Обоснование параметров технологических схем интенсивной отработки склонных к самовозгоранию мощных угольных пластов

Целью исследований является обоснование параметров технологических схем подготовки и интенсивной отработки запасов выемочных столбов лавами для повышения эффективности при сохранении безопасности отработки мощных газоносных склонных к самовозгоранию угольных пластов. Низкая эффективность использования современного энерговооруженного очистного оборудования здесь объясняется длительными внеплановыми простоями, вызванными несвоевременной подготовкой новых выемочных участков и значительной продолжительностью выполнения монтажно-демонтажных работ. Анализ эффективности выполнения монтажно-демонтажных работ на шахтах АО «СУЭК-Кузбасс» показал неудовлетворительную эффективность выполнения демонтажных работ при отработке мощных пластов, где наблюдается превышение плановых сроков в 1,7—2 раза. Высокая длительность выполнения демонтажных работ связана с неудовлетворительным эксплуатационным состоянием демонтажных камер, низкой пропускной способностью используемых подвесных монорельсовых дорог, а также возрастанием массы грузов, перевозимых в связи с увеличением длины лав на шахтах. Анализ российского и зарубежного опыта работы лав длиной 400 м и более с целью изыскания путей повышения их эффективности позволил сделать вывод о нецелесообразности дальнейшего увеличения длины лав мощных угольных пластов, прежде всего склонных к самовозгоранию. Рассмотрены основные направления сокращения сроков демонтажных работ и указана необходимость обоснования их области применения. Обоснована необходимость учета влияния зон повышенного горного давления при выборе места формирования демонтажной камеры. В качестве основного направления совершенствования технологических схем отработки угольных пластов лавами предложено применение технологических схем многоштрековой подготовки выемочных столбов.

Сидоренко А. А., Мешков С. А. Обоснование параметров технологических схем интенсивной отработки склонных к самовозгоранию мощных угольных пластов // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 6—1. — С. 83—99. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_61_0_83.

Сидоренко Андрей Александрович — канд. техн. наук, доцент, Доцент кафедры “Разработка месторождений полезных ископаемых», e-mail: Sidorenko_AA@pers.spmi.ru, ORCID ID: 0000-0003-4224-193X, Санкт-Петербургский горный университет, 199106, Санкт-Петербург, Васильевский остров, 21 линия д.2, Россия;
Мешков Сергей Анатольевич — заведующий горными работами, e-mail: Meshkov_ SA@suek.ru, АО «СУЭК-Кузбасс», 652507, Кемеровская область, г. Ленинск-Кузнецкий, ул. Васильева, д. 1, Россия.

Сидоренко А. А., e-mail: Sidorenko_AA@pers.spmi.ru.

1. Ютяев Е. П. Современные вызовы и перспективы развития технологий подземной угледобычи // Уголь. — 2017. — № 5. — С. 30–36. DOI: 10.18796/0041-57902017-5-30—36.

2. Kazanin O. I., Sidorenko A. A., Meshkov A. A., Sidorenko S. A. Reproduction of the longwall panels: Modern requirements for the technology and organization of the development operations at coal mines // Eurasian Mining. 2020, no. 2, pp. 19–23. DOI: 10.17580/em.2020.02.05.

3. Мешков А. А., Волков М. А., Ордин А. А. О рекордной длине и производительности очистного забоя шахты им. В. Д. Ялевского // Уголь. — 2018. — № 7. — С. 4–7. DOI:10.18796/0041-5790-2018-7-4—7.

4. Казанин О. И., Сидоренко А. А., Мешков А. А. Организационно-технологические принципы реализации потенциала современного высокопроизводительного оборудования // Уголь. — 2019. — № 12. — С. 4–13. DOI: 10.18796/0041-5790-2019-12—4-13.

5. Stebnev A. V., Mukhortikov S. G., Zadkov D. A., Gabov V. V. Analysis of operation of powered longwall systems in mines of SUEK-Kuzbass // Eurasian mining. 2017, no. 2, pp. 28–32. DOI: 10.17580/em.2017.02.07.

6. Reshetnyak S., Bondarenko A. Analysis of Technological Performance of the Extraction Area of the Coal Mine // E3S Web of Conferences, 2018, vol. 41, 01014. DOI: 10.1051/e3sconf/20184101014.

7. Nguyen L. K., Gabov V. V., Zadkov D. A. Improvement of drum shearer coal loading performance. Eurasian Mining, 2018, no. 2, pp. 22–25. DOI: 10.17580/em.2018.02.06.

8. Peng S. S. Longwall mining. London, CRC Press, 2019. 562 p. DOI: 10.1201/9780429260049.

9. Longwall production remains steady. Coal Age. January/February 2020. pp. 16–24. [электронный ресурс] — режим доступа: https://www.coalage.com/flipbooks/januaryfebruary-2020 (обращение 12.11.2021).

10. Сластунов С. В., Ютяев Е. П. Обоснованный выбор технологии пластовой дегазации для обеспечения безопасности подземных горных работ при интенсивной добыче угля // Записки Горного института. — 2017. — Т. 223. — С. 125–130. DOI:10.18454/PMI.2017.1.130.

11. Чемезов Е. Н. Принципы обеспечения безопасности горных работ при добыче угля // Записки Горного института. — 2019. — Т. 240. — С.649–653. DOI:10.31897/ PMI.2019.6.649.

