Перспективные направления развития технологической структуры угольных шахт

Рассмотрены вопросы изменения технологической структуры угольных шахт в соответствии с современными тенденциями развития технологий подземной угледобычи. На фоне роста уровня концентрации горных работ, производительности комплексномеханизированных длинных очистных забоев рассмотрены этапы эволюции технологической структуры российских шахт, результаты преобразования ее технологических подсистем и элементов. В качестве основного направления совершенствования технологий подземной угледобычи выделено создание условий для реализации производственного потенциала современного высокопроизводительного очистного оборудования. Показаны основные проблемы и пути совершенствования технологических подсистем шахт. Подчеркнута необходимость решения проблемы ограничения нагрузок на лавы по газовому фактору и совершенствования технологий дегазации. Дан анализ особенностей реализации современных концепций «Intelligent mine» и «Invisible mine» при добыче угля подземным способом. Рассмотрен пример успешного внедрения отдельных элементов концепции
«умная шахта» на шахтах АО «СУЭК-Кузбасс». Показана необходимость периодического контроля соответствия принятых технологических и организационных решений текущей горнотехнической ситуации с учетом наилучших доступных технологий подземной угледобычи. Определены перспективные направления развития технологической структуры современных угольных шахт, обеспечивающих повышение эффективности реализации потенциала современного высокопроизводительного оборудования и конкурентоспособности подземного способа добычи угля.

Казанин О. И., Мешков А. А., Сидоренко А. А. Перспективные направления развития технологической структуры угольных шахт // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 6—1. — С. 35—53. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_61_0_35.

Казанин Олег Иванович — докт. техн. наук, декан горного факультета, e-mail: Kazanin_ OI@pers.spmi.ru, ORCID ID:0000-0001-9663-6713, Санкт-Петербургский горный университет, 199106, Санкт-Петербург, Васильевский остров, 21 линия д.2, Россия;
Мешков Анатолий Алексеевич — канд. техн. наук, генеральный директор, e-mail: Meshkov_AA@suek.ru, АО «СУЭК-Кузбасс», 652507, Кемеровская область, г. Ленинск-Кузнецкий, ул. Васильева, д. 1, Россия;
Сидоренко Андрей Александрович — канд. техн. наук, доцент, доцент каф. Разработки месторождений полезных ископаемых, e-mail: Sidorenko_AA@pers.spmi.ru, ORCID ID: 0000-0003-4224-193X, Санкт-Петербургский горный университет, 199106, СанктПетербург, Васильевский остров, 21 линия д.2, Россия.

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

1. Таразанов И. Г., Губанов Д. А. Итоги работы угольной промышленности России за январь-декабрь 2020 года // Уголь. — 2021. — № 3. — С. 27–43. DOI: 10.18796/00415790-2021-3-27—43.

2. 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.

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. Артемьев В. Б. АО «СУЭК-Кузбасс». Развитие производства в 2008—2017 гг. Основные результаты и факторы их достижения // Горная Промышленность. — 2018. — № 5 (141). — С. 15–20.

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

6. Белодедов А. А., Шурыгин Д. Н. Комплексный подход для выбора эффективной схемы подготовки шахтного поля // Известия Тульского государственного университета. Науки о земле. — 2020. — № 3. — С. 100–112.

7. Ordin A. A., Metelkov A. A., Kolenchuk S. A. Instructional guidelines on optimization of fully mechanized production face length and output in flat coal seam mining // Fundamental and engineering questions of mining sciences. 2014, no. 2, pp. 266–272.

8. Беляев В. В., Агафонов В. В. Синтез высокопроизводительных и прогрессивных технологических систем угольных шахт // Уголь. — 2020. — № 11. — С. 36–42.

9. Каледина Н. О. Современные проблемы вентиляции угольных шахт // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2015. — №S1. С. 141–149.

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.2017.1.125.

11. Vinogradov E. A., Yaroshenko V. V., Kislicyn M. S. Method of gas emission control for safe working of flat gassy coal seams. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2017, vol. 87(2), 022023.

