Обоснование технологии проведения спаренных выработок с отработкой межштрековых целиков короткими забоями

Рассмотрены вопросы проведения спаренных выработок по тонким и средней мощности пологим угольным пластам с оставлением породы в шахте. Показано, что внедрение разработанной технологии проходки выработок с применением комплекта короткозабойного оборудования, присечкой породы, выемкой целика между выработками и размещением породы в выработанном пространстве даст возможность обеспечить своевременную подготовку выемочных участков, снизить объем выдаваемой на поверхность и размещаемой в отвалах породы до 150 тыс. т ежегодно. Приведены результаты физического моделирования на эквивалентных материалах геомеханических процессов смещения кровли выработок и заходок при проходке выработок и выемке межштрековых целиков. Для горно-геологических условий шахты «Обуховская» рассмотрена ситуация, когда отработка межштрекового целика ведется заходками со стороны пройденной на полное сечение выработки, исследовано поведение массива горных пород при выемке межштрекового целика, произведена фотофиксация и отражены показания датчиков деформации в массиве. Установлены параметры обнажений, при которых датчики фиксируют начало деформаций кровли еще до появления визуально видимых отслоений. Определена предельно допустимая площадь обнажения кровли при выемке целика, при которой кровля выработки остается устойчивой и не требует крепления, что предопределяет требования к паспорту крепления выработок и заходок. 

Казанин О. И., Евсюкова А. А. Обоснование технологии проведения спаренных выработок с отработкой межштрековых целиков короткими забоями // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2025. — № 11-1. — С. 23—37. DOI: 10.25018/0236_1493_2025_111_0_23.

Казанин Олег Иванович — докт. техн. наук, профессор РАН, http://orcid.org/ 0000−0001−9663−6713 , Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, 199106, Санкт-Петербург, 21-я линия В. О., д. 2, Россия,e-mail: Kazanin_OI@pers.spmi.ru;
Евсюкова Алина Анатольевна — аспирант, https://orcid.org/0000−0003−3513−7587, Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, 199106, Санкт-Петербург, 21-я линия В. О., д. 2, Россия,e-mail: alinka_evsyukova@mail.ru.
Для контактов: Казанин Олег Иванович, e-mail: Kazanin_OI@pers.spmi.ru.

Казанин Олег Иванович, e-mail: Kazanin_OI@pers.spmi.ru.

