Авант-ПАРТНЕР РЕЙТИНГ № 4 от 20.12.2022

Проект: «Разработка технологий эффективной отработки трудноизвлекаемых запасов пластовых угольных месторождений подземным способом и скоростной проходки горных выработок роботизированными модулями»

Руководитель проекта: Никитенко Сергей Михайлович, зам. директора Института угля ФИЦ УУХ СО РАН, д.э.н.

В угольных шахтах, особенно где разрабатываются высокогазоносные и склонные к динамическим явлениям угольные пласты на глубине более 300 м происходит деформация геотектонических блоков, что способствует увеличению рисков внезапных геодинамических событий и возможности прорыва метана в подземные горные выработки.

На многих действующих шахтах в пределах лицензионных участков имеются запасы угля в пластах, отработка которых связана с повышенным риском возникновения аварий и инцидентов. Кроме того, из-за газового фактора темпы подвигания подготовительных забоев на шахтах России меньше скорости движения очистных забоев. В этой связи создание технических средств, обеспечивающих параллельное выполнение процессов выемки угля, крепления выработок, транспорта горной массы является существенным ресурсом для увеличения скорости проходки выработок. Одним из таких технических средств являются роботизированные модули с дистанционным управлением технологическими процессами, обеспечивающие безопасность горных работ не только в подготовительном забое, но и при очистной выемке трудноизвлекаемых запасов угля.

Основная цель проекта – разработка вариантов технологий скоростной проходки подземных подготовительных горных выработок и отработки трудноизвлекаемых запасов угля в пластах с применением роботизированных модулей в составе проходческих и очистных комплексов для повышения безопасности работ и сокращения времени подготовки и отработки трудноизвлекаемых промышленных запасов полезного ископаемого за счёт использования уникальной конструкции крепи поддерживающе-оградительного типа для предотвращения внезапного обрушения пород кровли, а также за счёт возможности удалённого дистанционного управления роботизированными модулями оператором из безопасной зоны. Одновременно из технологического цикла исключается операция по установке временной крепи.

На первом этапе исследований запланировано идентифицировать понятия трудноизвлекаемых запасов угольных пластов и инновационных технологических и технических решений для подготовки этих запасов к отработке.

Обсуждение применения роботизированных модулей на угольной шахте Типонг, Индия

В настоящее время уже разработаны три эскизных варианта технологических схем скоростной проходки подготовительных подземных горных выработок на основе гидрофицированной крепи шагающего типа с использованием: серийного горнопроходческого оборудования с возведением постоянной анкерной крепи под защитой гидрофицированной крепи; модуля передвижной рамной крепи с возведением анкеров под защитой этой крепи; средств гидравлического разрушения угольного пласта в забое и самотечного гидротранспорта горной массы с возведением постоянной анкерной крепи под защитой гидрофицированной крепи.

В ходе реализации проекта будет разработан и изготовлен прототип универсального пульта для дистанционного управления горно-шахтным оборудованием, работа которого будет продемонстрирована на стендовой установке моделирования технологий скоростной проходки горных выработок и эффективной отработки трудноизвлекаемых запасов пластовых угольных месторождений и алмазосодержащих россыпей подземным способом.

Прототип пульта позволит провести испытания и отработать на практике алгоритм адаптированного управления экспериментальными роботизированными модулями – механизированными секциями крепи проходческого и очистного комплексов, а также обеспечит возможность проведения демонстрации работы потенциальным заказчикам и инвесторам действие способа управления, оценить правильность принятых технических и конструктивных решений.

Разрабатываемые технологии включены в перечень видов технологий, признаваемых перспективными в целях заключения специальных инвестиционных контрактов (Распоряжение Правительства Российской Федерации от 28 ноября 2020 г. № 3143-р).

В результате всех проведённых исследований планируется выход на создание импортозамещающего оборудования в виде гидрофицированных роботизированных модулей, обеспечивающих устойчивость пород кровли в подготовительных и очистных забоях в сложных горно-геологических условиях при высокой производительности.

СПЕЦПРОЕКТ: КНТП «Чистый уголь – зелёный Кузбасс»