается,главным образом, как недостаточной научной проработкой основ геотехнологичесхах процессов, так и недостаточным вниманием и малой заинтересованностью з данных технологиях зедомстзваных горнодобывающих предприятий, а также отсутствием отечественного надежного зысокопроиззодитэльяого оборудования, з первую очередь - яасссно-компрессорного и бурозого;

- з настолсэе время эти способы добычи твердых полезных дскопаемых следует рассматривать з общей проблеме комплексного освоения недр, з основном как вспомогательные для вовлечения з эксплуатацию месторождений, характеризующихся сложными горногеологическими условиями залегания, забалансовых залежей, техногенных и остаточных запасов и комбинирования геотехнологических способов с традиционными горными способами и между собой, а так-' же для разработки продуктивных залежей а районах с неразвитой инфраструктурой.

Сырьевую базу нашего исследования представляют угольные месторождения Партизанского каменноугольного бассейна.

Рабочие залежи представлены пачками (от 2 до П з пачке) пластов - от пологого до крутонаклонного падения (вплоть до глубин 150-300 м), со средней иощностьа от 0,6 до 2 м (на пх.Цент-ральная до 6,5 м). Практически зсе запасы по рассматриваемым

I

10

участкам, кроме открытого разреза Восточный - 2, разрабатываются подземным способом.

• • Данная работа предусматривает разработку обоснования гехно-• логии и сравнительную оценку экономической эффективности применения технических средств сквазинной гидродобычи для гидромеханизированной разработки залежей Приморского каменноугольного бас-Ьейна - с годовым объемом планируемой добычи до 500-тыс.тонн угля, выполнено з IS94-ISS6 гг. Период строительства (до выхода на проектную .мощность) составляет 3 года, при объемах опытно-

прошшленяой добычи первого года з объеме около ICO тнс.т.

i

При расчете показателей гидромеханизированной добычи учитывалось наличие развитой местной инфраструктуры. 3 этом случае потребные начальные инвестиции з строительство минимальны з направляются, з основном, на приобретение необходимого горнодобычного оборудования и оснащение промплсщадки лахты гидродобычи (трубопроводы, пульпоотстойник и др.). Экологический ущерб предполагается связанным преимущественно с развитием смещений массива при посадке кровли пластоз з процессе их массовой подработки на большой площади камерами подземной гидродобычи. Для его уменьшения планируется применение систем разработки с оставлением целиков (при отработке наклонных участков).

Шахта гидромеха визированной добычи угля создается строительством следующих основных объектов:

- центральная промплощадка, включая подстанцию электроснабжения и другие вспомогательные объекты;

- очистные сооружения (пруд-отстойник, станция оборотного водоснабжения);

- водозабор.

»

Необходимая поверхностная зяешняя транспортная сеть и :сад-ры имеются з.а месте. Для достижения предусмотренной годогоЗ яро-■ изводительности гидромеханззированной добыча необходимо проведение следующих работ:

- буровые работы, включая приобретение и монтаж бурового оборудования для строительства скваззн гидродобычи угля;

- строительство наземного добычного комплекса, включая здания насосных станций и компрессорной* станции;

- строительство вспомогательных объектов зодоснабзанпя и очистки оборотной воды, энутренних автодорог и подстанции электроснабжения.

Все приобретаемое буровое и насосно-компрессорнов оборудоза-яие производится серийно э России; специально гидродобычное оборудование изготавливается гак т.е з Poecin, по ■'ноу-хау" НИЗ ^Гэо-технология".

Теоретической основой осуществления гидроотбойки лгидротран-споота .является перевод исходного связного материала (пород) з яульясобразное состояние пли растворы (выщелачивание). Практически дззинтеграция сплошных (как в данном случае) массивов произ-.водится-напорной струей скважинного гидромонитора или с помощью предварительных разрыхляющих- воздействий- яа околоскважинныэ породы (взрывом, гидроимрьсными или другими установками).