12. Ваганов В. С., Гоффарт Т. В. Шахтная логистика — новые решения // Уголь. — 2018. — № 8. — С.60–61.

13. Зубов В. П. Состояние и направления совершенствования систем разработки угольных пластов на перспективных угольных шахтах Кузбасса // Записки Горного института. — 2017. – Т. 225. — C. 292–297. DOI: 10.18454/pmi.2017.3.292.

14. 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.

15. 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.

16. Александров В. И., Авксентьев С. Ю., Махараткин П. Н. Энергоэффективность систем шахтного водоотлива // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2017. — № 2. — С. 253–268.

17. Егоров А. П., Кондаков И. А. Оценка возможности и эффективности внедрения технологических схем скоростной проходки подземных горных выработок на угольных шахтах // Уголь. — 2019. — № 10. — С. 22–28.

18. Привалов А. А., Попов В. В., Ягодкин Ф. И., Хакулов В. А. Повышение темпов проведения горных выработок // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2017. — № 8. — С. 219–224.

19. Добровольский А. И., Феофанов Г. Л., Руденко С. Т., Эссальников А. О., Захаров С. И. Организация учета эффективного рабочего времени в процессе проведения горных выработок на шахте «Северная» // Уголь. — 2019. — № 12. — С. 14–19. DOI: 10.18796/0041—5790—201912—14—19.

20. 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.

21. Линник Ю. Н., Линник В. Ю., Жабин А. Б., Поляков А. В. Технико-экономические показатели работы шахт в области механизации очистных работ // Известия Тульского государственного университета. Науки о земле. — 2018. — № 3. — С. 389–403.

22. Ширяев С. Н., Агеев П. Г., Черепов А. А., Петрова О. А., Фрянов В. Н. Обоснование направлений развития способов и средств дегазации угольных шахт // Вестник Сибирского государственного индустриального университета. — 2018. — № 3 (25). — С. 28–32.

23. Золотых С. C. Заблаговременная дегазация угольных пластов как фактор повышения безопасности на шахтах Кузбасса // Горная промышленность. — 2019. — № 5. — С. 18–22. DOI: 10.30686/1609-9192-2019-05—18—22.

24. Каледина Н. О., Малашкина В. А. Индикаторная оценка надежности функционирования шахтных вентиляционно-дегазационных систем // Записки Горного института. — 2021. — Т. 250. — С. 553–561. DOI: 10.31897/PMI.2021.4.8.

25. Непша Ф. С., Ефременко В. М. Оценка эффективности оптимального регулирования напряжения в системе электроснабжения угольной шахты // Вестник Кузбасского государственного технического университета. — 2018. — № 1. — С. 149–157.

26. Gao Y., Liu D., Zhang X., He, M. Analysis and optimization of entry stability in underground longwall mining // Sustainability (Switzerland), 2017, vol. 9 (11), 2079.

27. Федорин В. А., Татаринова О. А. Основы метода доступа к георесурсам в задачах оптимизации транспортных характеристик освоения угольных месторождений подземным способом // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2018. — № 3. — С.176–182. DOI: 10.25018/0236-1493-2018-3-0—176—182.

28. Тупицын А. В. Анализ современных подходов к обоснованию проектных решений на основе компьютерного моделирования // Вестник Кузбасского государственного технического университета. — 2017. — № 4. — С. 189–196.

29. Rudakov M. L., Smirnyakova V. V., Almosova Y. V., Kargopolove A. P. Factor analysis of industrial injuries with the purpose to improve the procedures for training the employees in occupational safety during coal mining // Bezopasnost’ Truda v Promyshlennosti. 2021, iss. 5, pp. 82–87. DOI: 10.24000/0409-2961-2021-5-82—87.

30. Smirniakov V. V., Smirniakova, V. V. Comprehensive analysis and assessment of the role of hard-to-handle factors in the reasons of methane and coal dust explosions in mines in Russia // