Использование бесцеликовых технологий при отработке пологих пластов угля, склонного к самовозгоранию

При отработке пологих пластов угля на территории Кузнецкого угольного бассейна в настоящее время применяется исключительно система разработки длинными столбами с подготовкой сдвоенными выработками. В то же время основной причиной формирования очагов самовозгорания в шахтах является именно оставление целиков угля в выработанном пространстве. Опасность возникновения эндогенных пожаров возрастает с увеличением объема потерь разрыхленного угля в выработанном пространстве, которое связано с постоянными ростом глубины ведения горных работ и увеличением размеров выемочных столбов. Целью исследований являлась разработка альтернативной технологии отработки пологих пластов угля, позволяющей снизить опасность формирования очагов самовозгорания в выработанном пространстве и определение параметров ее отличительных элементов в зависимости от мощности отрабатываемого пласта и глубины ведения горных работ. Представлен новый принцип ведения очистных и подготовительных работ на пластах угля, склонного к самовозгоранию, а также результаты исследований с использованием численного моделирования напряженно-деформированного состояния массива горных пород и элементов разработанной технологии на разных этапах отработки выемочного участка. Исследования показали, что снижение эндогенной пожароопасности достигается путем отработки целика угля на одной линии с очистным забоем и исключением аэрологической связи между отрабатываемым выемочным столбом и выработанным пространством ранее отработанного столба за счет возведения на границе между ними полос из твердеющих материалов. Дана оценка взаимному влиянию ширины полосы из твердеющих материалов и ширины целика угля как элементов разработанной технологии.

Голубев Д. Д. Использование бесцеликовых технологий при отработке пологих пластов угля, склонного к самовозгоранию // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2020. – № 7. – С. 64–77. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-7-0-64-77.

Голубев Дмитрий Дмитриевич — аспирант, e-mail: ddgolubev@mail.ru, Санкт-Петербургский горный университет.

1. Таразанов И. Г. Итоги работы угольной промышленности России за январь-декабрь 2018 года // Уголь. — 2019. — № 3 (1116). — С. 64—79. DOI: 10.18796/0041-5790-20193-64-79.

2. Шаклеин С. В., Писаренко М. В. Концепция развития сырьевой базы Кузнецкого угольного бассейна // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2014. — № 3. — С. 118—125.

3. Зубов В. П., Федоров А. С. Системы разработки пластов на «шахтах-лавах»: достоинства, недостатки, направления совершенствования // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — № S7. — С. 272—277. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-4-7272-277.

4. Голубев Д. Д. Влияние комбинированных схем проветривания выемочного участка на эндогенную пожароопасность высокопроизводительных угольных шахт // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — № S6. — С. 66—74. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-4-6-66-74.

5. Кривоногова А. В., Стрекалова С. А. Статистический анализ аварий на шахтах Кемеровской области // Научные исследования: от теории к практике. — 2016. — № 4—2. С. 43—45.

6. Hao M., Li Y., Song X., Kang J., Su H., Zhou F. Hazardous areas determination of coal spontaneous combustion in shallow-buried gobs of coal seam group: a physical simulation experimental study // Environmental Earth Sciences. 2019. Vol. 78. No 1. DOI: 10.1007/ s12665-018-8010-5.

7. Скрицкий В. А. Причины взрывов метана в высокопроизводительных угольных шахтах Кузбасса // Инноватика и экспертиза. — 2017. — № 2. — С. 171—180.

8. Su H., Zhou F., Li J., Qi H. Effects of oxygen supply on low-temperature oxidation of coal. A case study of Jurassic coal in Yima, China // Fuel. 2017. Vol. 202. Pp. 446—454. DOI: 10.1016/j.fuel.2017.04.055.

9. Deng J., Lei C., Xiao Y., Cao K., Ma L., Wang W., Laiwang B. Determination and prediction on «three zones» of coal spontaneous combustion in a gob of fully mechanized caving face // Fuel. 2018. Vol. 211. Pp. 458—470. DOI: 10.1016/j.fuel.2017.09.027.

10. Xu T. Heat effect of the oxygen-containing functional groups in coal during spontaneous combustion processes // Advanced Powder Technology. 2017. Vol. 28. No 8. Pp. 1841—1848. DOI: 10.1016/j.apt.2017.01.015.

11. Sidorenko A. A., Sishchuk J. M., Gerasimova I. G. Underground mining of multiple coal seams: Problems and solutions // Eurasian Mining. 2016. No 2. Pp. 11—15. DOI: 10.17580/ em.2016.02.03.

12. Sidorenko A. A., Sirenko Y. G., Sidorenko S. A. An assessment of multiple seam stress conditions using a 3-D numerical modelling approach // Journal of Physics: Conference Series. 2019. Vol. 1333. No 3. DOI: 10.1088/1742-6596/1333/3/032078.

13. Kazanin O. I., Sidorenko A. A., Sementsov V. V. Determination of technology parameters of the thick steep gassy seams mining with sublevel caving and coal discharge mining system // Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2014. No 6. Pp. 52—58.

14. Правила безопасности в угольных шахтах. Сер. 05. Вып. 40. М.: ЗАО НТЦ ПБ, 2017. 196 с.

15. Gromtsev K. V., Kovalsky E. R. Justification of stowing methods of the mined-out space during potasil deposits mining using longwall method // Topical Issues of Rational Use of Natural Resources: Proceedings of the International Forum-Contest of Young Researchers, St. Petersburg, Russia, 18—20 April 2018. London: CRC Press, 2018. Pp. 61—66.

16. Ivanov V. V., Sidorenko S. A., Sidorenko A.A., Korzhavykh P. V. The prospects of introduction of surface miners in technology of development of deposits of contiguous seams of the limestone // Advances in Environmental Biology. 2014. Vol. 8. No 13. Pp. 298—300.

17. Ilinets A.A., Sidorenko A. A., Sirenko Y. G. Computer modelling of a floor heave in coal mines // Journal of Physics: Conference Series. 2019. Vol. 1333. No 3. DOI: 10.1088/17426596/1333/3/032028.

18. Карпов Г. Н., Ковальский Е. Р., Смычник А. Д. Определение параметров разгрузки массива горных пород на концевых участках демонтажной камеры // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — № 8. — С. 95—107. DOI: 10.25018/0236-1493 2019-08-0-95-107.

19. Временная инструкция по охране выемочных выработок полосами из твердеющих материалов. — М.: изд. ИГД им. А.А. Скочинского, 1981. — 20 с.

20. Инструкция по применению схем проветривания выемочных участков шахт с изолированным отводом метана из выработанного пространства с помощью газоотсасывающих установок. Сер. 05. Вып. 21. — М.: ЗАО НТЦ ПБ, 2012. — 126 с.

21. Инструкция по предупреждению эндогенных пожаров и безопасному ведению горных работ на склонных к самовозгоранию пластах угля. Сер. 05. Вып. 46. — М.: ЗАО НТЦ ПБ, 2016. — 56 с.