Гидрошахта

ГИДРОШАХТА (а. hydromine, hydraulic mine; н. Hydrogrube; ф. mine hydraulique, mine hydromecanisee; и. mina hidromecanizada) — подземное горнодобывающее предприятие, в котором отбойка и транспортирование полезных ископаемых осуществляются в основном средствами гидромеханизации. Первая опытно-промышленная гидрошахта построена в 1939 в Донецком бассейне в тресте "Орджоникидзеуголь". В 1952-53 в Кузбассе пущены гидрошахты "Тырганские уклоны" и "Полысаевская-Северная". В 1965-67 вступили в эксплуатацию первые крупные гидрошахты с завершённым технологическим циклом гидродобычи угля: "Юбилейная" (годовая производственная мощность 3 млн. т) и "Инская" (1,2 млн. т) — в Кузбассе; "Красноармейская" и гидрошахта им. 50-летия СССР (по 1,2 млн. т) — в Донбассе. На современном этапе промышленного освоения гидродобычи в СССР действуют 10 гидрошахт: 5 в Донецком и 5 (один гидрокомплекс на шахте с обычной технологией) в Кузнецком бассейне (1985).

Основные звенья гидрошахты: подземные горные выработки и установки; поверхностный комплекс обогащения и обезвоживания гидросмеси; комплекс осветления воды системы замкнутого водоснабжения.

Как правило, источник воды — шахтный водоотлив; в период пуска гидрошахты он обеспечивает накопление в отстойниках и резервуарах необходимого количества воды, а в процессе эксплуатации восполняет её потери. Потери воды происходят в основном в процессах обезвоживания, сушки угля и осветления оборотной воды за счёт испарения её в термических сушилках, с поверхности водоёмов-отстойников, а также за счёт остаточной влажности отгружаемого угля.

Применяется высоконапорное, низконапорное и смешанное водоснабжение гидрошахт (рис. 1).

технологическая схема гидрошахтыВысоконапорное водоснабжение обеспечивает напоры воды (до 16 МПа), позволяющие вести эффективную гидроотбойку угля. Низконапорное водоснабжение предназначено, как правило, для систем гидравлического транспортирования горной массы, отбитой с помощью механогидравлических комбайнов, и для пылеподавления. Смешанное водоснабжение применяется при совместной гидравлической и механогидравлической отбойке.

Реклама



Различают в основном две технологические схемы водоснабжения гидрошахты: центрально-замкнутую и двухцикличную замкнутую. Центрально- замкнутая схема предусматривает централизованное снабжение, как правило, высоконапорной водой всех шахтных водоприёмников. При потребности в низконапорной воде высоконапорная вода подаётся в специальные понижающие редукторы. В отдельных случаях в основе схемы лежит централизованное снабжение низконапорной водой (например, гидрошахта "Заречная", где основные горные работы выполняются механогидравлическими комбайнами, не требующими высоких напоров). При двухцикличной замкнутой схеме с поверхности подаётся только высоконапорная вода, низконапорная выделяется в камере гидроподъёма путём сгущения гидросмеси, поступающей из забоев гидрошахты, и в специальные резервуары-отстойники.

Общая технологическая схема работы гидрошахты с комплексной гидромеханизацией всех основных процессов включает (рис. 2): подачу технологической воды в очистные и подготовительные забои к гидромониторам с помощью высоконапорных насосов, установленных на поверхности; выдачу гидросмеси самотёком из забоев по желобам в зумпф углесосной камеры, а оттуда по пульповоду на дуговое сито; обработку крупных фракций угля из шлама на обезвоживающем грохоте и вертикальной центрифуге и выдачу их в железнодорожные бункера; отвод воды из центрифуги в поверхностные шламовые отстойники для окончательного осветления; выделение мелких фракций угля, отделяемых ситом, в сгустительных воронках, горизонтальных центрифугах и транспортирование их в железнодорожные бункера.

Возможны технологические схемы с раздельной выдачей из гидрошахты крупных фракций угля ленточным конвейером. Очистная выемка угля в гидрошахте ведётся в коротких без крепления очистного пространства (гидромониторами, механогидравлическими комбайнами) и длинных лавах (механизированными комплексами с гидротранспортом угля по лаве). Подготовительные горные выработки проходят по углю, смешанным забоем — с присечкой боковых пород или по породе. Выделяют 3 основных группы технологических схем проведения выработок: с применением гидравлической отбойки, буровзрывных работ и последующим гидросмывом горной массы струёй воды (см. взрывогидравлическая отбойка); механогидравлический и гидромеханический способы.

 Средняя производительность труда на рабочего по добыче (1977) на гидрошахтах Кузбасса 153,6 т/мес, Донбасса — 60,2 т/мес. Если на первых этапах гидрошахты отличались очень высокими потерями угля (в 1950-е гг. около 50%), то на современных гидрошахтах они снижены до 24,7% (1978), что лишь на 2,6% выше, чем при шахтной добыче обычным способом. Особенности, учитываемые при проектировании и строительстве гидрошахты: независимость места заложения ствола от рельефа местности; отличная от обычных шахт номенклатура и компоновка поверхностных зданий, сооружений и др. 

Одно из основных направлений достижения высоких показателей эффективности — строительство при благоприятных горно-геологических условиях и достаточных балансовых запасах крупных гидрошахт с производственной мощностью 4-6 тысяч т угля в сутки и более. Гидрошахты вместе с потребителями добываемого угля (металлургические заводы, ГРЭС) могут образовывать единые топливно-металлургические (энергетические) комплексы, в которых полезные ископаемые поступают непосредственно в технологический процесс коксохимического производства (например, гидрошахта "Юбилейная" и Западно-Сибирский металлургический завод) или на электростанции (например, гидрошахта "Инская" и Беловская ГРЭС).

схема