Эффективность гидромониторного размыва' быстро снижается при увеличении прочности (крепасти) пород. Поэтому з имеющейся отечественной практика гидромеханизированной добычи каменных углей получил распространение комбинированный метод: выделенная полоса запели предварительно разрыхляется буровзрывными работами, с последующим смывом раздробленного угля гидромонитором а аккумули-

рущцие заработка самотечного яла напорного гидротранспорта угольной пульпы к шахтным стзолам, оборудуемым углесосным (или другим) ; гадроподаеьюм.

Несмотря на заметное относительное снижение объемов проведе-»

ния выработок уменьшенного сечения, их техническая необходимость и затраты на ах проходку я оборудование остается существенным ; препятствием к увеличении сравнительной безопасности, а эффективности гидромехявизированной добычи угля.

Применение средств С1Д позволяет избавиться от. этах недостатков, поскольку зсе технологические операции отбойки и гидротранспорта рулы производятся только через гидродобычные скважины. 1 Технологические охемы.ведения гидродобычи предусматривают использование передвижных комплексов, состоящих аз монтируемых на одной итатаорме бурозой установки, насосяо-асмярессорного л упразляэше-го оборудования.

Основой разработки рациональных вариантов этих схем является зыбор системы гадромеханизароваяной разработка угольных пластов, который з этом случае будет определяться условиями их залегания з сводится к выбору параметров буровзрывных работ, и разшва разрыхленного угля. Ниже приводятся зарианты этах систем для случаев пологого а. крутоааклоняого залегания угольных пластов. _______

Запасы, извлекаемые по скважине гадродобычи зависят для данного случая от эффективного радиуса разрыхлявшего воздействия заряда величиной (р , размещаемого яа участка скважины диаметром по пласту мощностьв т . Зта величина определяется соотношением:

О = С,?8о-(>7? , ¿„ )• р , лг ( г )

где: р = 800-1100 -плотность заряжания, кг/м3, = ГЧ -величина перебура в почве пласта пра радиусе разрыхляемого объа-

\

*

на У (м) 2 уклона самотечного гидротранспорта = О, Г (ед.).

Удельный расход ЕВ на дробление угдя опредвля^сл.дсизмшсг,, -~рическойг формуле?....... *— . . - .....

^ =• о.1з-f'С + о;оэ, til „и? ( 2 )

где: £ - коэффициент крепости.угля; £ - коэффициент, принимавший дат доля сяваяиа длиной 5-20 м- в пределах 0,72-0,90.

При значении j^* порядка 2 для каменных углей, величина может быть принята в интервала 0,28-0,30. Тогда радиус разрыхленного эллиптического объема околоскважинного массива- составит 6,57,5 м, в зависимости от мощности т отрабатываемого пласта (при обычно яримэяяемых CI3 диаметрах скважин порядка 0,2 м).

Перед проведением заряжания, колонна обсадных труб поднимается знше кровли пласта. После-ззрыва, с помопьа гидромонитора, оснащенного торцэнол з .ЗоксзоЛ насадками, производится гастепеяг-ный размыв (с опусканием колонны труб) разрыхленного угля з выдача образующейся угольной пульпы урллфтяым гидроподьэмсм яа поверхность. Схематически конструкция скважины и технология за отработки гидродобычяыи снарядом на база моделей типоряда СХ (ЕПЗ Тео-технология'*) представлены нижа,.

При средней производительности- зыдачн пульпы на поверхность близкой к 20 т/час, время отработки запасов по одной скважине составит, с учетом удельного зеса угля У , zip = -Jt

зли, усредненно, IS часов яа отработку каядого метра выемочной мощности пласта. Согласно СНППу на .буровые работы, трудозатраты яа бурение скважины яа глубину 200-300 ж для данных условий принимаются з 6 смея. Суммарные трудозатраты яа отработку запасов скважины, с учетом перемещения и монтажа буровой и времени на заряжание сквазины, составят, таким образом, 9-10 смен.

>

f >

: i4 1 •: . .

Исходя из трехсменного режима работы в 250 рабочих дней, запасы пологих'участков; отрабатываемые одной буровой установкой . СЩ за год могут быть з этом случае оценены соотношением:—„

Vc =ZS.6-m , тыс.т ( 3 )

Расчеты, исследования экономических показателей проектируемой

шахт гадромахаяизированяой добычи повазывавт, что пологие участ-

% i

: ки угольных пластов могут прибыльно отрабатываться средствами СТО с предварительным ззрывянм разрыхлением угольного массива, , если суммарная мощность пачки пластов составляет на менее 3 м.

Следует отметить, что зысота свода возможных обрушений з '■ кровле одиночного угольного пласта, при принятом рабочем радиусе размыва разрыхленных углей окаю 7 м, составит'более 30 ir, то есть он "может охватить зерхние пласты пачки. Поэтому порядок отработки дластоз должен Знть нисходящим, при котором не допуска— arc я нарушения стратиграфической обособленности последовательно отрабатываемых пластов. При отработка каждого хгаста пачки гидромониторный размыв зедется до прекращения поступления угля в твердой фракции выдаваемой пульпы. Потери угля по этому варианту (между зонами разрыхления по скважинам гидродобычи) "составят около 20 %.

Размыв разрыхленной зоны угольного пласта с необходимой рабочей длиной струи гидромонитора осуществляется насадками диаметром 20 мм, при давлении задорной зода 20 МПа. Расход зоды составляет 3 mVt добытого угля. Он регулируется схемой оборотного водоснабжения с использованием пруда-отстойника, при которой до 90 % потребного количества зоды зозврашается в технологический цикл. Таким образом, суточная потребность в подпитке схемы оборотного водоснабжения составит около ISO м3.

>

1

Необходимость а применении специального зарианта системы скваяинной гидродобычи для разработки крутонаклонных участков залаяей бассейаа связана с тем, что вариант, рассмотренный выше, требует, в этом случае, разорительных объемов буровых работ. На рисунке I приводятся параметры более экономичного варианта для средних условий залегания крутых пластов: угол падения 45 мощность пласта 2 и.

Предлагаешй зариаят. зклшчает подготовительные и очистные работа в лентах по простирании крыльев складок, с шириной ленты 3 м (определяемой по опыту применения гидромониторного размыва заменных углей з Кривбассэ). Пласты в пачках отрабатываются сни-зу-зверх.

Рис. I. Схема системы скванинной гидродобычи при разработке наклонных угольных пластов.

Подготовительные работы з лента заключаются в следующем:

- бурение и обсадка зыдачной скзаяины большого диаметра (394 мм) в замке складки до уровня нижнего пласта;

■ 11.1111 .....Гц " I' 1Г.1.1............ ■■■............ 1 |Д| I .1 ■ .......... -1-1 I ■ I ■ --------■ II ......

- взрывном разрыхлении угля в объеме аккумулирующей полости на нижнем горизонте;

- а выданную скважину спускается гидродобычной снаряд эр-лифтного подъема конструкции НПЗ Тзотехнодогия" (СЗС-9) для откачки угольной пульпы.

Очистные работы з лента организуются следующим образом:

- бурится з обсаливается напорная наклонная скважина 225 мм, проходящая по отрабатываемому пласту;

- з скважину спускается гидродобычной снаряд, снабженный гидромонитооными_насадкачи для размыва угля;

- отработка ленты производится з отступающем порядке от выданной скважины, путем последовательного размыва угля зо фланговых заходках лисиной 3 м, образуемых под углом около 70 0 к оси ленты (зо избезание заиливания заходск);

- з соответствии с опытом гидромеханизированной добы з сходных условиях, для поддержания налегающих пород между заходками оставляются целики шириной 3-4 мг с прорезаемыми в них гидромонитором отверстиями для самотечного гидротранспорта пульпы;

- угольная пульпа, полученная при гидроразмыве заходок, самотечным транспортом поступает а аккумулирующую полость и выдается на поверхность эрлифтной. утгтайояяой бы дачной скважины.

Основные данные по буровым работам при рассматриваемом варианте гидродобычи угля приведены в таблице I.

Основные характеристики буровых работ по ленте при отработке наклонных пластов_

Нтшаювгате Выданная Нагпетателышя

скважина скеежчпа

Количество склажмн. игг. ! г

Диаметр схяажнны. aim • 394" - 324

Диаметр обсадной колонны, мм 324 219.

Объем бурения, п. м 300 500

Трудоемкость бурения скпажнп. ст.-см. 41 6Z

Стоимость обсззных труб. тис. USD 24 if-

Запасы на лекту по пласту мощностью 2 м. тис. г 9.6

5уропон станок ЗИФ-1200МД

Буровая пышка ' ЗРМ-24/30

Следует отметить, что онваздняая гидродобыча наклонных пластов требует значительно больших объемов буровых работ и расходов на грубнуэ продунпнз, чем при разработке пологих участков. В делом расходы на гидродобычу существенно возрастет.

7ровень экономической эффективности гидродобычи угля на месторождениях Приморского каменноугольного бассейна определяется для цены франко-склад ■ 20 1/5 0 За тонну~ Стоимость единицы основных потребляемых при гидродобыче- ресурсов а оборудования приведена в , таблице 2.

Расчеты капиталовложений и издержек гидродобычи приведены для шахты годовой производительностью 500 тыс.т угля, при сроке ее строительства 3 года. 3 качестве отчетного принят первый (4-ый после начала строительства) год - после выхода шахты на проектную мощность. Режим работ трехсменный, круглогодичный.

»

18

Стоимость ресурсов, материалов и оборудования на строительство и эксплуатация шахты ..гидродобычи, угля __.

I : ■ . .

Нтшсповюте статьи расходов £д. тли Стошюапь едшшцы, изо

Средняя зарплата персонала чсл-.мсс. 500

Горюче-смазочные материалы 1 т 220

Электроэнергия М Вт.час 30

Трубы обепдлые т 1000

Буровые устзнооки- цгт. 100000

Нзсосы игт. 90000 !

Компрессопы шт. ■10000

' Гняродобычные ензешды шт.- 32000

Магистральные трупоппоподы ii. '.1 ■ 00

Взрывчатые зешсства т :оо 1,

Транспорт ч лр. поверхностное оборудование шт. 20000 |

Стронтельстоо атстонннкя «3 4 !

Оборудование лромплошадкл гидродобычи | ел. 100000

Объем добычи по скважина прямо зависит от мощности отрабатываемых пластов. С этим связаны зависимости количества работавших буровых и капитальных затрат от мощности пластов, представ-деаные на рис. 2 и 3. С количеством одновременно работавших буровых связано и количество потребного персонала шахты гидродобычи. .Рл* более благоприятных условий, персонал шахты гидродобычи составит до 90 чал.

•Наличное, для рассматриваемых условий, распределение кагс-

заграт ш статьям потребных инвестиций показано на рис. 4.

Сбъем и структура эксплоатапионшх расходов на гидродобычу отрааены данными рис. 5 и б.

1Э

Буровые установки, игг. Зт--—-

31 . 13

3 5

Мощность 1ШП пластов, »

Иивестицнн, тыс. ИЗО

ЕПШ

КПП

дая яш <т ал

К

X

5Г

1

3 5 15

Мощность гт&чкн пластов, «

Т. I ' 11

il lf.il Г

Себестоимость. ЧЗО/т -вт-

35'

Рис.2. Зависимость количества буровых установок, обеспечивающего поо-ектяузэ мощность шахты гидродобычи, от суммарной мощности отрабатываемых пластов

Рис.3. Зависимость сумш капитальных затрат на строительство- шахты-гидродобычи угля от мощности пачек отрабатываемых пологих пластов

Рис.4. Распределение инвестиций по статьям вложений шзи отоаботкэ пологих залежей:

1-шгистралзные трубопроводы,

2-йасосы",2-=шмпрессоркт-г—гран-споот, 5-буповые,5-гидродобыч-ные снапяш,7-тпубная продук-пая,З-ашгаастоу ктура (отстой-

пр.)

— НИК, дороги 2 пр.

3 5

Мощность ЛЯЧКН пластов* 14

15

Рис.5. Зависимость себестоимости гидродобычи угля от суммарной мощности пачки пологих - ~ пластов ~

Рио.З. Статьи себестоимости гидродобычи угяя из пачек пологих залежей: I- зарплата персонала. 2 -электроэнергия, 3 - ГСМ, 4 -бурение, 5 - обсаднка трубы, б - трубопровода, 7 - амортизация

Приведенные выше зависимости, связывающие экономические показатели работы шахты с мощностью отрабатываемых пластов, позволяет определить уровень минимальных цен на продукцию, при кото-. • рых осуществляется нулевой баланс издержек и прибыли (с полным возвратов инвестиций в строительство на отчетный год). С учетом налогов на прибыль и капиталовложения, чисшй годовой доход предприятия ДI (ШО/ год), при его производительности (т/год), себестоимости добычи а сс/^о/т) и капитальных затрат на -яй год. эксплуатации ((/$ О), определяется, по соотношению:

АгОгЖ-Ц'Ъ-Цем^ ^1-0,005-1^ с 4

3 соответствии с соотношением ( 2 ) и даиными по потребный капиталовложениям (рис. 3), рассчитаны минимальные дэны на продукция лахты гидродобычи угля дри разной мощности, атрабаткзае-шт пластов, приведенные на рис. 7.

Цем«. ИЗО/т

Рас.7. Зависимость минимальной дины на угольную продукцию даты гидродобычи от сушар-ной мощности ограба— -тываемой-пачки плас—

• я

1 -я л

■ 31

10 а

| поибьшьмаи лраьми Х03

3 5 15

Мачмстъ лечим амстоя^ и

Как показывают данные рис. 7 прибыльной, при реальном уровне цены на продукцию шалы гидродобычи 20 1/5 О/т, может быть отработка пачек пологих хшстов суммарной мощностью более 3,5-4 и. Б количественном отношении это иллюстрируется показателем годового чистого дохода, расчетная динамика которого доказана на рис.3.

В соответствии с распределением запасов по пластам различной

1

мощности, из прозэденного экономического анализа можно сделать еывод, что эффективной, с учетом полного возврата инвестиций в строительство при зыходе шахты СИ на проектную мощность, может быть гидродобыча 'на залежах шх.1яповецкой: прирезка з шахта и участка Галеаковскоц. Их разведанные запасы составляют более 12 ыдн.тоня угля а могут отрабатываться свыше 20 лет. Начальные инвестиции суммарным объемом около 4 hxr.US Z) полностью погашаются за период строительства в 3 года, после которого шахта способна приносить чистый годовой доход до 2 млн. USD.

Годовой дохол» тыс. USO ЗПЬ-

ЗЛО юга

а

-tan

Рис.3. Зависимость звличз-нк чистого годового дохода шахты гидродобыча ОТ МОЩЕОСТН

~ | - угольных 1ластоз

-ЗЛИ -СЕЛ

■ЗШ i

-дюп-

Мощиастк пячин гтласча», »4

Но мощности дачек, более 'благоприятна обстановка гидродобычи на участках других ^ахт. Однако , тот ¿акт что больная часть шастов здесь имеет крупнонаклонное и крутое залегание з зх отработка •рассмотренной системой возможна только выборочно (например, з замках складчатых структур

Яри отработке технологией скважинной гидродобычи участков наклонных пластов, для удобства анализа расчетные данные по экономика гидродобычи приводятся з зидв зависимостей основных показателей от количества слоев средней мощностью 2 м в отрабатываемой пачке, ограниченной по простиранию замками складок.

Приведенные на рис. 9 и 10 расчетные данные доказывают, что динамика потребных инвестиций в строительство шахты гидродобычи и себестоимости разработки наклонных пластов существенно менее -• благоприятна, чем цри отработке пологах учэстхов* *»

Очевидна гзядеяидя

Итсслшт, или. 113 О

ВО

ЯГ «

а тс а

51

1

3 5 Ш

Количества пластая » пжчие, ил.

?пс. 9. Зависимость объема потребных инвестиций а гидродобычу от количества пластов з отоаба-тызаемоГ: пачке.

Себсетсгимпсг* до^ьнп, иЗО/т Зт-

3 5

Количество пластов в пмчке, игг.

Ш

Зис-Ю.. Себестоимость гидродобычи угля из пачек наклонных пластов '

к росту капиталовложений за счет увеличения расхо-• дов на трубы, буровое оборудование, гидродобыч-нке снаряды, - при снижении объема отрабатываемых запасов, приходящихся на одну добычную скзалину.

а тт и \ * * ^ О НС 2 £2 **

ляат так ~.е рост эксплоа-тацпонных засходоз на зарплату увеличиващегося персонала, электроэнергию (при одновременной работе на гидромониторный разшв угольного массива- и- золи— йтирование пульпы), ГСИ и амортизацию. Поэтому, в

среднем, себестоимость гидродобычи на наклонных пластах оказывается не менее, чем в 1,5 раза выше ее уровня при отработке пологих участков той же суммарной мощности.

7казанные тенденции результируются а низкой рентабельности и длительных сроках окупаемости строительства шахты гидродобычи угля из наклонных пластов ¿ассе»1аа, как показано на рис. II,

1

> >

расчета доходности предприятия.

\

Срок окупаемости нмввстниий, лет

2 я я то 5 а

\

\

у.

"3 5 .

Количество алдстов в пячке, art.

Как следует из рис.11 гидродобыча из наклонных пачек . угольных пластов а рассмотренных | условиях окупает капиталовложе-! ния а нее за период строительства. (3 года) талька при суммарной мощности пачки пластов на менее 13-20 м. Этому условии от-с тки поля

лонных пластов ^ "Центральная" с достаточно

большими запасами углей, конкретный забор которых для детального проектирования и ведения гидродобычи должен быть обоснован з даль-

Прибыль по лх. "Партизанская" (табл. 3) з дзнах на 1.01.1997 года состазит: (120,1 - 37,1) х 150000 = 12450 \игй.рубл. Срок окупаемости затрат - 0,7 года.

Широко обсуздаемая проблема убыточных угледобывающих предприятий угольных регионов, з том числе я Приморья может быть решена путем доработки запасов способом скзааинной гидродобычи. Целесообразно создавать аахты с гидротехнологзей по отработке новых месторождений, отработка которых традиционными методами была бы убыточной или низкорентабельной. Сравнение технико-экономических показателей подземного способа добычи, существующего яа шахте "Северная" и скзаяияной гидродобычи на предполагаемом опытно-промышленном участка показывают преимущество последнего.

Итоги экологической оценки внедрения технологии сквадинной гидродобычи на участка "Правобережный-г" Партизанского месторождения угля

.Ш Наименование показателя Сумма

п/п млн.руб.

1. Капитальные вложения - всего 5057,3

а том числе СУР 1970,7

приобретение оборудования 30ао,5

2. Доходы от эксплуатации 13155,0

3. Затраты на зксплуатасдэ 5со2,3

4. Прибыль 12450,0

5. Налог на прибыль 4357,3

5. Прибыль з распоряжении

предприятия 8092,5

7- ____Срок окупаемости капитальных -

зложений, год 0,7

3. Создание рабочих мест 93

9. Стоимость создания одного

рабочего места 51,5

10. Объем продукции в натуральном

выражении, тя. 150000

>

)

»

. 25 , з а к я а ч з в и з

В диссертационной работе на основе изучения закономерностей развития горной промышленности и проведенных исследований показаны наиболее зажные составляющие научного обоснования использования технологии скважинной гидродобычи при разработке угольных месторождений Дальнего Востока.

Основные выводы, научные и практические результаты исследо-

I ,

зания заключаются з следующем: ' !

1. 1арактвряыми чертами развития-горной промышленности является возрастающее противоречие между* потребностями з продукции горнодобывающих отраслей и возможностями их удовлетворения, что стало глазной движущей силой совершенствования горных технологий

с учетом природных, научно-технических- и социально-экономических

•рЗлТ С СОЗ •

2. Сснозспслаг2юхп.м лриапипом з настоящее время является стремление к комплексному ресурсосберегающему освоению месторождений с минимальным вложением средстз для обеспечения потребностей и сохранением окружающей среды.

3. Гэотехнологические способы добычи твердых полезных ископаемых з достаточной степени отвечают зсэм яеобходишм требованиям научно-технического прогресса э горнодобывающих отраслях и обладают, з ряде случаев, по сравнению с традиционными горными способами, технико-экономическими и социально-экологическими преимуществами.

4. Проведенная в настоящей работе технологическая и укрупненная технико-экономическая оценка перспектив разработки угольных месторождений Приморского бассейна способом скважинной гидродобычи показала, что:

- з рассмотренных условиях эффективность гидродобычи решаю-

щим образом определяется суммарной мощностью пачек отрабатывав -мых угольных пластов д углом их падения;

- наиболее эффективна гидродобыча на пологих участках угольных пластов, где значительная часть залежей с суммарной мощностью 3-4 и может быть отработана С1Д с полным погашением начальных инвестиций в объеме около 4' или. долларов США. за период строительства тахта гидродобычи (3 года), годовой чистый доход шахты, после ее выхода на 4-й год на проектную мощность в 500 тыс. т угля, составит при этом не менее 2 млн.долларов СМ;

- прибыльная гидродобыча угля из наклонных пластов бассейна зозможна лишь на участках с зесьма значительной суммарной мощностью пачек, близкой и более 20 м; смягчение этого, решающего, условия должно служить целью дальнейшей, более детальной разработки эффективных схем гидродобычи.

3. Сравнение технико-экономических показателей подземного способа добычи угля, существующего на захге Северная, и скзажин-зой гидродобычи на предложенном опытно-промышленном участке "Празобережкый-Е" Партизанского месторождения показывает существенные преимущества последнего:

- себестоимость 1т угля в 5,3 раза ниже;

- производительность труда рабочего по добыче-э 6,5 раза

выше.

6. Бнедрение технологии скважинной гидродобычи угля позволит максимально, з том числе брошенные в результате аварий и забалансовые участки, оставленные целики я организовывать крупномасштабные работы по захоронению выданной на гора в течение десятилетий горной массы.в пустоты, образованные в результата добычи полезных ископаемых; существенно снизить вредное воздействие горных предприятий на окружающую среду.

Основное содержание опубликовано в следующих работах:

1. Васянович Ю.А. Выбор и обоснование приоритетных направлений в геотехнологии применительно к комплексному освоению месторождений. В сб. "Технический прогресс горнодобывающей промышленности Дальнего Востока". Владивосток. 1996.

2. Васянович Ю.А. Определение параметров системы скважинной гидродобычи при разработке угольных пластов пологого залегания. В сб. "Технический прогресс горнодобывающей промышленности Дальнего Востока". Владивосток. 1996.

3. Васянович Ю.А. Укрупненные технико-экономические показатели эффективности внедрения скважинной добычи угля на месторождениях Дальнего Востока. В сб. "Технический прогресс горнодобывающей промышленности Дальнего Востока". Владивосток. 1996.

Сдано в печать 20.09.96г. Подписано в печать 6.11.96г. Формат 60х

84/16. Бумага газетная. Печать офсетная, условно печ. Л. 1,15.

Тираж 100 экз. Бесплатно

МАНЭБ г. Владивосток, ул. Пушкинская, 10.