12. Мешков А. А., Попов А. Л., Попова Ю. В., Смолин А. В., Шабаров А. Н. Прогноз опасных явлений в пределах рабочих угольных пластов для шахтного поля им. В. Д. Ялевского // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 2. — С. 22–33. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-2-0—22—33.

13. Rudakov M., Gridina E., Kretschmann J. Risk-based thinking as a basis for efficient occupational safety management in the mining industry // Sustainability. 2021, vol. 13, iss. 2, no. 470, pp. 1–14. DOI: 10.3390/su13020470.

14. Гендлер С. Г., Нгуен Т. Х. Обоснование рациональных способов обеспечения воздухом выемочных участков действующих угольных шахт Вьетнама при углублении горных работ // Записки Горного института. — 2018. — Т.234. — С. 652–657. DOI: 10.31897/pmi.2018.6.652.

15. Копылов К. Н., Кубрин С. С., Решетняк С. Н. Актуальность повышения уровня энергоэффективности и безопасности выемочного участка угольной шахты // Уголь. — 2018. — № 10. — С. 66–70. DOI: 10.18796/0041-5790-2018-10—66—70

16. Rudakov M. L., Kolvakh K. A., Derkach I. V. Assessment of environmental and occupational safety in mining industry during underground coal mining // Journal of Environmental Management and Tourism. 2020, vol. 11, iss. 3(43), pp. 579–588. DOI:10.14505/jemt.v11.3(43).10.

17. Ultra-thick seam longwall mining in China. Coal age. 2013. [электронный ресурс] — режим доступа: https://www.coalage.com/features/ultra-thick-seam-longwallmining-in-china/ (обращение 12.11.2021).

18. Karpov G. N., Leisle A. V. Qualitative assessment of strain stress distribution of rock massif in the vicinity of pre-driven recovery room // Journal of Industrial Pollution Control. 2017, vol. 33, iss. 1, pp. 840–846.

19. Wichlacz D., Britten T., Beamish B. Development of a Pre-Driven Recovery Evaluation Program for Longwall Operations. Coal Operators’ Conference. 2009. [электронный ресурс] — режим доступа: https://www.researchgate.net/publication/30387714_ Development_of_a_Pre-Driven_Recovery_Evaluation_Program_for_Longwall_Operations.

20. Hanson B., Ochsner R., Stankus J. C. A Case Study of a Low Overburden Longwall Recovery with Pre-Developed Recovery Entries // ICGCM. 2014, vol. 33, pp. 1–8.

21. Klimov V. V. Geomechanical feasibility of underground coal mining technology using control systems of electro-hydraulic shield supports for longwall mining // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2019, vol. 560, no. 012067. DOI: 10.1088/1757— 899X/560/1/012067.

22. Ремезов А. В., Климов В. В. Что может являться уточненной границей отработки выемочного столба, как определить точку остановки очистного забоя и дальнейшее формирование очистным забоем демонтажной камеры? // Уголь. — 2017. — № 1. — С.27–29.

23. Mark C., Chase F. E., Pappas D. M. Multiple-seam mining in the United States: design based on case histories. Proceedings on the New Technology for Ground Control in multiple seam mining. Pittsburgh. 2007, pp. 15—27.

24. Nikiforov A. V., Vinogradov E. A., Kochneva A. A. Analysis of multiple seam stability // International Journal of Civil Engineering and Technology, 2019, vol. 10, iss. 2, pp. 1132–1139.

25. Suchowerska A. M. Geomechanics of single seam and multi-seam longwall coal mining: PhD thesis. University of Newcastle, Australia, 2014. — 268 p.

26. Chase F., Worley P., McComas A. Longwall Shield Recovery Using Mobile Roof Supports // Proceedings of the 26th International Conference on Ground Control in Mining, 2007, pp 173–179.

27. Kovalsk E. R., Karpov G. N., Leisle A. V. Investigation of underground entries deformation mechanisms within zones of high stresses // International Journal of Civil Engineering and Technology. 2018, vol. 9, iss. 6, pp. 534–543.

28. Mark C. An updated empirical model for ground control in U. S. Multiseam coal mines // International Journal of Mining Science and Technology. 2021, vol. 31, iss. 2, pp. 163–174. DOI: 10.1016/j.ijmst.2020.12.024.

29. Mark C., Agioutantis Z. Analysis of coal pillar stability (ACPS): A new generation of pillar design software. International Journal of Mining Science and Technology, 2019, vol. 29, iss. 1, pp. 87—91. DOI: 10.1016/j.ijmst.2018.11.007.

30. Скрицкий В. А., Шпаков П. А., Колыхалов В. В., Ерастов А. Ю. О результатах анализа аварий на высокопроизводительных выемочных участках шахта Кузбасса // Вестник научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. — 2013. — № 1. — С.125–129.

31. Trackemas J. D. Factors considered for increasing longwall panel width Master’s Degree Thesis. Morgantown. West Virginia University. 2013. 49 p.

32. Ralston J. C., Hargrave C. O., Dunn M. T. Longwall automation: trends, challenges and opportunities // International Journal of Mining Science and Technology. 2017, vol. 27 (5), pp. 733–739. DOI: 10.1016/j.ijmst.2017.07.027.