Исследование процесса разработки технологической схемы отработки предохранительных целиков в выработанных пространствах угольных шахт

При подземной разработке угольных месторождений в провинции Куангнинь оставление угольных целиков приводит к значительным потерям ресурсов. Повторная отработка этих запасов позволит не только увеличить коэффициент извлечения, но и продлить срок службы шахт. Целью данного исследования является разработка технологических решений, обеспечивающих высокую производительность при повторной отработке остаточных угольных целиков в выработанных пространствах. Основная задача заключается в оптимизации набора технических параметров и определении безопасных, технически реализуемых процессов, которые могут в дальнейшем применяться в широких масштабах для повышения эффективности угледобычи. На основе геологических изысканий, проведенных на шахте Нам Мау, было предложено технологическое решение, включающее следующие этапы: геологическое доизучение; проектирование подготовительных выработок; выемка короткими забоями или системами обходных выработок; управление состоянием массива и эффективное проветривание. В ходе исследования был разработан безопасный и эффективный метод извлечения, адаптированный к натурным условиям по результатам испытаний. Новая технологическая схема признана высокоэффективной: она обеспечивает рост коэффициента извлечения угля на 10–15% и снижение затрат на проведение выработок на 8–12% по сравнению с традиционными методами. Данный метод может найти широкое применение на подземных рудниках Куангниня и других месторождениях со схожими горно-геологическими условиями.

Хоанг Хунг Тханг, Голик В. И. Исследование процесса разработки технологической схемы отработки предохранительных целиков в выработанных пространствах угольных шахт // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2026. – № 7. – С. 49–67. DOI: 10.25018/0236_1493_2026_7_0_49.

Хоанг Хунг Тханг — доктор горного дела, ректор, Куангниньский промышленный университет, Мао Кхе, Куангнинь, Вьетнам, e-mail: hoanghungthang@qui.edu.vn, Scopus ID 57225075880, ORCID ID: 0009-0003-4031-977X, 
Голик Владимир Иванович — д-р техн. наук, профессор, профессор, Московский политехнический университет, e-mail: v.i.golik@mail.ru, ORCID ID: 0000-0002-1181-8452.

Хоанг Хунг Тханг, e-mail: hoanghungthang@qui.edu.vn.

1. Djanetey G. E., Yakin Z. Ground control systems for deep underground mining: Advancing safety and resource recovery in high-stress mining environments // World Journal of Advanced Research and Reviews. 2025, vol. 27, no. 1, pp. 2134—2142. DOI: 10.30574/wjarr.2025.27.1.2751

2. Фам Дик Тханг, Абрамкин Н. И., Нгуен Нгок Минь Рациональное определение параметров подзавальных целиков при применении камерно-столбовой системы для разработки наклонных угольных пластов средней мощности: пример исследования Куангниньского угольного бассейна, Вьетнам // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2026. — № 3. — С. 49—61. DOI: 10.25018/0236_1493_2026_3_0_49.

3. Ullah M. F., Alamri A. M., Mehmood K., Akram M. S., Rehman F., Rehman S. U., Riaz O. Coal mining trends, approaches, and safety hazards: a brief review // Arabian Journal of Geosciences. 2018, vol. 11, no. 21, article 651. DOI: 10.1007/s12517-018-3977-5

4. Кубрин С. С., Закоршменный И. М., Решетняк С. Н., Максименко Ю. М. Повышение эффективности функционирования горных машин угольных шахт // Уголь. — 2024. — № 4. — С. 83—87. DOI: 10.18796/0041-5790-2024-4-83-87.

5. Баловцев С. В., Скопинцева О. В., Куликова Е. Ю., Рыбичев А. А. Алгоритмы принятия решений по снижению аэрологических рисков в угольных шахтах // Устойчивое развитие горных территорий. — 2025. — Т. 17. — № 2. — С. 688—700. DOI: 10.21177/1998-4502-2025-17-2-688-700.

6. Закоршменный И. М., Грабский А. А., Блохин Д. И., Кобылкин А. С. Использование термохимических технологий для отработки оставленных запасов угля // Устойчивое развитие горных территорий. — 2023. — Т. 15. — № 4. — С. 966—974. DOI: 10.21177/1998-4502-2023-15-4-966-974.

7. Федоткин И. О. Ключевые факторы угледобычи в ведущих странах мира // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2025. — № 3. — С. 153—167. DOI: 10.25018/0236_1493_2025_3_0_153.

8. Ngwenyama P. L., De Graaf W. W., Preis E. P. Factors and challenges affecting coal recovery by opencast pillar mining in the Witbank coalfield // Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy. 2017, vol. 117, no. 3, pp. 215—222. DOI: 10.17159/2411-9717/2017/v117n3a2.

