Угольная промышленность в развитых угледобывающих странах

Угольные отрасли России и Украины
В 2003 году в России было добыто 275,6 миллиона тонн угля. Добыча открытым способом составила 181,5 миллиона тонн (или 65,8%). По производству угля Россия занимает пятое место в мире после Китая, США, Индии и Австралии. Энергетической стратегией России намечается увеличить добычу угля в 2005 г. до 280 млн т, в 2010 г. – до 340 млн т и в 2020 г. – до 450 млн т. В угольной промышленности России практически завершилась структурная перестройка, и к управлению угледобывающими компаниями пришли частные владельцы. Нагрузка на очистной забой составила на начало 2004 года более 1300 т/сутки.
Состояние дел в угольной промышленности Украины в настоящее время остается неудовлетворительным, несмотря на то, что за последние годы удалось стабилизировать ежегодную добычу угля на уровне 80 миллионов тонн. Кризисное состояние угольной отрасли Украины обусловлено двумя основными факторами: сложными горно-геологическими условиями отработки запасов угля и вызванным хроническим недовыделением средств на капитальное строительство и модернизацию производства старением шахтного фонда. Продолжается процесс реструктуризации, но большинство угольных предприятий пока остаются государственными. Нагрузка на очистной забой в Украине составляет 800 т/сутки.
Несмотря на имеющиеся существенные различия, дальнейшее успешное развитие угольной промышленности как в России, так и в Украине возможны только при условии концентрации горных работ и интенсификации подземного производства на базе эффективного использования современных техники и технологии.
Горно-шахтное оборудование современного технического уровня для очистных работ
Интенсификация производственной деятельности и развитие шахт не могут осуществляться на базе устаревшей техники.
Наиболее слабыми звеньями в современных очистных комплексах, прежде всего по параметрам надежности и ресурса, в настоящее время являются забойные скребковые конвейеры и очистные комбайны. Удельный вес простоев из-за их отказов составляет 70–80% от простоев всего размещенного в лаве и примыкающих выработках оборудования.
Особенно тяжелое положение сложилось за последние 5–10 лет с очистными комбайнами. При отработке одного выемочного столба зачастую приходится производить полную замену комбайна на новый через 300–500 тыс. т добытого угля, замену шнеков – практически через 120–200 тыс. т, поворотных редукторов – через 100–250 тыс. т, зубчатых колес и подшипниковых узлов в редукторах – через 100–200 тыс. т, гидронасосов и гидромоторов в подающих частях – через 60–100 тыс. т, рамных и корпусных узлов и деталей – через 200–300 тыс. т. Практически при отработке одного выемочного столба с учетом замены всех вышедших из строя узлов и деталей, за исключением основных корпусов, происходит замена одного-двух комбайнов. Существенная часть этих отказов не может быть устранена только в ремонтные смены и, как правило, занимает 1–2 добычные смены, порой приводя к суточным простоям высоконагруженных лав.
Основными причинами низкой эффективности эксплуатации широко применяемого до настоящего времени устаревшего горно-шахтного оборудования являются:

• 
  недостаточный расчетный ресурс и, как следствие, низкая в сравнении с машинами современного уровня надежность (2,5–5 тыс. часов против 15–40 тыс. часов);
  
• 
  низкая энерговооруженность очистных комбайнов (160–200 кВт против 360–600 кВт у современных комбайнов);
  
• 
  как показывает проведенный в 2003 году анализ горно-геологических условий всех КМЗ Украины, уже в 70 процентах лав крепи устаревших комплексов не соответствуют области применения по вмещающим боковым породам, что является основным сдерживающим фактором стабильной и безотказной работы очистных забоев;
  
• 
  недопустимо высокая, превышающая нормы более чем в 3 раза, трудоемкость технического обслуживания устаревшего оборудования;
  
• 
  отсутствие на большинстве шахт квалифицированных кадров для его обслуживания и ремонта.
  

Как в России, так и в Украине поднять угледобычу на новый уровень можно только одним путем – техническим перевооружением отрасли. Новое оборудование должно стабильно работать в сложных горно-геологических условиях шахт, а его ресурс, надежность и производительность – в 2–3 раза превышать аналогичные показатели существующего. Интенсификация производства при концентрации горных работ возможна только в случае комплексной механизации всех (включая вспомогательные) технологических процессов, максимальном сокращении ручного труда, обязательном обеспечении безопасных и соответствующих санитарным нормам условий работы обслуживающего персонала. Именно таким принципиальным подходом руководствуются при создании горно-шахтного оборудования для комплексной механизации шахт в промышленно развитых странах.
За последние четыре года украинскими машиностроительными заводами освоено производство всех базовых видов очистного, проходческого и транспортного оборудования, отвечающего современным требованиям по производительности, безопасности, эргономике и надежности (расчетный ресурс новых моделей составляет 15–40 тыс. часов, т. е. как минимум в 3 раза выше, чем у заменяемых аналогов). За счет концентрации научного, конструкторского и производственного потенциала Донецкой, Луганской, Днепропетровской, Харьковской областей и г. Киева удалось в кратчайшие сроки освоить выпуск следующего оборудования:

