А если копнуть глубже?

Горно-шахтная техника нового поколения, которую успешно и целенаправленно разрабатывает большой коллектив украинских ученых, повышает безопасность шахтерского труда и дает реальный экономический эффект.

Ученые и практики Донбасса и Приднепровья изначально ставили перед собой серьезные задачи. В их числе — создание и внедрение в производство мобильных систем дегазации горных массивов и шахтных компрессорных установок, производство пневмоэнергии и газообразного азота прямо в подземельях, а также разработка передвижных мобильных подъемных шахтных установок. Решения воплощаются в практику уже полтора десятилетия, что позволило получить суммарный экономический эффект в 1,29 млрд грн.

За это время ученые из ведущих профильных НИИ и университетов, составившие сильнейший коллектив разработчиков, получили 40 авторских свидетельств и патентов СССР, Украины, России и зарубежных стран, опубликовали около двух сотен статей в научных и популярных технических изданиях, выпустили 6 монографий. Все эти наработки аккумулированы в коллективном труде — номинанте на Госпремию Украины-2011 в области науки и техники «Научное обоснование и разработка эффективных технологий ведения горных работ в условиях глубоких шахт с применением специальных мобильных функционально связанных систем».  

— По итогам наших НИОКР стало возможным вести разработку глубоких шахт с рациональной нагрузкой на очистные и подготовительные забои с использованием систем подземного базирования, с дегазацией горного массива, инертизацией отработанного пространства, производством пневмоэнергии и газообразного азота передвижными азотно-компрессорными установками и станциями, максимально приближенными к местам проведения горных работ, — говорит Анатолий Коваль, заместитель директора по научной работе НИИ горной механики им. Федорова (Донецк). — Проведенные в НИИ ГМ научно-технические работы по новым пневмоэнергетическим комплексам для шахт показали: обычно применяемые в этих залежах схемы воздухоснабжения подземных пневмопотребителей от поверхностных центральных компрессорных станций при больших утечках сжатого воздуха (до 60—70%) в очень длинных и изношенных воздуховодах низкоэффективны. КПД нынешних систем пневмо­снабжения на многих шахтах не выше 4—6%, а расходы электроэнергии на производство сжатого воздуха составляют 30—70% от общего ее количества, потребленного шахтой. Такое положение потребовало разработки новых решений в вопросах производства пневмоэнергии и ее доставки к подземным потребителям.

— И такие решения были найдены?

— Одним из путей повышения мобильности нашего оборудования стало применение шахтных передвижных компрессорных установок (ПКУ) и подземных компрессорных станций (ПКС), состоящих из нескольких КУ, расположенных максимально близко к подземным потребителям энергии сжатого воздуха. Нам удалось усовершенствовать пневмоэнергокомплекс шахт за счет построения подземных азотно-компрессорных холодильных комплексов, производящих одновременно азот, сжатый воздух и просто холод.

— Новая техника эффективно борется и с авариями…

— Увы, из более двухсот украинских шахт всего 30 (!) полностью соответствуют современным требованиям и стандартам промышленной безопасности, — говорит Владимир Самуся, профессор, заведующий кафедрой горной механики Национального горного университета. — Только комплексный подход к проблемам ведения горных работ в условиях глубоких шахт нашей «главной кочегарки» — Донбасса — обеспечивает эффективную отдачу высоконагруженных лав независимо от газоносности угольных пластов и пород. Так, коллектив наших авторов разработал способ повышения безопасности и эффективности процесса разрушения  горного массива, смысл которого — в осуществлении инертизации пылегазовой смеси, образующейся при работе добывающего ГШО, путем подачи в зону разрушения горного массива газо­образного азота.

Особо важно здесь сокращение на 60—70% непродуктивных расходов электроэнергии при производстве и передаче сжатого воздуха (пневмоэнергии) и газообразного азота, подчеркивает профессор Самуся. А это, в свою очередь, экономит миллионы, необходимые для закупки новой техники, дает возможность безопасно отрабатывать очень глубокие горизонты, создает вполне комфортные условия работы шахтеров, экономит средства при ликвидации пожаров и взрывов в шахтах.

— Изучение условий эксплуатации современной добычной техники на глубоких горизонтах и тонких пластах четко показывает необходимость выработки технологических параметров для конкретных горно-геологических условий каждой угольной залежи, — поддерживает коллегу Владимир Гринев, доктор технических наук, профессор, заместитель директора по научной работе Института физики горных процессов НАНУ. — Приведение в соответствие с правилами без­опасности технологий угледобычи на высокопродуктивных лавах допускает предварительное исследование шахтного метана и возможность его десорбции. 

Реальным воплощением новаторских идей ученых стала модульная подземная азотно-компрессорная станция (АКСШ). А установка УКВШТ-5/7 оснащена автономным автоматом для пожаротушения, датчиком контроля метана и окиси углерода. Ее можно использовать на расстоянии 50—100 м от забоя или в 30 м от лавы, повышая давление воздуха у пневмопотребителей до 5—6 кгс/см2. Однако нефтяные масла в таких компрессорах существенно сужают сферу применения установок в угольных шахтах. Поэтому специалисты из НИИ ГМ провели комплекс научно-технических работ по созданию компрессоров, работающих на негорючих жидкостях — FRAGOL, Mobil Hydro fluid LT, SOLCENIC 2020 и отечественном масле КОМПРЕОЛ от концерна «Укрросметалл».