9. Wang H., Xue S., Jiang Y., Deng D., Shi S., Zhang D. Field investigation of a roof fall accident and large roadway deformation under geologically complex conditions in an underground coal mine // Rock Mechanics and Rock Engineering. 2018, vol. 51, no. 6, pp. 1863—1883. DOI: 10.1007/s00603-018-1425-1.

10. Скопинцева О. В., Баловцев С. В. Оценка влияния аэродинамического старения выработок на аэрологические риски на угольных шахтах // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 6-1. — С. 74—83. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-61-0-74-83.

11. Tutak M., Brodny J., Szurgacz D., Sobik L., Zhironkin S. The impact of the ventilation system on the methane release hazard and spontaneous combustion of coal in the area of exploitation — A case study // Energies. 2020, vol. 13, no. 18, article 4891. DOI: 10.3390/en13184891.

12. Забурдяев В. С., Подображин С. Н. Метановая опасность старых выработанных пространств // Безопасность труда в промышленности. — 2019. — № 8. — С. 7—12. DOI: 10.24000/0409-2961-2019-8-7-12.

13. Босиков И. И., Клюев Р. В., Майер А. В., Стась Г. В. Разработка метода анализа и оценки оптимального состояния аэрогазодинамических процессов на угольных шахтах // Устойчивое развитие горных территорий. — 2022. — Т. 14. — № 1. — С. 97—106. DOI: 10.21177/1998-4502-2022-14-1-97-106.

14. Zhang Y., Xue B., Liu X., Wei J., Li Y., Zhang L., Zhang H., Jia Z. Research on the impact of water inrush on the stability of coal pillar in a mining face based on the three-field coupling method //Energy Exploration & Exploitation. 2025, vol. 43, no. 4. DOI: 10.1177/01445987241309036.

15. Wang L., Liu G., Ma P., Duan B., Wang F., Zhu Y. Practical research on coal pillar retention in deep mining roadways // Scientific Reports. 2024, vol. 14, no. 1, article 27570. DOI: 10.1038/s41598-024-78385-4.

16. Gao H., An B., Han Z., Guo Y., Ruan Z., Li W., Zayzay Jr. S. The sustainable development of aged coal mine achieved by recovering pillar-blocked coal resources // Energies. 2020, vol. 13, no. 15, article 3912. DOI: 10.3390/en13153912. 

17. Feng G., Wang P. Simulation of recovery of upper remnant coal pillar while mining the ultra-close lower panel using longwall top coal caving // International Journal of Mining Science and Technology. 2020, vol. 30, no. 1, pp. 55—61. DOI: 10.1016/j.ijmst.2019.12.017.

18. Wang B., Dang F., Gu S., Huang R., Miao Y., Chao W. Method for determining the width of protective coal pillar in the pre-driven longwall recovery room considering main roof failure form //International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2020, vol. 130, article 104340. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2020.104340.

19. Sun Q., Zhang J., Zhou N. Study and discussion of short-strip coal pillar recovery with cemented paste backfill // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2018, vol. 104, pp. 147—155. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2018.01.031.

20. Yang W, Lai X, Shan P, Cui F, Yang Y. Study on the characteristics of top-coal caving and optimization of recovery ratio in steeply inclined residual high sectional coal pillar // Geofluids. 2020, vol. 2020, no. 1, article 8883784. DOI: 10.1155/2020/8883784.

21. Ren J., Zhao Y., Zhang X., Sun Z. Design of a deformable pipeline for efficient recovery of protective coal pillars // Rock Mechanics and Rock Engineering. 2025, pp. 1—29. DOI: 10.1007/s00603-025-04811-2.

22. Wu Y., Ma X., Chen D., Gao Y., Xie S., Meng Y. Research on the fracture mechanism and pressure relief control technology of the thick and hard roof in a coal pillar recovery working face //International Journal of Geomechanics. 2025, vol. 25, no. 5, article 04025063. DOI: 10.1061/IJGNAI.GMENG-1062.

23. Wu Y., Liang D., Li H., Xie S., Wang Y., Liu C. A sustained failure mitigation method for roadways in coal pillar recovery working faces of deep mines: excavated pressure-relieving roadways and combined support technology // Rock Mechanics Bulletin. 2025, article 100268. DOI: 10.1016/j.rockmb.2025.100268.

24. Hai D. D., Giang N. N., Khanh N. N. Overview study of the coal pillar size calculating methods in preparation tunnels // Mining Industry Journal. 2022, p. 3. [In Vietnamese].

25. Hoi V. V., Duong P. T. Research proposes a method to calculate and determine the size of coal pillars to protect the longitudinal seams of the longwalls at underground mines belonging to the Vietnam National Coal and Mineral Industries Group // Mining Industry Journal. 2023, p. 5. [In Vietnamese].

26. Pham N., Hoang H. Research and proposal of a technology process for recovering guarding coal pillars in underground mining phases where mining has ceased. Basic-level research project at Quang Ninh University of Industry. 2014. [In Vietnamese].