• 
  нового поколения двухстоечных щитовых крепей ДМ, КДД, ДТ и ДТМ со сроком службы до капитального ремонта не менее 8 лет и повышенным до 1200 кН/м2 удельным сопротивлением. Такие крепи пригодны практически для всех возможных к промышленной отработке пологих и наклонных шахтных пластов Украины в диапазоне свыше 0,85 м;
  
• 
  типажного ряда двухскоростных скребковых забойных конвейеров типа КСД с энерговооруженностью приводных блоков 160, 200 и 350 кВт, способных при ресурсе по горной массе 3 млн т обеспечить стабильную работу высоконагруженных лав длиной 250–350 метров и производительностью 10 тысяч тонн в сутки;
  
• 
  высокопроизводительных очистных комбайнов УКД300, КДК500 и КДК700 с принципиально новыми электрическими бесцепными системами подачи на базе частотно-регулируемого привода для диапазона пластов от 0,85 до 4,20 м и производительностью 10–24 т/мин;
  
• 
  высокоэнерговооруженных проходческих комбайнов легкого и среднего классов КПД и КПУ для пород крепостью до 120 МПа, оснащенных средствами пылеулавливания и высоконапорного орошения, устройствами для возведения анкерного и арочного крепления;
  
• 
  типажного ряда ленточных конвейеров Л800Д, Л1000Д и Л1200Д с повышенной приспосабливаемостью к грузопотокам, оснащенных пожаробезопасными станциями, системами управления, защиты, контроля и диагностики на базе микропроцессорной техники.
  

Конструктивные решения, технические характеристики и параметры нового поколения очистной, проходческой и транспортной техники максимально соответствуют ее комплексному применению в условиях шахт.
Современные механизированные крепи КД90, КД90Т, КДД, ДМ, поставляемые ТПК «Укруглемаш» (изготовитель Дружковский машиностроительный завод), имеют расширенную область применения – практически все пологие и наклонные (в том числе со сложным горно-геологическим залеганием) шахтопласты Украины, мощностью от 0,8 до 2,6 м. Их конструкция максимально адаптированная к условиям украинских шахт, является конкурентоспособной и на мировом рынке. Повышение в 2,5–3 раза ресурса и надежности новых крепей и снижение в три раза по сравнению с традиционно применяемыми трудоемкости технического обслуживания позволили обеспечить в высоконагруженных лавах коэффициент машинного времени очистного комбайна 0,40–0,45 и довести стабильные нагрузки на забой до 2000–3000 т/сутки при максимальных – 5000–7800 т/сутки.
Столь высокие результаты были обеспечены благодаря целому ряду оригинальных конструктивных и технологических решений и использованию новых материалов.
Перспективные шахты Украины с 2000 года оснащаются высокопроизводительными комплексами МКД90, МКД90Т, МКДД, МДМ, МДТ на базе новых крепей для отработки пластов мощностью 0,85–2,60 м. В условиях практически полного отсутствия средств на капитальное строительство это наиболее радикальный способ повышения эффективности работы шахт. Так, эксплуатация пяти таких комплексов с соответствующей проходческой техникой и транспортными средствами дает годовой прирост добычи угля 1,2 млн т, что равносильно строительству новой шахты стоимостью не менее 1,5 млрд гривен (примерно 7,5 млрд рублей). Только ежегодный ввод в эксплуатацию 15–20 комплексов современного типа, несмотря на сокращение количества действующих лав и забоев, позволит наращивать объем добычи угля на 4–5 млн т ежегодно.
Положительные результаты внедрения нового оборудования особенно ярко проявляются на передовых шахтах, где оснащение забоев очистными комплексами, проходческим оборудованием и транспортными средствами современного уровня позволило обеспечить стабильную добычу из одной лавы до 3–5 тыс. тонн угля в сутки. Именно благодаря внедрению таких комплексов шахты им. А.Ф. Засядько и «Красноармейская-Западная №1» стали добывать по 4 млн т угля ежегодно, шахта «Краснолиманская» – 3 млн тонн и еще 20 шахт преодолели миллионный рубеж.