Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Обоснование эффективных технологических решений при подземной добыче угля гидравлическим способом с замкнутым циклом водообеспечения

ВАК РФ 25.00.22, Геотехнология(подземная, открытая и строительная)

Автореферат диссертации по теме "Обоснование эффективных технологических решений при подземной добыче угля гидравлическим способом с замкнутым циклом водообеспечения"

На правах рукописи

СЕНКУС Василий Витаутасович

ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПРИ ПОДЗЕМНОЙ ДОБЫЧЕ УГЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИМ СПОСОБОМ С ЗАМКНУТЫМ ЦИКЛОМ ВОДООБЕСПЕЧЕНИЯ

Специальность 25.00.22 - Геотехнология (подземная, открытая,

строительная)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук

¿.9 СЕН 2014

Тула 2014

005552690

005552690

Работа выполнена в Федеральном государственном автономном образовательном учреждении высшего профессионального образования Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС» на кафедре «Подземная разработка пластовых месторождений»

Научный консультант:

Мельник Владимир Васильевич, доктор технических наук, профессор.

Официальные оппоненты:

Казанин Олег Иванович, доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО Национального минерально-сырьевого университета «горный»/декан горного факультета, доцент;

Джигрин Анатолий Владимирович, доктор технических наук, ЗАО «Межведомственная комиссия по взрывному делу» при Академии горных наук/директор по науке и перспективному развитию;

Земсков Александр Николаевич, доктор технических наук, ООО «ЗУМК-Инжиниринг»/ вице-президент по науке и технической политике.

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт угля Сибирского отделения Российской академии наук, г. Кемерово.

Защита диссертации состоится «17» декабря 2014 г. в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.271.04 при Тульском государственном университете по адресу: 300012, г. Тула, просп. Ленина, д. 90, ауд. 220, 6-й уч. корпус.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тульского государственного университета.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, подписанные и заверенные печатью организации, просим высылать по адресу: 300012, г. Тула, просп. Ленина, 92, Ученый совет ТулГУ, факс: (4872) 35-81-81.

Автореферат разослан

Копылов Андрей Борисович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Анализ горно-геологических условий залегания угольных месторождений показывает, что на шахтах имеются участки со сложными и особо сложными условиями добычи угля, на которых применяемые традиционные технологии приводят к снижению технико-экономических показателей. Практика списания с баланса шахт запасов со сложными горно-геологическими условиями, к которым следует отнести технологические, барьерные и другие виды целиков, приводит к увеличению потерь угля и сокращению срока службы предприятий. Низкая интенсивность отработки запасов со сложными условиями залегания пластов приводит к осложнениям в пространственном развитии горных работ.

Повышение концентрации горных работ на шахтах за счет увеличения числа очистных забоев приводит к росту количества и протяженности выработок, осложняет их проветривание и создает трудности в обеспечении запасных выходов на случаи возникновения аварий.

Объемы благоприятных запасов на действующих шахтах составляют от 10П30 %, поэтому возникает необходимость комплексной отработки участков со сложными горно-геологическими условиями, которые на действующих шахтах Кузбасса составляют более 250 млн т, а в приконтурных зонах разреза □ 400 млн т.

Увеличение протяженности горных выработок и их поперечного сечения снижает темпы воспроизводства очистного фронта и приводит к возникновению в нем «разрывов». В связи с этим необходимы научное осмысление, разработка и реализация технических решений, обеспечивающих оптимизацию параметров за счет разделения шахтных полей на благоприятные для применения высокоинтенсивных технологий и неблагоприятные, которые эффективно могут отрабатываться с применением комбинированной, интегрированной, гидравлической и других адаптивных технологий добычи угля.

В настоящее время на перспективных угледобывающих предприятиях применяются традиционные технологические решения, не позволяющие достигнуть технико-экономических показателей зарубежных шахт, не получают развития технологии отработки запасов угля в сложных горно-геологических условиях, способные решить экономические, социальные и экологические проблемы угольной отрасли и регионов. Деление месторождения на шахтные поля и продажа их на аукционах ведет к разобщенности, выделению обособленных барьерных целиков шахтных полей, что затрудняет разработку и внедрение комбинированных технологий, а также переход к комплексному освоению угольных месторождений.

Одними из перспективных направлений решения проблемы являются комбинированное использование комплексных механизированных забоев (КМЗ) в благоприятных условиях и перевод отработки участков шахт со сложными и особо сложными горно-геологическими условиями на адаптив-

ные технологии, к которым относится проверенная опытом гидравлическая технология добычи угля с внедрением гидроучастков с подземным замкнутым циклом водоснабжения.

Анализ работы локальных гидроучастков и их проектов, проведенный для обоснования применимости гидротехнологии, показывает, что методическую базу их проектирования невозможно заполнить разработанными для гидрошахт методиками и алгоритмами. Следовательно, для их широкого внедрения необходимо проведение исследований в области разработки и выбора рациональных технических решений. Поэтому разработка технологических решений и комплексное обоснование их параметров с использованием гидравлической технологии добычи угля в интеграции с КМЗ для сложных горно-геологических условий является актуальной научной проблемой.

Целью работы являлось установление закономерностей технологических процессов и параметров локальных гидроучастков с подземным замкнутым циклом водообеспечения для обоснования эффективных технологических решений при подземной гидродобыче, обеспечивающих полноту использования георесурсного потенциала угольных месторождений.

Идея работы заключается в том, что прогрессивные технологические решения при подземной гидродобыче, обеспечивающие полноту использования георесурсного потенциала угольных месторождений, основываются на повышении эффективности очистки воды за счет инновационных технических средств физико-механического воздействия на твердые примеси.

Основные научные положения, выносимые на защиту

1 Повышение эффективности добычи угля и полнота выемки запасов на современном этапе развития технологии добычи угля обеспечиваются интеграцией комплексных механизированных забоев (КМЗ) при благоприятных условиях их работы и адаптивных короткозабойных технологиях, одной из которых является гидравлическая, имеющая большой опыт применения при отработке мощных, крутых, крутонаклонных и пологих пластов при неблагоприятных горно-геологических условиях, ограниченная углом падения пласта до 4° и его мощностью до 0,7 м.

1 Разработанный комплекс методик обоснования технологических параметров гидроучастков с подземным замкнутым циклом водоснабжения, комплексный критерий для выбора рациональных технологических решений и примененный метод изоморфных графов обеспечивают обоснованный выбор технологических схем вскрытия, подготовки и отработки шахтных полей в благоприятной для КМЗ и с доработкой запасов по гидравлической технологии в сложных горно-геологических условиях.

3 Предлагаемые технологические схемы вскрытия и подготовки запасов угля позволяют выделить участки шахтного поля со сложными горногеологическими условиями для отработки гидравлическим способом и обеспечивают проветривание очистных забоев за счет общешахтной депрессии и

подачи воздуха по спаренным выработкам, оконтуривающим локальный гидроучасток.

4 Установленные закономерности расслоения воды в летний и зимний периоды в отстойнике по температурному градиенту, нелинейные зависимости давления воды при нагнетании воды в пласт от его поглощающей способности при различных углах падения пласта обеспечивают выбор способов, технических средств и обоснование параметров очистки шахтных вод, выгрузки и обезвоживания шлама в подземных условиях.

5 Скорость осаждения шлама и очистки шахтных вод линейно зависит от плотности загрязняющих веществ и увеличивается в ЗП5 раз при использовании технических средств и способов, которые позволяют осуществлять очистку шахтных вод до уровня ПДК в отстойниках на поверхности, а также снижает минерализацию шахтных вод под землей.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:

- достаточным количеством натурных исследований процессов загрязнения подземных вод (более 30); фильтрации химических, бактериологических, нейтральных и механических элементов (более 20), их движения в горных породах (более 60); нагнетания воды в водоносные пласты горного массива (65 опытов);

- положительными результатами внедрения технологических схем гидроучастков с подземным замкнутым циклом водоснабжения, способов и технических средств на восьми гидроучастках шахт и разрезов Кузбасса;

- непротиворечивостью установленных закономерностей процессов осаждения, выгрузки и обезвоживания шлама, очистки вод шахтного притока, нагнетания очищенной воды в водоносные пласты и выдачи на поверхность, полученных в ходе лабораторных, стендовых, натурных испытаний, фундаментальным законами физики, удовлетворительной сходимостью численных значений результатов лабораторных и промышленных исследований и математического моделирования с использованием экспериментальных данных наблюдений для различных процессов с погрешностью ± 10 □ 20%;

- практическим применением методик обоснования параметров гидроучастков с подземным замкнутым циклом при их проектировании;

- безаварийной и устойчивой работой систем очистки шахтных вод при притоках воды от 30 до 800 м3/ч и концентрации твёрдых частиц 120П200 г/л на гидроучастках «Листвянский», «Краснобродский», «Кедровский», «Анже-ро-Судженский-Южный-2».

Новизна научных и практических результатов работы

1 Обоснована область применения гидроучастков с подземным замкнутым циклом водоснабжения, обеспечивающая конкурентоспособность и приоритетность гидротехнологии на современном этапе развития технологии угледобычи при отработке в сложных горно-геологических условиях мощных, крутых, крутонаклонных и пологих пластов.

2 Разработаны классификация и критерий оптимизации технических решений, методики обоснования технологических параметров гидроучастков с подземным замкнутым циклом водоснабжения и предложен метод оптимизации пространственно-планировочных решений, обеспечивающих высокие технико-экономические показатели работы шахты и гидроучастков в сложных горно-геологических условиях.

3 Предложены технологические схемы вскрытия и подготовки гидроучастков с подземным замкнутым циклом водоснабжения, отличающиеся тем, что оконтуриванием выемочных блоков и охранных целиков спаренными и одиночными выработками, повышающими надежность проветривания очистных забоев за счет общешахтной депрессии, подачи воздуха по спаренным выработкам, поддержания выработок для исходящей струи и организации гидротранспорта пульпы в выработках, не имеющих машин и механизмов, что обеспечивается высокий уровень промышленной безопасности гидроучастков.

4. Разработаны новые технические средства и способы выемки, транспортировки, выгрузки, обезвоживания горной массы и шлама, очистки воды, которые обеспечивают эффективную реализацию гидроучастков с поземньм замкнутым циклом водоснабжения в сложных горно-геологических условиях и модернизацию шахтного водоотлива.

5 Установлены закономерности расслоения воды в летний и зимний периоды времени, уточнены нелинейные зависимости давления воды при нагнетании от поглощающей способности пласта при различных углах его падения, а также обосновано использование критериев подобия Фруда и Ньютона.

6 Разработаны модели для обоснования параметров процессов обезвоживания и выгрузки шлама и методики расчета с использованием установленных зависимостей производительности процессов от конструктивных элементов технических средств.

7 Разработаны методика расчета параметров и конструкция тонкослойного осветлителя, отличающаяся продольной установкой колеблющихся пластин, сокращающих путь осаждения взвешенных и обеспечивающих сползание осевших на пластины частиц.

8 Разработаны способы очистки воды в отстойниках с использованием плавающих поперечных перемычек из теплопроводного материала и складирования шламов в многоярусные хвостохранилища и их рекультивации, основанные на делении акватории дамбами на секции и сокращении сроков их заполнения до 1,5 □ 2 лет.

Научное значение диссертации заключается в разработке геотехнологических принципов для обоснования технических решений и параметров технологических схем гидроучастков с подземным замкнутым циклом водоснабжения, обеспечивающих расширение области эффективного применения

гидравлической технологии добычи угля, повышение эффективности горного производства и его экологической безопасности.

Практическая ценность работы состоит в том, что полученные результаты работы позволяют:

- проектировать сбалансированные технологические схемы разработки пластов и шахтных полей со сложными горно-геологическими условиями с применением гидроучастков с подземным замкнутым циклом водоснабжения и увязывать их в общей технологической схеме шахты;

- очистку подземных вод, производить осаждение, обезвоживание и выгрузку шлама;

- использовать методики расчета параметров при проектировании технологических схем гидроучастков, отстойников и водосборников, технических средств осаждения, выдачи и обезвоживания шлама.

Реализация выводов и рекомендаций. Научные результаты и практические рекомендации использовались при проектировании и строительстве гидроучастков шахт и разрезов: «Листвянский», «Кедровский», «Глушин-ский», «Карагайлинский», «Анжеро-Судженский-Южный-2» и «Анжеро-Судженский-Южный-3», «Краснобродский» и др., а также в учебных процессах ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет» по специальности «Подземная разработка пластовых месторождений полезных ископаемых» по дисциплине «Технологические схемы угольных шахт», Новокузнецкого филиала-института ГОУ ВПО «Кемеровский государственный университет» по специальности «Геоэкология», специализации «Региональное геоэкологическое проектирование», по дисциплине «Разведка и освоение месторождений полезных ископаемых». Предложенные рекомендации нашли отражение в проектной документации ООО «Проектгидроуголь-Н» для разработки технологических схем шахтного водоотлива с очисткой шахтного притока в подземных условиях.

Экономический эффект от использования результатов диссертационной работы и методической базы при проектировании гидроучастков с подземным замкнутым циклом водоснабжения на шахтах «Зиминка», им. Дзержинского (г. Прокопьевск), «Тайбинская» (г. Осинники), им. Ленина (г. Между-реченск) Кемеровской области составил 1260 тыс. рублей.

Апробация работы. Основные положения диссертации и результаты исследований докладывались и получили одобрение на Межвузовской научно-практической конференции «Гидромеханизация горных работ» (Новокузнецк, 2000 — 2002 гг.); Межотраслевой научно-практической конференции «Краевые задачи и математическое моделирование» (г. Новокузнецк, 2001, 2002, 2004, 2006 гг.); Международной научно-практической конференции «Экология и жизнь (наука, образование, культура)» (г. Великий Новгород, 2002 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Информационные технологии и математическое моделирование» (г. Анжеро-Судженск, 2002, 2006 гг.); Региональном конкурсе изобретателей «Инновации и изобре-

тения» (г. Кемерово, 2004-2006 гг.); I и II Международной научно-практической конференции «Безопасность жизнедеятельности: экологические, производственные, правовые, медико-биологические и социальные аспекты» (г. Новокузнецк, 2004, 2006 гг.); Международной выставке-ярмарке «Уголь России и Майнинг (г. Новокузнецк, 2007-2012 гг.)», Международной научно-практической конференции «Неделя горняка» (г. Москва, 2007 г.).

Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 47 научных трудах: 1 монографии и 24 статьях, 14 из которых опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 22 патентах и положительных решениях по заявкам на изобретения.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, семи разделов и заключения, содержит 343 страницы печатного текста, в том числе 81 рисунков, 44 таблицы, список литературы из 244 наименований.

Автор выражает благодарность д.т.н., проф. Фрянову В.Н. и д.т.н., проф. Стефанюку Б.М. за методическую помощь при написании диссертации.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Разработки институтов ИГД им. A.A. Скочинского, ИУ СО РАН, ВНИИ-гидроуголь, МГГУ, СибГИУ и др., а также достижения ученых М.И. Агошко-ва, А.И.Арсентьева, A.A. Атрушкевича, В.А. Атрушкевича, A.C. Бурчакова, А.Н. Домрачева, П.В. Егорова, Ю.А. Жежелевского, Д.М. Казикаева, С.И. Калинина, Д.Р. Каплунова, Ю.Н. Кузнецова, Г.Г. Ломоносова, И.Н. Лося, A.C. Малкина, В.В. Мельника, О.В. Михеева, B.C. Мучника, В.Н. Опарина, Л.А. Пучкова, В.В. Ржевского, И.Н. Савича, Б.М. Сгефанюка, A.C. Ташкинова, К.Н. Трубецкого, В.А. Федорина, В.Н. Фрянова, К.Г. Христоки, В.А. Щелка-нова, М.Ф. Шнайдера, В.И. Шубодерева, Б.П. Юматова, В.Д. Ялевского, и мн. др., направленные на создание адаптивных технологических схем, средств подготовки и очистной выемки, организацию подземного водоснабжения, обезвоживания угля и осветления воды, нашли широкое применение при проектировании гидрошахт. Анализ методической базы проектирования гидроучастков с замкнутым циклом водоснабжения показал, что она не охватывает технологические процессы, использующие новые технические средства, которые обеспечивают высокую эффективность и надежность работы гидроучастков и отдельных технологических звеньев и операций.

Цель и идея работы, а также современное состояние рассматриваемой проблемы определили необходимость постановки и решения следующих задач исследований.

1 Провести анализ области применения технологии гидравлической добычи угля и ее совместимости с КМЗ.

2 Разработать методическую базу проектирования, методику обоснования параметров гидроучастков с замкнутым циклом водоснабжения и критерия

выявления участков месторождений и шахтных полей со сложными горногеологическими условиями добычи угля.

3 Разработать технологические схемы вскрытия подготовки и отработки участков шахтных полей со сложными горно-геологическими условиями.

4 Провести моделирование и обосновать параметры процессов очистки шахтных вод.

5 Обосновать параметры процессов выгрузки, обезвоживания и складирования шлама.

6 Провести практическую апробацию и анализ применения разработанных технических средств на шахтах Кузбасса.

Методики обоснования параметров гидроучастков базируются на следующих зависимостях.

Ширина выемочного столба при короткозабойной технологии выемки угля заходками определяется по аналитической формуле

Ъ^=крпНг{^об+а,5а){0.5К'е-крпНгУ'[, (1)

где к — коэффициент концентрации напряжения в опорной зоне; р„ — плотность пород, т/м3; Нг — глубина ведения горных работ; Лоб - шаг обрушения основной кровли, м; а - ширина выемочной выработки, м; Я'с — предел прочли угля на одноосное сжатие с одной об] Длина заходки находится из выражения

1Р =ь{ь1[1м +\,Пт1кх(ку1м -1,05/*)р2-1| , [2]

где т - рабочая мощность пласта, м; 1М - ширина захвата выемочной машины, м; Ку - коэффициент запаса устойчивости целика; /* - длина консоли обрушения кровли, м.

При ведении очистных работ в заходке по ее контуру со стороны обрушенного пространства оставляется подзавальный целик угля, ширина которого определяется по аналитической формуле

ности угля на одноосное сжатие с одной обнаженной плоскостью, т/м2.

п-2

Ксппц

[3]

где} - угол обрушения пород кровли, град; Н) - активная зона действующих пород кровли, м; пщ - количество подзавальных целиков; Яс — предел прочности угля на одноосное сжатие с обнаженными плоскостями, т/л«'2.

Параметры "объем добычи угля", "срок эксплуатации гидроучастка", "потери", "запасы" и другие выведены аналитически, являются производными базовых зависимостей и служат для оптимизации технологической схемы шахты.

Методика выбора схемы подготовки и отработки выемочного столба (блока) базируется на расчете длины диагональных нарезных или подготови-

тельных выработок в столбе (блоке), которая определяется по аналитической формуле

-1

Ьл = Н,

90

/ . 2 ят а

ил2 г'

■1

-1/2

- агсЩ

5Ш2 а $т2 1д

-1

-1/2

,[4]

где Нт — ширина столба или высота отрабатываемого выемочного блока (по нормали к вентиляционному и аккумулирующему штрекам), м; !а - угол наклона почвы аккумулирующего штрека к горизонтальной плоскости, град; а

— угол падения пласта, град; /¿—угол наклона почвы диагональной печи к горизонтальной плоскости, град.

Параметры очистных заходок, эксплуатационных потерь, скоростей проведения и погашения нарезных выработок и заходок, срок эксплуатации гидроучастка и другие выведены аналитически, являются производными базовых зависимостей и горногеологических характеристик и служат для оптимизации технологической схемы шахты.

Для оптимизации параметров технологических процессов использованы метод изоморфных графов, традиционные критерии (эффективности капитальных затрат, минимум приведенных затрат, максимум производительности, фондоотдачи и др.), а также разработанный комплексный критерий для множества элементов с учетом веса каждого из них и выбора подхода к установлению соотношения отдельных составляющих. Комплексный критерий для множества элементов, учитывающий вероятности проявления и осложнения горно-геологических условий, рассчитывается по формуле

«о А+ ак к~ас с+ап п)ар р> [5]

где а0 , ак , ас , ап , ар - весовые коэффициенты элементов характеристик функционирования горного предприятия; А - объем добычи угля за месяц, квартал, год; к — удельные капитальные затраты на 1 т добычи, руб./т; С

— эксплуатационные затраты, руб./т; П - удельная прибыль на 1 т добычи, руб./т, Р - вероятность проявления совокупности осложняющих факторов,

Пр-

та

где /-1, 2,..., п — количество осложняющих факторов; Р'ос - вероятность проявления г-го осложняющего фактора.

Синтез оптимальной технологической схемы отработки неблагоприятных участков для длинных КМЗ с применением гидроучастков с подземным замкнутым циклом водоснабжения является реализацией метода конгруэнтности оптимальных путей изоморфных графов и включает этапы:

- выделение основных осложняющих факторов или их совокупностей, для которых будет выполняться поиск оптимальной технологической схемы;

- графическое представление факторов (группы факторов) в виде графов, каждый из которых соответствует одному из вариантов технологической схемы разработки шахтного поля;

- формирование множества вариантов технологических схем для каждого осложняющего фактора (группы осложняющих факторов), которое представляется в виде графа С={ЫА}, где каждая дуга соответствует величине определенного элемента технологической схемы из множества Е=(еи е2, ..., е^, {Е} <=> {А}-,

- синтез оптимального варианта технологической схемы шахты на основе графа который, производится по критериям максимума прибыли, минимума капитальных и эксплуатационных затрат, а объем добычи рассматривается в виде пути «от источника до стока» на графе С={Ы,Л}, где каждой дуге пута соответствует определенный элемент технологической схемы, а весь путь формируется на основе множества элементов, входящих в оптимальные пути по каждому из вариантов;

- синтез оптимального варианта технологической схемы шахтного поля из множества вариантов (1,2,..., V) осуществляется на основе множества элементов, входящих в оптимальные пути, выбранные по отдельным вариантам, с осложняющими факторами или по их совокупностям.

Гидроучасток включает вскрывающие, подготавливающие, нарезные, очистные и вентиляционные выработки, подготовительные и очистные забои, обеспечивающие выемку горной массы и подготовительные работы гидравлическим и/или механогидравлическим способами, самотечный (безнапорный) гидротранспорт по желобам и/или почве горных выработок; насосные станции для подачи воды в подготовительные и очистные забои, выработки с трубопроводами и запорной арматурой; обезвоживающие комплексы, механизированные отстойники и/или водосборники. Отличительной особенностью является то, что вскрывающие и подготавливающие выработки проходят спаренными и/или одиночными забоями, которые оконтуривают выемочные блоки, барьерные и охранные целики. Подачу воды в забои осуществляют насосными станциями после ее очистки на обезвоживающих комплексах, в механизированных отстойниках и/или водосборниках, которые располагают в связанных между собой камерах, находящихся в нижних точках выемочного блока гидроучастка, имеющих выход в аккумулирующие выработки, по которым осуществляются гидротранспортировка и отгрузка горной массы.

Технологическая схема гидроучастка с подземным замкнутым циклом водоснабжения представлена на рисунке 1.

Обезвоживание горной массы и очистку воды производят в два этапа: на первом отделяют горную массу крупностью более 5 мм, а на втором — шлам крупностью +0,03 □ 5 лш.

Очистку воды производят в механизированных отстойниках и/или водосборниках с применением комбинации технических средств и способов, на-

пример, водонепроницаемых перегородок с перепуском воды у дна, тонкослойных продольных и поперечных осветлителей типа «жалюзи», электрической обработки воды постоянным пульсирующим током и др.

При гидродобыче наибольшее распространение получили этажная и панельная системы подготовки, к основным разновидностям которых относятся: однопанельная подготовка - размещение одной панели по простиранию; многопанельная подготовка - размещение двух и более панелей по простиранию; этажная подготовка.

Вертикальный профиль подготовительных выработок общешахтного и участкового назначения систем подготовки зависит от степени использования напорного и безнапорного (самотечного) гидротранспорта и определяется уклонами для стока воды /=0,005 при напорном гидротранспорте и ¿=0,03 при самотечном гидротранспорте.

замкнутым циклом водоснабжения

В качестве базовых предлагается использовать разработанные технологические схемы вскрытия и подготовки пластов, которые отличаются тем, что неблагоприятные для работы КМЗ выемочные блоки отрабатываются гидроучастками, оконтуренными спаренными и одиночными выработками, обеспечивающими проветривание очистных забоев за счет общешахтной депрессии:

- вскрытия и подготовки пологих и наклонных пластов с разделением яруса (этажа) на выемочные блоки;

- вскрытия и подготовки пологих и наклонных пластов с разделением яруса (этажа) на подъярусы (подэтажи) и выемочные поля;

- вскрытия и подготовки пологих, наклонных пластов без разделения яруса (этажа) на подъярусы (подэтажи);

- вскрытия, подготовки и разработки крутого (крутонаклонного) пласта с разделением на подэтажи;

- вскрытия, подготовки и разработки крутого (крутонаклонного) пласта диагональными спусками;

- вскрытия, подготовки и разработки крутого пласта с применением спиральных спусков;

- вскрытия штольнями, подготовки и разработки крутых, крутонаклонных и наклонных пластов открыто-подземным способом.

Предлагаемые технологические схемы вскрытия и подготовки запасов угля позволяют выделить участки шахтного поля со сложными горногеологическими условиями для отработки гидравлическим способом и обеспечивают проветривание очистных забоев за счет общешахтной депрессии и подачи воздуха по спаренным выработкам, оконтуривающим локальный гидроучасток.

В результате проведенных экспериментов (65 опьггов) на лабораторной установке выявлена закономерность, подтвержденная результатами замеров температур по глубине отстойника. Установлено, что сбросы в отстойнике образуют канал от входа к выходу, по которому вода с загрязняющими веществами проходит во внешние водоемы (18 минут); в отстойниках происходит расслоение воды по температурному градиенту (ЗШ4 °С), нижние холодные слои имеют большую плотность, что препятствует осаждению тонкодисперсных частиц, которые сбрасываются во внешние водоемы. Для задержки взвешенных частиц и несмешивае-мых веществ с плотностью ниже воды необходима установка водонепроницаемой перегородки, что приведет к распределению загрязненной воды по акватории и глубине отстойника и интенсифицирует процесс осаждения взвешенных частиц, при этом большая часть загрязнения осаждается на дно под действием гравитационных сил, а в сброс воды попадает небольшая часть взвешенных частиц класса — 0,03 мм.

Установлено, что средняя скорость воды в отстойнике Утб, которая является скоростью течения для оседающих частиц под действием гравитационных сил, определяется по формуле

Ут6=-ГТ , [7]

где ка - коэффициент, учитывающий эффективность сечения отстойника, ка = 0,85; в — ширина отстойника, м; Л - глубина отстойника, м.

Время нахождения воды в отстойнике т0 определяется по формуле

где Ь - длина отстойника, м.

Время осаждения частицы радиусом Я на дно отстойника определяется по формуле

тосл = ~ ; ~ г > И

Укк(при Утб)

где Ущ (при Уте) — конечная скорость осаждения частицы с радиусом Л при скорости течения Утб.

Исследование движения воды и загрязнения в гравийном грунте, имеющем плотность 6 г/см3 и коэффициент пористости 1,5, проводилось на берегу р. Томь, где были вырыты через 10 м три траншеи трапециевидного сечения 5=0,03 м длиной 7, 14 и 21 м с уклоном /=0,03.

В качестве индикаторов взвешенных частиц использовались химически нейтральный краситель (алюминиевая пудра) и водорастворимый темно-синий краситель, изменяющий цвет воды.

В 7-, 14- и 21- метровых траншеях были установлены индикаторные колышки соответственно через 1, 2, 3 м, а в головных частях были уложены направляющие для заливки воды. После определения скоростей свободного протекания потока воды, траншеи были засыпаны песчано-гравийной смесью, которая не уплотнялась. В ходе экспериментов получены результаты, представленные в таблице 1.

В открытых каналах вода протекала передним фронтом со скоростью на 7-м метре Ут=0,101 м/с, на 14-м метре — у7/=0,130 м/с, на 21-м метре -0,135л«/с). Величины скоростей свидетельствуют о малом поглощении воды стенками каналов. Расчет коэффициентов подобия проводился по критерию Фруда, в котором скорость потока зависит от сил гравитации.

Таблица 1 — Результаты эксперимента

№ траншеи Длина, м Время прохождения потока воды в открытой траншее, с Время прохождения потока воды в засыпанной траншее, с Цвет воды

№1 7 69 211 Темно-голубой

№2 14 108 442 Светло-голубой

№3 21 156 623 Грязный

На отметках рассчитаны теоретические скорости, которые позволяют найти масштаб моделирования, составляющий 1/58«1/60 (с точностью 5 %), поэтому процессы на модели протекали в 60 раз быстрее, чем на реальном объекте. Индикаторные колышки показали, что окрашенная красителем вода практически не доходит до конца траншеи, т. е. фильтруется на расстоянии 1~\1 м.

При повторных экспериментах окраска воды проводилась водонераство-римым индикатором (алюминиевая пудра). Результаты опыта на траншее длиной 7 м показали, что количество взвешенных частиц на втором метре уменьшается многократно, на третьем метре практически не наблюдаются, а до седьмого метра они не доходят. Расстояние адсорбции индикатора по

сравнению с предыдущим опытом уменьшается до трех метров и снижается в 7 раз.

Моделирование нагнетания воды в водоносные породы проводилось на стендовой установке, где роль почвы и кровли пласта выполняли прозрачные стенки цилиндров диаметром 100 и 120 мм, заполненные сыпучим материалом (песок, песчано-гравийная смесь) и уплотненные путем вибрации.

В сыпучий материал вводилась напорная трубка диаметром 3 мм, имитирующая скважину, через которую подается вода. Для контроля параметров подачи воды предусматривается измерительный блок. Принципиальная схема лабораторной установки представлена на рисунке 2.

В качестве массива водоносного пласта использовался песок с крупностью гранул 0,3-1 мм и гравий с крупностью гранул 1-20 мм.

Коэффициенты подобия рассчитывались по критерию Ньютона. Масштаб подобия размеров соответствует МЛ= 1:50, масштаб плотности Мр=\, т.е. использованы реальные материалы и вода, масштаб давления принят Мр= 1:9. По исходным данным рассчитывался масштаб скорости, который составляет 1/17, что обуславливает протекание процессов на стенде в 17 раз быстрее.

Физическое моделирование нагнетания воды в крутой пласт с углом наклона 90° показало неравномерность распространения воды вверх и вниз Лвс>Л„с относительно высоты уровня скважины. С повышением давления происходит разжижение грунта (песка). При давлении 0,42 МПа образовалась каверна, а затем произошел разрыв с затоплением пространства.

Рисунок 2 - Принципиальная схема лабораторной установки:

1 - линия подвода воды; 2 - запорный вентиль; 3 — кран позиционный;

4 - расходомер воды, 5 - манометр; б - переходник; 7 - гибкий подвод;

8 - напорная трубка; 9 - уплотнитель; 10 - прозрачный цилиндр;

11 - наполнитель (водоносная порода); 12 - удерживающий фильтр

По результатам эксперимента можно сделать вывод, что песчаные водоносные слои при подаче воды под давлением могут разрушаться раньше, чем начнёт разрушаться структура вмещающих пород. Для вмещающих пород и песчаных горизонтов давление воды следует ограничить напором около 0,3 -0,4 МПа. Естественный коэффициент фильтрации песчаных грунтов находится на уровне 15 м3/ч, поэтому фильтрация пласта под давлением не превысит 100-120 м3/ч.

Л

Величина превышения уровня воды над уровнем конца скважины Лес составляет 3 мм при угле наклона 30°. При угле наклона 45° превышение уровня несущественно выше 5 мм. Уровень наполнения водоносного горизонта при уклоне 0° меняется при изменении величины подачи расхода воды и её давления, но не достигает полного заполнения цилиндра, за счет высокого коэффициента фильтрации.

Полученные данные по величине расхода и давлению с учётом масштаба моделирования позволяют оценить величину расхода и давления для реальных пластов.

На рисунке 3 представлена зависимость давления (МПа) от поглощающей способности пласта Q (м3/ч) по второму условию, где сплошные линии соответствуют мощности пластов Н= 4 м, Н= 3 м и Я=2 м, а разброс экспериментальных точек отражает тот факт, что горизонт при уклоне 0° не будет полностью обводнён, т.е. соответствует меньшей мощности пласта.

Я-4.ч

\ 1 В^ридтЛаЗ

Н'Ъ.м .О X чх/X

□ ° \ О х % *

Н-1, Л0 / ---Л*/

/\х ¡¡тг = ЮО.им ОМ ¡ч

" 1000 2000 Рисунок 3 - Зависимость дополнительного давления от поглощающей

способности пласта Q^. х - при угле наклона 0°; о - при угле наклона 30°; □ - при угле наклона 45°

Установлены зависимости производительности процессов обезвоживания и выгрузки горной массы на скребковом конвейере от величины транспортирующих сил трения в зоне клина сжатия; длины цепных (скребковых) пазов; угла наклона става желобов конвейера к горизонту; дополнительного увеличения межскребкового расстояния при тяговом усилии, неравномерной засыпки конвейера по длине и ширине става; высоты скребка и естественного откоса в воде; продолжительности цикла зависания частицы над межскребковой емкостью от продолжительности движения и осаждения частицы и

движения цепного скребка, коэффициента увеличения продолжительности движения частицы в жидкости, времени осаждения частиц и подъема частицы перед скребком и смешивания с жидкостью; средней скорости движения слоя жидкости над цепным скребком от общей высоты жидкости в приемном бункере, коэффициента плотности сыпучего материала в жидкой среде. Конструктивное расстояние между скребками 1СК, которые устанавливают для получения максимальной производительности конвейера, определяется по формуле

/«=*■(/„+ !)• [Ю]

Принятое расстояние между скребками конвейера

_\1ск при 1ск<1ср;

СП ~ 1 т ,,

[!ср при 1ск>1ср.

Параметр 1СП - принятое расстояние между скребками - используется для определения объема, массы и производительности загрузки твердого в межскребковую емкость. В других случаях используется параметр 1СК — конструктивное расстояние между скребками.

Полный объем разрыхленного сыпучего материала, загружаемый в одну межскребковую емкость, определяется по формуле

уте = 1сР • [12]

= + [13]

, [14]

где Уте — объем разрыхленного сыпучего материала, загружаемый в межскребковую емкость, м3; 1ср - принятое к расчету расстояние между скребками конвейера, м; 5Л - площадь поперечного сечения насыпного материала на ставе конвейера, м2; Лш - средняя высота неравномерно насыпанного слоя (бурта), м'у Ъс - высота скребка, м\в- ширина внутренней рабочей части става желобов обезвоживающего конвейера, л<; /? - угол естественного откоса сыпучего материала (для открытого на воздухе штабеля /? =38-45°, для штабеля под водой р = 20-30°).

Объем твердого материала в разрыхленной горной массе (Ут), загружаемый в одну межскребковую емкость, определяется по формуле

Ут= У„-Куп. [15]

Масса твердого сыпучего материала Мт, загружаемого в одну межскребковую емкость, определяется из выражения

Мт = Ут-Рт. [16]

Объем загружаемой жидкости в межскребковую емкость зависит от размеров резинометаллических скребков, частоты их установки по длине скребковых цепей и угла наклона става желобов обезвоживающего конвейера.

Если расстояние между скребками 1СК удовлетворяет условию 1„ >1т , где 1СК - конструктивно установленное расстояние между скребками, м; 1т - расстояние между скребками, занятое свободно растекающимся зеркалом жидкости, м.

Объем жидкости, захватываемый резинометаллическими скребками,

ж'е■ 2 -tg<j>

где hc— высота резинометаллических скребков, м; ф - угол наклона става желобов обезвоживающего конвейера к горизонтальной поверхности, град; Ксц - коэффициент, учитывающий часть объема, занятого цепью, резинометаллическими скребками и узлами их крепления (/^=0,94-0,96 в зависимости от расстояния между скребками).

Разработанные технические и технологические решения по выгрузке и обезвоживанию горной массы и шлама позволяют очистить шахтные воды от загрязнения и повысить производительность гидроучастков с подземным замкнутым циклом водоснабжения на 5-12 % за счет обезвоженного шлама.

Для обоснования параметров очистки шахтных вод в обрушенных породах отработанного пространства, состоящих в основном из кусков коренных пород (аргелита, алевролита, песчаника и др.), используется методика расчета параметров очистки подземных вод в обрушенных породах отработанного пространства, где применяются полученные зависимости при исследовании процесса нагнетания воды в горные породы.

Время отстоя воды в обрушенных породах отработанного пространства tom (ч), определяется по формуле

, ._ Som.n " ¿-от *СУт мот

lom n't' iiom.o сб

tcym ' С1^]

iiom.o

где Som.„ - полная поперечная площадь потока воды в затопленной части обрушенных пород, м2; Qom.o - общий расход воды, перепускаемый через обрушенные породы, м3/ч; Lom - длина пути осветления воды, м; Qn - приток воды из отрабатываемого выемочного блока, м3/ч; tcym - продолжительность очистки воды в сутки, ч/сут.; tc6-продолжительность сброса воды в отработанное пространство, ч/сут.,

S0m.n — S0m,og • (1 — Коб.п)г [20]

где Som.o6- общая затопленная водой поперечная площадь обрушенных пород, м2;Коб,„- коэффициент плотности обрушенных пород.

Для обоснования параметров очистки шахтных вод в обрушенных породах в объеме выработанного пространства разработана методика расчета параметров такой технологической схемы. Основными недостатками способа

очистки воды в обрушенных породах являются необходимость поддержания и проветривания выработок для трубопроводных сетей водоводов в выработанном пространстве, периодическая закачка воды и постоянный контроль поступления шахтного притока в водосборники. Фильтрация шахтных вод в пористых и трещиноватых горных породах, геологических и техногенных нарушениях, водоносных пластах снижает уровни механического и химического загрязнения подземных вод до уровня минерализации шахтных вод.

На комплексах обезвоживания и выгрузки шлама установлено, что мелкие классы шламов осаждаются на крупных кусках и обезвоживаются с ними до влажности 10-15 %, при обезвоживании мелкого шлама 0,03-0,5 мм влажность составляет 18-25 %, поэтому для очистки воды от тонкодисперсных шламов необходимо менять конструкцию скребков и очистителей обезвоживающей установки, при этом размер щели шпальтового сита следует уменьшить до минимального 0,1-0,2 мм.

Для очистки воды в подземных водосборниках с механизированной очисткой шлама и использованием разработанных технических средств проводилось математическое моделирование процессов осаждения шламов в потоке воды, основанное на новых представлениях иерархичной структуры воды с жёсткими ее совокупностями, содержащими от 190 до 40000 молекул, количество которых зависит от температуры воды и структурной формы по уровням совокупностей «молекула - молекулярная структура — колония -мини - капля — капля». Скорость осаждения взвешенных частиц описывается уравнением

4R

3 С,

Рт 1

1 + d/R

[21]

Ре

где Ук — конечная скорость осаждения частицы, м/с\ g — гравитационное ускорение, g = 9,81 м/с2; С, — коэффициент лобового сопротивления частицы 0<С,<1; С,=0,3; рт — плотность частицы, кг/м3', рв — плотность воды, кг/м3', Я — радиус частицы, м; (1— толщина граничного слоя, м,

с1=аа[\+ а1(С,)(№6) + й2 С^Л+6)2 ], [22]

где а0 — константа, верхняя граница минимальной шкалы меры воды как жидкости, ао=100 мкм=\0Г* м при г =2,6; ах - константа, характеризующая строение молекул Н20, а именно её молекулярный угол Н-О-Н, выраженный в радиан-ной мере 103°39'20"= 1,809 радиана = 1 + Ф/2, т.е. ах = Ф/(10-23) = 0,0202; С, -константа, характеризующая радиус совокупности С] = 7,2204; а2 - константа, равная 7,65; С2 — константа, равная Ф~'= 0,618039; / - среднее число разорванных водородных связей в молекулах воды. Обобщенная формула имеет вид

</, = М*(1>10^ [1 + 0,0202-(7,22)№6) + 7,65-(0,618)08Л+6)г], [23] где Мс1{1) — размер граничного (совокупного) слоя.

В работе проведен анализ изменения структуры воды и её статической вязкости при физико-электрической обработке, которая сопровождается восстановлением ее несвязанной структуры на 500-700 ч с последующим угасанием и сдвигом по времени от 1 до 30 ч, проявлением каталитического эффекта рекомбинации структуры при изотермическом режиме. Осаждение частиц в воде происходит, когда они сопоставимы по размерам с колонией воды и имеют плотность, равную воде. Сокращение времени осаждения происходит за счёт сокращения пути осаждения; увеличения размеров частиц Л (коагуляция), изменения структуры воды.

Очистку воды в отстойниках можно разделить на следующие этапы:

- гравитационное осаждение частиц за счет сокращения пути их осаждения, интенсификации осаждения с помощью технических устройств и установки водонепроницаемых перегородок в верхних слоях воды, обеспечивающих движение воды по принципу сообщающихся сосудов;

- обработка воды физико-электрическим способом, которая обеспечивает сокращение времени осаждения микронных частиц в десятки раз.

Физико-электрический способ обработки воды предусматривает воздействие электрическим потенциалом величиной (Ы) 1,5-2,6 В/см в течение 3040 мин постоянным пульсирующим током скважностью не ниже 0,4. Каталитический эффект, сопровождающий физико-электрическую обработку воды, снижает затраты энергии в 2,5 раза. Средние удельные затраты энергии ¿Я/ определяются по формуле

51У= 0,4'<5Лг7. [24]

Для осаждения частиц размером 30 мкм следует выполнить физико-электрическую обработку воды, а затем использовать разработанные технические устройства (тонкослойный осветлитель типа жалюзи, тонкослойный осветлитель для осаждения тонкодисперсных частиц). В результате влияние парашютного эффекта на тонкодисперсные частицы ослабляется и скорость их осаждения увеличивается в 12 раз.

Способы очистки шахтных вод в водоемах на поверхности использовались при строительстве гидроучастка «Анжеро-Судженский-Южный-2».

Разработан способ очистки сбросов воды, который отличается тем, что осветление проводят за счет охлаждения сбросов в придонных слоях отстойника направленной их подачей на материковое дно, которое является природным источником более низких температур и формирует придонную теп-лообменную площадь, разделительными перегородками по акватории отстойника, где происходит накопление теплых сбросов в верхней части приемной секции, причем толщина слоя теплых сбросов должна быть не более глубины погружения перегородок, а глубина погружения перегородок должна быть не более глубины водоприемника и толщины слоя материала осажденного на его дне.

Предложен способ осветления производственных вод, который отличается тем, что очистку воды предлагается проводить за счет установки тепло-

проводных гибких плавающих перегородок для изменения направления движения и путем деления отстойника на секции плавающими перегородками, принудительной подачей воды в придонный слой первой секции, отличающийся тем, что она подается через затопленный последовательно-возвратный трубопровод для поддержания положительного градиента температуры воды, исключающего вертикальную конвекцию воды, противодействующую гравитационному осаждению твердых частиц.

На шахтах Кузбасса внедрены и эксплуатируются гидроучастки, опыт внедрения которых рассматривается с точки зрения надежной и устойчивой работы. Отличием гидроучастка «Кедровский» являлся сброс излишков воды из цикла водоснабжения в разрыхленные породы бортов разреза, который производился насосами. В породах происходило осветление технологической воды, что явилось основой для разработки подземного способа осветления воды в обрушенных породах. В выполненных проектах технологических схем гидроучастков «Глушинский», «Карагайлинский» и «Анжеро-Судженский-Южный-3» использовались предлагаемые способы и технические средства обезвоживания горной массы, шлама и очистки шахтных вод. На гидроучастке «Анжеро-Судженский-Южный-2» впервые применялись навесные и плавающие перегородки для очистки воды в отстойниках на поверхности, которые позволили загрязнение воды в сбросе снизить до уровня ПДК и уменьшить платежи за сбросы до норматива.

На основе полученного опыта разработаны технические средства и способы выемки, обезвоживания и транспортирования горной массы и шлама и очистки воды, которые предлагается использовать в технологических схемах гидроучастков в различных сочетаниях, что обеспечит повышение технологических показателей и надежности работы гидроучастков с подземным замкнутым циклом водоснабжения.

Разработан облегченный гидромонитор, включающий подводящий водовод с опорными элементами, шарнирные и поворотные каналы, прямолинейный ствол с переходником и насадком, вертикальный и горизонтальный гидроцилиндры с системой управления, отличающейся тем, что между поворотным каналом и прямолинейным стволом установлен расширяющийся диффузор, в канале которого установлен отбойник, причем отбойник расположен в зоне максимальной скорости распределения по сечению канала потока, входящего в диффузор, а внешняя поверхность отбойника выполнена обтекаемой формой, например в виде шара, при этом внутренняя поверхность диффузора выполнена обтекаемой, что позволяет повысить дальность струи и производительность гидроотбойки.

Предложен механогидравлический комбайн, предназначенный для проведения горизонтальных и наклонных (от +20 до -25°) горных выработок арочной, трапециевидной, прямоугольной форм сечением 5-33 м3 по углю и породе с пределом прочности при одноосном сжатии ссж < 70 МПа и абразив-ностью до 15 мг, который повышает производительность выемки угля и уве-

личивает скорость нарезных работ, особенно на крутых мощных пластах. Управление комбайном осуществляется с пульта дистанционного управления.

Разработан проходческо-очистной гидравлический механизированный комплекс, повышающий производительность работ и совмещающий очистные и подготовительные работы, который включает облегченный малорасходный гидромонитор для проходки горных выработок, гидравлический струг для ведения очистных работ, желоб для транспортировки горной массы, маслостанцию с приводом и энергомодуль и отличается тем, что секции механизированной крепи снабжены плоскими верхняками по ширине крепи и выпускаемыми гидравлически в обе стороны козырьками, а основания крепи - выпускаемыми горизонтально и гидравлически в обе стороны подушками, которые служат у верхняка со стороны забоя для предотвращения вывалов кровли в забой, а у основания — для монтажа желоба. На нем устанавливают гидравлический струг, а с другой стороны козырек и подушка служат для подвигания секций крепи при очистных работах. Гидромонитор для ведения проходческих работ установлен на основании первой секции крепи и/или подвижно на рамах секции в центре крепи, к которому подведена по гибкому высоконапорному трубопроводу вода от высоконапорного насоса, а перед секцией устанавливают направляющие для отвода пульпы в желоб. Гидравлический струг с режущими органами, имеющими форму обратного усеченного конуса с основанием, обращенным в сторону забоя, в сечении имеет эллипсовидную форму, который поворачивается на 90° и снабжен насадками для формирования тонких гидравлических струй диаметром 3—5 мм и давлением 30-50 МПа, расположенными на режущем органе в 6—8 рядов под углами наклона 15-60° встречно к горному массиву для его резания при возвратно-поступательном движении струга вдоль очистного забоя, при этом при движении вперед работает одна половина насадков, а назад -другая. Энергомодуль, установленный на последней секции, включает высоконапорный насос с производительностью в 3-5 раз выше производительности отбойки угля, который работает по бустерной схеме, и гибкие высоконапорные шлаги для подвода и подачи воды на гидромонитор или гидравлический струг при подготовительных или очистных работах, при этом гидромонитор может работать при выемке угля на смыв.

Предложенный обезвоживающий скребковый конвейер отличается от разработанного институтом ВНИИгидроуголь тем, что скребки конвейера дополнительно снабжены задними очистителями, образующими со скребками и шпальтовой поверхностью сита полости, при этом форму полостей и задних очистителей задают жесткие шторки, установленные на скребках, что предотвращает продавливание шпальтовых сит при попадании кусков породы под скребок.

На скребковом конвейере реализуется способ обезвоживания сыпучих материалов, который отличается тем, что подачу и принудительное перемеще-

ние потока гидросмеси, состоящего из жидкости и твердого сыпучего материала, производят относительно неподвижной поверхности шпальтового сита, и происходят фильтрация жидкости через сыпучий материал за счет гравитационных сил и удаление ее через щели шпальтового сита, при этом очищается поверхность шпальтового сита посредством аккумулирования в замкнутой полости сыпучего материала, проходящего в нее через зазор под действием скребка и образующего в этой полости сжатый слой.

Основные элементы модернизированных технологических схем гидроучастков отличаются от традиционных наличием подземных механизированных отстойников, в которых реализуются различные способы очистки воды от кусков горной массы, взвешенных частиц и растворимых веществ.

Механизированный отстойник для очистки воды от взвешенных частиц, растворимых и нерастворимых веществ, разделённый на секции, может быть выполнен в сочетании элементов, реализующих различные способы очистки и конструкции, которые позволяют ему вписаться в габариты горных выработок, представлен на рисунке 5.

Рисунок 5 — Отстойник с механизированной очисткой для осветления воды от взвешенных частиц растворимых и нерастворимых веществ

Для очистки технологической воды в подземных водосборниках реализуется способ, включающий транспортирование гидросмеси и шахтного притока из забоев, их аккумулирование, гравитационное осаждение взвешенных твердых частиц, механизированную очистку водосборника, выдачу осевшего шлама на обезвоживание, его отгрузку и выдачу осветленной воды на поверхность или для повторного использования. Способ реализуется в три этапа, в равномерно движущемся потоке воды по длине пути осаждения частиц. На первом этапе в зоне пульпоприема производится выделение плавающих посторонних предметов, на следующем этапе интенсифицируется процесс осаждения твердых взвешенных частиц различной крупности и удельного веса, а на последнем этапе аккумулируется осветленная вода перед выдачей ее на поверхность или для повторного использования.

Шахтный приток из горных выработок по почве и желобам поступает в приёмную секцию, отделенную от других секций механизированного отстойника водонепроницаемой перегородкой, обеспечивающей перепуск воды в другие секции у дна отстойника, в которых могут устанавливаться поперечные продольные и тонкослойные осветлители, способствующие интенсивному осаждению шлама.

Поперечные тонкослойные осветлители типа «жалюзи» могут быть с вертикальным расположением пластин и наклонным относительно горизонтальной плоскости под углом 55-60° к горизонтальной плоскости, параллельны, сдвинуты и перекрывать друг друга, наклонены верхней кромкой навстречу потоку и разнесены по длине отстойника. Каждая последующая пластина отстоит от предыдущей на расстоянии, равном 0,8-1,0 L (L - ширина пластины), а нижняя кромка предыдущей пластины перекрывается верхней кромкой последующей по высоте на 0,1-0,2 L.

Поток воды набегает на пластины и разделяется на два: нижний отражается в направлении дна, а верхняя часть потока в зависимости от его скорости может огибать пластины и уносить часть взвешенных частиц, которые задерживаются следующими пластинчатыми перегородками, имеющими меньший размер пластин и зазоров между ними. Скорость отраженных частиц возрастает, а измененное направление позволяет быстрее осадить их на дно.

Продольный осветлитель включает каркас с пластинами, расположенными под углом 50—70° к горизонтальной плоскости, емкости для аккумуляции шлама и механизм выгрузки шлама.

Первая по течению воды рама выполнена с наклоном верхнего края навстречу потоку воды под углом 45-55° с отверстиями в боковых и центральной перемычках, в которых установлены стальные струны.

Вторая и последующие рамы выполнены с пальцами на верхней и центральной перемычках, а нижняя и боковые перемычки — с пазами для установки пластин, при этом пластины выполнены с загибом на 180° верхнего края, которым свободно охватывают пальцы, и загибом на 30° нижнего края, который свободно проходит в паз нижней или боковой перемычки так, что пластины расположены вдоль течения под углом 50-70° к горизонтальной плоскости.

Общая длина пластин вдоль потока воды связана с расстоянием между пластинами, площадью сечения канала, его размерами, расходом технологической воды, размерами минимальных осаждаемых частиц, их плотностью и скоростью потока воды.

Поток воды в канале на первой раме со струнами турбулизируется, образуя волновые дорожки Кармана, которые входят в межпластинчатый слой, «сметают» осевшие частицы с верхней поверхности пластин в шламосбор-ник.

Твердые частички, в частности, угольные, имеют преимущественно положительный водородный потенциал. Нейтральная вода (pH — 7,0) имеет водородный потенциал +0,404 В. Железные, в том числе оцинкованные, пластины имеют отрицательный водородный потенциал. Для защиты пластины от обусловленного электронного налипания шлама ее покрывают с верхней стороны материалом с нулевым водородным потенциалом. Прилипание к нижней плоскости пластины маловероятно, т. к. первый микронный налип-

ший слой ослабляет электрические силы притяжения, но не препятствует движению воды.

Для снижения и удаления растворимых веществ предложена обработка воды постоянным пульсирующим током, сущность которой заключается в том, что положительный потенциал подается на электроды расположенные в двух последних секциях отстойника, а отрицательный потенциал подается на фильтр, выполненный из металлической стружки, который, помимо механической очистки, выполняет роль электрода и контролера своего засорения при возникновении течения потока поверх верхней кромки фильтра.

На положительном электроде осаждаются катионы растворенных веществ, а на отрицательном - их анионы. Обработка воды постоянным пульсирующим электрическим током величиной 1—2 В на 1 см в течение времени ее нахождения в отстойнике снижает бактериологическое загрязнение до заданного уровня.

Поддержание уровня воды в отстойнике достигается применением устройства для регулирования глубины забора воды из отстойника.

Разработано устройство для сброса, которое отличается тем, что для регулирования глубины забора воды отводящий вертикальный канал шахтного типа закрывают внешним цилиндром, который образует дополнительный отводящий канал и перемещается по высоте с помощью винтового привода, при этом на нижней кромке цилиндра закреплена реборда, обеспечивающая ликвидацию декомпрессионной воронки при перетоке воды в вертикальный канал, а верхний конец находится над уровнем воды в отстойнике и закрывается верхним цилиндром, сообщающимся с атмосферой через отверстие, защищенное от засорения и замерзания.

Конструктивные геометрические параметры устройства, отводящего вертикальный и внешний каналы, выбираются по установленным зависимостям с учетом притока воды в отстойник (¡2, м3/ч), регулируемой глубины погружения внешнего цилиндра в отстойник (Нр, м): гу = 0,4Л/б ±5 % , где гх — радиус отводящего вертикального канала, м\ г2 = 0,9л/2 ±5 %, где г2 - внутренний радиус внешнего канала, м; г3 =1,22^±5 %, где г3 - внешний радиус внешнего канала, м; Ь = 0,45^2 ±5 %, где Ъ - ширина реборды, м; Н = 0,72л/<2±5 % , где Н - высота минимального погружения внешнего цилиндра в отстойник, м.

При благоприятных горно-геологических условиях можно производить предварительную очистку воды в обрушенных породах, сущность которой заключается в том, что поступающая на очистку вода закачивается в обрушенные породы верхнего горизонта, откуда она после фильтрации самотеком по желобам поступает в водосборник.

Использование разработанных способов и технических средств выемки, транспортировки, очистки воды, выгрузки и обезвоживания горной массы и шлама на гидроучастках с подземным замкнутым циклом водоснабжения повышает уровень адаптации и позволяет широко применять гидравлическую технологию добычи угля в сложных горно-геологических условиях угольных шахт.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, на основании экспериментальных и теоретических исследований установлены новые и уточнены существующие закономерности технологических процессов и параметров локальных гидроучастков с подземным замкнутым циклом водообеспечения, позволившие обосновать эффективные технологические решения при подземной гидродобыче, обеспечивающие полноту использования георесурсного потенциала угольных месторождений Кузбасса, что имеет важное значение для экономики России.

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем.

1 Установлено, что конкурентоспособность добычи угля и полнота выемки запасов на современном этапе развития технологии добычи угля обеспечиваются интеграцией механизированных комплексов при благоприятных горно-геологических условиях работы, где их производительность выше в 5— 12 раз существующих технологий добычи угля, с гидравлической технологией при отработке мощных, крутых, крутонаклонных и пологих пластов при неблагоприятных горно-геологических условиях, где ее производительность в 2—3 раза выше, чем у механизированных комплексов.

При комбинировании комплексно-механизированных забоев (КМЗ) с гидроучастками с подземным замкнутым циклом водоснабжения выявлено, что невозможно формально перенести методическую базу проектирования гидрошахт на гидроучастки, которая требует доработки и дополнений по процессам обезвоживания, выгрузки горной массы и шлама, очистки и осветления подземных вод с учетом новых технических средств их реализации, обеспечивающих надежную работу.

2 Разработанные классификация, методики обоснования технологических параметров гидроучастков с подземным замкнутым циклом водоснабжения, опирающиеся на применение метода изоморфных графов и комплексного критерия, позволяют упорядочить методическую базу проектирования гидроучастков, выбрать оптимальные пространственно-планировочные решения и использовать положительные стороны технологий для обеспечения высоких технико-экономических показателей угольных шахт в сложных горногеологических условиях 8-10 тыс.т/сут.

3 В результате исследований на физических моделях процессов движения и взаимодействия взвешенных и загрязняющих веществ в отстойнике и горном массиве, проведенных с суммарной погрешностью ±10-20 %, установлено, что:

- в отстойнике происходит расслоение воды по температурному градиенту, который при величине 3D4 °С препятствует осаждению взвешенных частиц 30 мкч и перемешиванию воды в общем объеме отстойника; эффективность очистки шахтных вод нелинейно зависит от температуры поступающего притока и воды в отстойнике, растворимости и плотности загрязняющих веществ;

- для устранения теплового эффекта в отстойниках следует устанавливать поперечные водонепроницаемые перегородки, обеспечивающие перераспределение входного потока по объему отстойника;

- коэффициент подобия по критерию Фруда процессов движения и взаимодействия взвешенных и загрязняющих веществ с горным массивом составляет 58 □ 60 с погрешностью ±20 %;

- значения коэффициентов подобия по критерию Ньютона для процесса нагнетания воды в водоносный слой по давлению составляют 7, по скорости □ 17 и по плотности Die погрешностью ±10 %;

- при нагнетании воды в горные породы, их поглощающая способность нелинейно зависит от давления при различных углах наклона пласта, при этом тонкие песчаные водоносные пласты могут принять небольшое количество воды (1002120 м3/ч) при давлении 3,0 МП а; водоносные пласты средней и большой мощности, состоящие из галечника, способны принять 1500 м3/ч и более при повышении давления до 7,0 МПа; поглощение воды водоносным пластом пропорционально углу его наклона.

4 При использовании технических средств и способов обезвоживания и выгрузке шлама из водосборников установлено, что влажность шлама достигает 18025%, производительность □ до 60 т/ч, а разработанные методики расчета параметров процессов обезвоживания и выгрузки позволяют обосновать параметры времени включения конвейера при различных объемах поступления шахтного притока в водосборник, объем осажденного шлама за период времени, количество механизированных обезвоживающих секций (линий), необходимых для очистки, технические и технологические характеристики технических средств очистки воды и граничных условий при проектировании технологических схем гидроучастков с подземным замкнутым циклом водоснабжения.

5 Выявлено, что предложенные способы и технические средства очистки шахтных вод обеспечивают их осветление в подземных условиях в больших объемах □ 800 □ 1200 м3/ч до уровня минерализации подземных вод, а на поверхности □ до уровня ПДК, при этом:

. - способ очистки шахтных вод в обрушенных породах рекомендуется использовать при благоприятных горно-геологических условиях, в противном случае существует опасность затопления выработок при аварийной остановке насосов шахтного водоотлива;

- наиболее интенсивная очистка воды от тонкодисперсных частиц достигается при изменении статистической и динамической вязкости жидкости при обработке воды постоянным пульсирующим электрическим полем с напряженностью 1,5 □ 2,6 В/см со скважностью пульсаций 0,4;

- устройства тонкослойной очистки шахтных вод сокращают время осаждения взвешенных частиц в 203 раза, а длину отстойника в 1,503 раза, при этом отстойник принимает форму канала, что ведет к уменьшению занимаемой площади в 5Ш6 раз;

- способы сокращения площадей отстойников и размещения шлама в хво-стохранилищах включают деление земельного отвода на секции дамбами, которые снижают воздействие гидродинамического давления воды на внешние дамбы в число раз, кратное количеству секций, а секции делят плавающими перемычками, предотвращающими расслоение воды по температурному градиенту и обеспечивающими совмещение процесса рекультивации отстойника с эксплуатацией секций.

6 Опыт проектирования и внедрения гидроучастков с элементами подземного замкнутого цикла водоснабжения на шахтах и разрезах «Листвянский», «Кедровский», «Глушинский», «Карагайлинский», «Анжеро-Судженский-Южный-2» и «Анжеро-Судженский-Южный-3», «Краснобродский» и др. показывает их высокую эффективность при отработке пластов со сложными горно-геологическими условиями и позволяет установить, что:

- мощность привода обезвоживающего конвейера (55 кВт) на гидроучастке «Карагайлинский» может разрушить шпальтовое сито при попадании куска породы под скребки, что требует разработки новой конструкции очистителей скребков, а сброс излишков воды в горные породы приводит к очистке воды до уровня ее минерализации;

- мелкие классы шламов осаждаются на крупных кусках и вместе с ними обезвоживаются с влажностью 10015 %, при обезвоживании мелкого шлама 0,03□ 0,5 мм влажность составляет 18Ш25 %, поэтому для очистки воды от тонкодисперсных шламов необходимо размер щели шпальтового сита уменьшить до минимального 0,1 ПО,2 мм\

- опыт сброса излишков воды в горные породы послужил основой разработки подземного способа осветления воды в обрушенных породах;

- применение навесных и плавающих перегородок для очистки воды в отстойниках на поверхности обеспечивает снижение ее загрязнения до уровня ПДК, что позволяет снизить экологические платежи.

Основные положения диссертации опубликованы:

В монографии:

1 Управление техногенными гидродинамическими процессами на угольных шахтах: моногр. / Вас.В. Сенкус, В.Н. Фрянов, Б.М. Стефанюк, В.В. Сенкус. - Кемерово : ИНТ, 2010. - 256 с.

В изданиях, рекомендованных ВАК:

2 Сенкус, Вас.В. Концепции разработки экологически безопасных технологических схем шахтного водоотлива/ Вас.В. Сенкус // Горный информ.-аналит. бюл. / МГГУ.-М., 2004. -№ 10.-С. 172-173.

3 Сенкус, Вас.В. Концепция управления потоками подземных вод / Вас.В. Сенкус // Изв. вузов. Горный журнал. - 2006. 4. - С. 136-138.

4 Сенкус, Вас.В. Разработка экологически безопасных технологических схем шахтного водоотлива / Вас.В. Сенкус // Изв. вузов. Горный журнал. - 2006. - № 4. - С. 138-140.

5 Сенкус, Вас.В. Исследование процесса осаждения шлама в отстойниках/ Вас.В. Сенкус, Б.М. Стефанюк // Изв. вузов. Горный журнал. - 2006. - № 5. - С. 54-62.

6 Сенкус, Вас. В. Осаждение шлама в водосборниках с использованием тонкослойных осветлителей / Вас.В. Сенкус, Б.М. Стефанюк // Изв. вузов. Горный журнал. -2006.-№ 5.-С. 62-66.

7 Сенкус, Вас. В. Моделирование процесса нагнетания шахтных вод в скважины водоносного пласта под давлением / Вас.В. Сенкус // Изв. вузов. Горный журнал. -2006,-№6.-С. 114-118.

8 Сенкус, Вас.В. Исследование процесса подачи воды в водоносные пласты / Вас.В. Сенкус, Б.М. Стефанюк // Изв. вузов. Горный журнал. — 2007. — № 1. — С. 125— 127.

9 Сенкус, Вас.В. Осветление физико-электрическим способом шламовых вод угольной промышленности / Вас.В. Сенкус, Б.М. Стефанюк // Горный информ.-аналит. бюл. / МГГУ. - М., 2007. - № 7. - С. 79-84.

10 Сенкус, Вас.В. Разработка системы управления потоками шахтных вод/ Вас.В. Сенкус // Горный информ.-аналит. бюл. / МГГУ. - М., 2007. - № 7. - С. 85-87.

11 Сенкус, Вас.В. Моделирование процесса осаждения шлама в канале с тонкослойными осветлителями / Вас.В. Сенкус // Горный информ.-аналит. бюл. / МГГУ. -М„ 2007. - № 7. - С. 88-93.

12 Сенкус, Вас.В. Моделирование процесса нагнетания шахтных вод в водоносные пласты / Вас.В. Сенкус // Горный информ.-аналит. бюл. / МГГУ - М., 2007. - № 7. -С. 94-101.

13 Сенкус, Вас.В. Моделирование процессов осаждения шлама в отстойниках угольных шахт / Вас.В. Сенкус, Б.М. Стефанюк, В.К. Буторин // Горный информ.-аналит. бюл. / МГГУ - М., 2007. - № 7. - С. 102-109.

¡4 Сенкус, Вас.В. Исследование процесса очистки воды при воздействии постоянного электрического тока / Вас.В. Сенкус, Б.М. Стефанюк, В.В. Сенкус // Горный информ.-аналит. бюл. / МГГУ - М., 2007. - № 7. - С. 110-116.

15 Сенкус, Вас.В. Результаты моделирования процесса поглощения скважиной водоносного пласта потока воды / Вас.В. Сенкус, Б.М. Стефанюк, В.К. Буторин // Горный информ.-аналит. бюл. / МГТУ - М, 2007. - № 7. - С. 117 - 121.

В федеральных и региональных изданиях:

16 Сенкус, Вас.В. Экологические аспекты очистки сбросов горнодобывающих предприятий / Вас.В. Сенкус // Экология и жизнь (наука, образование, культура): сб. тр. междунар. науч.-практ. конф. - Вел. Новгород, 2002. - Вып. 7. - С. 30-31.

17 Сенкус, Вас.В. Движение жидкости в водоносных пластах / Вас.В. Сенкус, В.В. Сенкус // Краевые задачи и математическое моделирование: сб. тр. VII Всерос. науч.-практ. конф. / НФИ КемГУ. - Новокузнецк, 2004. - С. 131-132.

18 Сенкус, Вас.В. Исследование режимов нагнетания жидкости в водоносный пласт / Вас.В. Сенкус // Краевые задачи и математическое моделирование: сб. тр. VII Всерос. науч.-практ. конф. / НФИ КемГУ. - Новокузнецк, 2004. - С. 134—135.

19 Очистка промышленных сбросов воды от взвешенных веществ и несмешивае-мых жидкостей / В.В. Сенкус, С.Г. Фомичёв, Вас.В. Сенкус, Н.И. Конакова; НФИ КемГУ. - Новокузнецк, 2004. - 16 с.

20 Сенкус, Вас.В. Анализ способов и средств нагнетания воды в горные массивы / Вас.В. Сенкус // Вестн. КемГУ. - Кемерово, 2005. - № 3 (23). - С. 62 - 66.

21 Сенкус, Вас.В. Очистка шахтных вод и промышленных сбросов / Вас.В. Сенкус, С.Г. Фомичёв, В.В. Сенкус, Н.И. Конакокова, А.Д. Черкасова // Безопасность жизнедеятельности: экологические, производственные, правовые, медико-биологические и социальные аспекты: тр. I Междунар. науч.-практ. конф. — Новокузнецк, 2005.-С. 40-51.

22 Сенкус, Вас.В. Исследование качественного состава шахтных вод / Вас.В. Сенкус // Безопасность жизнедеятельности: экологические, производственные, правовые, медико-биологические и социальные аспекты: тр. I Междунар. науч.-практ. конф. -Новокузнецк, 2005. - С. 53-54.

23 Сенкус, Вас.В. Способы и средства обезвоживания осадков сточных вод / Вас.В. Сенкус, Вал. В. Сенкус // Безопасность жизнедеятельности: экологические, производственные, правовые, медико-биологические и социальные аспекты: тр. I Междунар. науч.-практ. конф. - Новокузнецк, 2005. - С. 54-56.

24 Сенкус, Вас.В. Способ совместного строительства и рекультивации хвостохра-нилищ / Вас.В. Сенкус, В.В. Сенкус // Нетрадиционные и интенсивные технологии разработки месторождений полезных ископаемых: тр. XI Междунар. конф./Сибирский государственный индустриальный университет; Выставка-ярмарка «Уголь России и Майнинг - 2007». - Новокузнецк, 2007. - С. 44-47.

25 Технология очистки больших объёмов промышленных сбросов / Вас.В. Сенкус, Б.М. Стефанюк, В.В. Сенкус, С.Г. Фомичёв и др.; НФИ КемГУ. - Новокузнецк, 2007. -44 с.

Патенты на изобретения:

26 Пат. № 2152343 Российская федерация, МПК В 65 G 19/10. Скребковый конвейер для обезвоживания транспортируемого материала / Сенкус В.В., Фомичёв С.Г., Сенкус Вас.В., Фомичёв К.С.; заявл. 06.11.1998. Опубл. 10.07.2000, Бюл. № 19.

27 Пат. № 2157348 Российская Федерация, МПК С 02 F 11/12. Способ обезвоживания сыпучих материалов / Сенкус В.В., Фомичёв С.Г., Сенкус Вас.В., Фомичёв К.С.; заявл. 06.11.1998; опубл. 10.10.2000, Бюл. № 28.

28 Пат. № 2162004 Российская Федерация, МПК В 01 D 21/00. Способ осветления технологической воды в подземных водосборниках с механизированной очисткой / Сенкус В.В., Фомичёв С.Г., Сенкус Вас.В., Фомичёв КС.; заявл. 06.11.1998; опубл. 20.01.2001, Бюл. №2.

29 Пат. № 2244826 Российская Федерация, МПК Е21С 29/02.(2006.01). Механо-гидравлический комбайн / Фомичёв С.Г., Сенкус В.В. Сенкус Вас. В., Фомичёв КС. и др., заявл. 04.09.2003; опубл. 20.01.2005, Бюл. № 2.

30 Пат. № 2257251 Российская Федерация, МПК В 01 О 21/02. Устройство для очистки промышленных сбросов / Сенкус Вас.В., Сенкус В.В., Сенкус Вал. В.; заявл. 04.09.2003; опубл. 27.07.2005, Бюл. № 21.

31 Пат. № 2293819 Российская Федерация, МПК Е 21 Р 16/00, Е 02 О 16/00. Способ восстановления гидрологических режимов горнодобывающих предприятий / Сенкус Вал.В., Фомичев С.Г., Сенкус Вас.В. и др.; заявл. 26.08.2005; опубл. 20.02.2007, Бюл. № 5.

32 Пат. № 2299327 Российская Федерация, МПК Е21С /45/00 (2006.01). Облегченный гидромонитор / Фомичев С.Г., Сенкус В.В., Сенкус Вас.В.; заявл. 25.08.2005; опубл. 20.05.2007. Бюл. № 14.

33 Пат. № 2329851 Российская Федерация, МПК В 01 О 21/02. Устройство для очистки технологической воды от взвешенных частиц / Сенкус Вас.В., Фомичев С.Г., Стефанюк Б.М. и др.; заявл. 31.01.2006; опубл. 10.08.2007, Бюл. № 21.

34 Пат. № 2334047 Российская Федерация, МПК Е 02 В 8/04. Устройство для сброса и регулирования глубины забора воды из отстойника / Сенкус Вас.В., Фомичев С.Г., Стефанюк Б.М. и др.; заявл. 31.01.2006; опубл. 20.09.2008, Бюл. № 26.

35 Пат. № 2342326 Российская Федерация, МПК С 02 Б 1/02. Способ очистки производственных вод / Сенкус Вас.В., Фомичев С.Г., Стефанюк Б.М. и др.; заявл. 18.12.2006; опубл. 27.12.2008, Бюл. № 36.

36 Пат. № 2335631 Российская Федерация, МПК Е 21 С 45/00. Способ совместного строительства и рекультивации хвостохранилищ / Сенкус Вас.В., Фомичев С.Г., Стефанюк Б.М. и др.; заявл. 31.10.2006; опубл. 10.05.2008, Бюл. № 28.

37 Пат. № 2345815 Российская Федерация, МПК В 01 О 21/02. Устройство для очистки технологической воды от взвешенных частиц / Сенкус Вас.В., Фомичев С.Г., Стефанюк Б.М. и др.; заявл. 31.01.2006; опубл. 10.02.2008, Бюл. №.4.

38 Пат. № 2355642 Российская Федерация, МПК С 02 Р 1/02. Способ очистки сбросов воды / Сенкус Вас.В., Фомичев С.Г., Стефанюк Б.М. и др.; заявл. 31.10.2006; опубл. 20.05. 2009, Бюл. №. 14.

39 Пат. № 2361642 Российская Федерация, МПК ВОЮ 24/28 (2006.01). Устройство для обезвоживания сыпучего материала с выгрузкой / Сенкус Вас.В., Стефанюк Б.М., Фомичев С.Г. и др., заявл. 21.05.2007; опубл. 20.07.2009, Бюл. № 20.

40 Пат. № 2361656 Российская Федерация, МПК ВОП 4/00 (2006.01). Устройство для загрузки обезвоживающего бункера / Сенкус Вас.В., Стефанюк Б.М., Фомичев С.Г. и др., заявл. 21.05.2007; опубл. 20.07.2009, Бюл. № 20.

41 Пат. № 2361824 Российская Федерация, МПК С02Р 11/22 (2006.01). Устройство для обезвоживания сыпучих материалов с ограждением из конусных колец / Сенкус Вас.В., Стефанюк Б.М., Фомичев С.Г. и др., заявл. 21.05.2007; опубл. 20.07.2009, Бюл. №20.

42 Пат. № 2362744 Российская Федерация, МПК С02Р 11/12 (2006.01). Устройство для обезвоживания сыпучих материалов / Сенкус Вас.В., Стефанюк Б.М., Фомичев С.Г. и др., заявл. 21.05.2007. Опубл. 27.07.2009, Бюл. № 21.

43 Пат. № 2421614 Российская Федерация, МПК Е21С 25/60 (2006.01) Проходче-ско-очистной гидравлический механизированный комплекс / Сенкус Вас.В., Стефанюк Б.М., Фрянов В.Н. и др., заявл. 11.01.2010; опубл. 20.06.2011, Бюл. № 17.

44 Пат. № 2424984 Российская Федерация, МПК С02Р 1/49 (2006.01). Устройство очистки промышленных сбросов и сточных вод / Сенкус Вас. В., Стефанюк Б.М. Сенкус Вал. В. и др.; заявл. 06.07.2009; опубл. 20.07.2011, Бюл. №21.

45 Пат. № 2447946 Российская Федерация, МПК ВОЗВ 7/00 (2006.01). Устройство для обезвоживания материалов / Сенкус Вас.В., Стефанкж Б.М., Фомичев С.Г. и др., заявл. 20.07.2010; опубл. 20.04.12, Бюл. № 11.

46 Пат. № 2446285 Российская Федерация, МПК Е21Р 13/00 (2006101). Желоб для безнапорного гидротранспорта / Сенкус Вас.В., Стефанюк Б.М., Фомичев С.Г. и др., заявл. 06.07.2010; опубл. 27.03.2012, Бюл. № 9.

47 Пат. № 2521207 Российская Федерация, МПК Е21С 45/00 (2006.01). Гидроучасток для разработки угольных пластов с подземным замкнутым циклом водоснабжения / Сенкус Вас.В., Мельник В.В., Кузнецов Ю.Н., Фрянов В.Н. и др., заявл. 06.06.2012; опубл. 27.06.2014, Бюл. № 18.

Изд. Лиц. ЛР №020300 от 12.02.97. Подписано в печать % Формат бумаги 60x84 ^ . Бумага офсетная.

Усл.печл. 1,5. Уч.-издл. 1,3. Тираж 100 экз. Заказ ИЪ Тульский государственный университет. 300600, г. Тула, пр.Ленина, 92. Отпечатано в Издательстве ТулГу. 300600, г. Тула, пр. Ленина, 95