Коллектив ученых СибГИУ предлагает вывести людей из шахт при доработке угольных месторождений: добычу угля за шахтеров сможет делать шагающий робот, и он похож на паука. В перспективе можно вообще отказаться от ведения открытых горных работ, полагает доцент кафедры геотехнологии СибГИУ Анастасия Никитина.
- Разработка гидромонитора (роботизированного агрегата) – это коллективная работа кафедры геотехнологии. Мы предлагаем сделать выемку угля из-под земли безлюдной, т. е. фактически – вывести людей из шахты.
Запасы, оставшиеся под землей в трудно извлекаемых участках месторождений, можно дорабатывать, комплексно извлекать, а не бросать, как это делается сегодня. Один из разновидностей роботизированных агрегатов, способных это делать – как раз гидромонитор, такой шагающий агрегат с лапами, которыми он может держаться за скважину и автоматически передвигаться, как паук. По размерам он примерно метр-два, и своими гидравлическими лапами он может упираться в стены и идти по забою. Струей воды гидромонитор бьет перед собой и режет слои угля. Управляется он с пульта управления с поверхности.
Струю можно регулировать: шире, уже, сильнее или слабее. Вода подается по шлангам и после использования выводится на поверхность: для этого мы делаем отстойники, куда подаем воду из шахты по желобам. Затем эту воду мы используем повторно, а грязь, которая там оседает, мы просто убираем. Не будет никаких отвалов, брошенных территорий.
- Подходит ли эта технология для разработки новых месторождений?
- Предлагаемая нами технология подходит именно для доработки трудноизвлекаемых запасов. Иными словами, мы предлагаем не бросать совсем запасы угля, а доизвлечь их.
Технология предусматривает бурение наклонных скважин. После проведения таких работ не потребуется проводить рекультивацию земель, т. к. вся природа и рельеф будут сохранены.
Также совместно с Федеральным Исследовательским центром Угля и Углехимии СО РАН (Кемерово) мы предлагаем использовать шагающую крепь в комплексе с гидромонитором. Она располагается над роботом, и будет ограждать его от обрушения крупных кусков породы.
- Что будет с углем, если его оставлять под землей?
- В случае, если есть контакт кислорода и угля, то произойдет процесс самоокисления, затем – самонагревание и возгорание. Получаются такие очаги подземного горения, которые сейчас есть в Прокопьевске, Киселевске.
Чтобы не было окисления, по нашей технологии мы оставляем барьерный целик длиной около 7 метров. Это такой естественный барьер из породы, не дающий контактировать углю и кислороду. Ширину целика мы можем регулировать.
Кислород может проникнуть и сверху, через скважину, но в наших силах сделать так, чтобы уголь долго там не лежал. В зависимости от качества угля, он имеет разный инкубационный период окисления, от месяца до двух.
- Т.е. имеются сжатые временные сроки для работы гидромонитора?
- Конечно, в течение примерно двух месяцев будет стоять задача выбрать уголь из месторождения и обработать его антипирогенами, чтобы не было самовозгорания.
- Получается, что гидромонитор – это своего рода Curiosity, который шагает по Марсу. Может ли он брать пробы грунта – в данном случае угля?
- Данный агрегат – нет, но можно доработать его в этом направлении. Обычно мы берем пробы грунта таким образом: бурим с поверхности скважину. В этом случае наша задача – отработать угольный пласт, поэтому опции с пробами грунта не предусмотрены.
У нас есть программа, разработанная Фряновым Виктором Николаевичем, профессором, заведующим кафедрой геотехнологий, при помощи которой мы можем моделировать реальные условия для каждого месторождения, можем рассчитать, какой межкамерный целик мы должны оставить, чтобы не было проседания поверхности. Там же просчитываются параметры разрушения и сколько метров целика оставить, чтобы поверхность была в естественном состоянии. То есть на поверхности может быть лесной массив или зона отдыха, а внизу - отработанное месторождение угля.
- Насколько опасен метан при доработке угольных запасов таким методом?
- Сейчас большая глубина разработки на всех шахтах примерно от 500 до 900 метров. Чем глубже, тем сильнее давит горное давление, и тем больше газа (метана). В этой газовой среде безлюдная выемка уникальна: мы можем не откачивать газ, в то время как агрегат может работать в ней и резать водой уголь.
Никакой искры, от которой может произойти взрыв, там не будет. Мы, в свою очередь, с поверхности можем бурить газоотводящие скважины, и отводить метан.
Сейчас наши аспиранты занимаются созданием физической модели самоходного робота-гидромонитора. Т.е. создают реальную модель, только уменьшенную в размерах. Детали заказываем отовсюду, и скоро мы увидим, как гидромонитор будет работать.