1. Казанин О. И., Сидоренко А. А., Евсюкова А. А., Лю Цзылу. Обоснование технологий поддержания выемочных выработок при отработке пологих угольных пластов на больших глубинах // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2023. — № 9−1. — С. 5–21. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_91_0_5.
2. Зубов В. П., Куанг Ф. Л. Разработка ресурсосберегающей технологии выемки пологих угольных пластов с труднообрушающимися породами кровли (на примере шахт Куангниньского угольного бассейна) // Записки Горного института. — 2022. — 
Т. 257. — С. 795–806. DOI: 10.31897/PMI.2022.72.
3. Пашкевич М. А., Алексеенко А. В., Нуреев Р. Р. Формирование экологического ущерба при складировании сульфидсодержащих отходов обогащения полезных ископаемых // Записки Горного института. — 2023. — № 260. — С. 155–167. DOI: 10.31897/PMI.2023.32.
4. Игнатов Е. В. Состояние и основные задачи развития длинностолбовой системы разработки на угольных шахтах Кузбасса: краткий обзор // Техника и технология горного дела. — 2019. — № 4. — С. 30–49.
5. Мешков А. А. Решение актуальных задач при подготовке очистного фронта // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2018. — № S48. — С. 71–78. DOI: 10.25018/0236−1493−2018−11−48−71−78.
6. Яркович А., Малыхин А. Опыт и перспективы оставления пород в шахтах Западного Донбасса // Розробка родовищ. — 2013. — № 2013. — С. 201–206.
7. Зуев Б. Ю. Методология моделирования нелинейных геомеханических процессов в блочных и слоистых горных массивах на моделях из эквивалентных материалов //Записки Горного института. — 2021. — Т. 250. — С. 542–552. DOI: 10.31897/PMI.2021.4.7.
8. Le Q. P., Zubov V. P., Phung M. D. Improvement of the loading capacity of narrow coal pillars and control roadway deformation in the longwall mining system. a case study at Khe Cham Coal Mine (Vietnam) // Inżynieria Mineralna. 2020, vol. 1, no. 2, pp. 115–122. http://doi.org/10.29227/IM-2020−02−15.
9. Zhao Yanlin, Wang Yixian, Wang Weijun, Tang Liming, Liu Qiang, Cheng Guoming. Modeling of rheological fracture behavior of rock cracks subjected to hydraulic pressure and far field stresses // Theoretical and Applied Fracture Mechanics. 2019, vol. 101, pp. 59—66. DOI: 10.1016/j.tafmec. 2019.01.026. 
10. Liu Z. L., Ma Z. G., Li Y., Gong P., Li K. L., Liu W. A Study on Axial Compression Performance of Large Diameter-Thickness Ratio Concrete-Filled Gas Drainage Steel Pipe // Advances in Civil Engineering. 2021, vol. 2021, pp. 1–10. https://doi.org/10.1155/2021/1479196.
11. Gao Y., Liu D., Zhang X., He M. Analysis and optimization of entry stability in underground longwall mining // Sustainability. 2017, vol. 9, no. 11, p. 2079. https://doi.org/10.3390/su9112079.
12. Пивень Ю. А., Васютина В. В., Канин В. А. Совершенствование бесцеликовых способов охраны подготовительных горных выработок // Журнал теоретической и прикладной механики. — 2022. — № 2 (79). — С. 60–65.
13. Ковальский Е. Р., Конгар-Сюрюн Ч. Б., Сиренко Ю. Г., Миронов Н. А. Моделирование реологических процессов деформирования несущих элементов камерной системы разработки для условий Верхнекамского месторождения калийных солей // Устойчивое развитие горных территорий. — 2024. — Т. 16. — № 3. — С. 1017–1030. DOI: 10.21177/1998−4502−2024−16−3-1017−1030.
14. Le T. D., Nguyen C. T., Dao V. C. Estimation of Coal and Rock Mechanical Properties for Numerical Modelling of Longwall Extraction // Inżynieria Mineralna. 2020. DOI: 10.29227/IM-2020−02−07.
15. Зуев Б. Ю. Методология моделирования нелинейных геомеханических процессов в блочных и слоистых горных массивах на моделях из эквивалентных материалов // Записки Горного института. — 2021. — Т. 250. — С. 542–552.
16. Холодилов А. Н., Истомин Р. С., Кириленко В. И. Совершенствование метода изготовления эквивалентных материалов для моделирования нелинейных геомеханических процессов при подземной разработке полезных ископаемых // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2024. — № 10. — С. 108–122. DOI: 10.25018/ 0236_1493_2024_10_0_108.
17. Жуков В. А., Ершова И. В. Экспериментальные методы оценки качества материалов футеровки топочных камер судовых котлов // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2023. — Т. 15. — № 1. — С. 126–134.
18. Wu A., Ruan Z., Wang J. Rheological behavior of paste in metal mines // International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials. 2022, vol. 29, pp. 717—726. DOI: 10.1007/s12613−022−2423−6. 
19. Xiao Chao, Zheng Huaichang, Hou Xiaolin, Zhang Xiaojun. A stability study of goaf based on mechanical properties degradation of rock caused by rheological and disturbing loads // International Journal of Mining Science and Technology. 2015, vol. 25, no. 5, pp. 741—747. DOI: 10.1016/j. ijmst.2015.07.007. 
20. Shi B., Chen C., Liu P. Rheological properties of combustion metamorphic rock slurry for coalfield fire prevention // Bulletin of Engineering Geology and the Environment. 2021, vol. 80, pp. 8231—8245. DOI: 10.1007/s10064−021−02397-x. 
21. Fang Y., Liu C., Yang H., Yang L. Axial behaviour of concrete-filled corrugated steel tubular column embedded with structural steel // Journal of Constructional Steel Research. 2020, vol. 170, pp. 3–7. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2020.106064.
22. Ahmed M., Liang Q. Q., Patel V. I., Hadi M. N. Behavior of circular concrete-filled double steel tubular slender beam-columns including preload effects // Engineering Structures. 2020, vol. 220, pp. 322–366. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2020.111010.
23. Wang P., Ding L., Ma Y. J., Feng T., Sun G. J., Zhu Y. J., Zuo J., Wang P. et al. A case study on gob-side entry retaining technology in the deep coal mine of Xinjulong, China // Advances in Civil Engineering. 2020, vol. 2020, pp. 1–10. https://doi.org/10.1155/2020/8849093.
24. Ahmed M., Liang Q. Q., Patel V. I., Hadi M. N. Numerical analysis of axially loaded circular high strength concrete-filled double steel tubular short columns // Thin-Walled Structures. 2019, vol. 138, pp. 105–116. https://doi.org/10.1016/j.tws.2019.02.001.
25. Ning J., Wang J., Bu T., Hu S., Liu X. An innovative support structure for gob-side entry retention in steep coal seam mining // Minerals. 2017, vol. 7, no. 5, p. 75. https://doi.org/10.3390/min7050075.
26. Sui Y., Tu Y., Guo Q., Zhang J., Ke F. Study on the behavior of multi-cell composite T-shaped concrete-filled steel tubular columns subjected to compression under biaxial eccentricity // Journal of Constructional Steel Research. 2019, vol. 159, pp. 215–230. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2019.04.033.
27. Wang Z., Zhou X., Wei F., Li M. Performance of special-shaped concrete-filled square steel tube column under axial compression // Advances in Civil Engineering. 2020, vol. 2020. https://doi.org/10.1155/2020/1763142.
28. Патент № 2827324 C1 Российская Федерация, МПК E21C 41/18. Способ проходки спаренных выработок по тонким пологим угольным пластам с оставлением породы в шахте: № 2024105060. Заявл. 28.02.2024, опубл. 24.09.2024 / Казанин О. И., Евсюкова А. А.; заявитель — Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II».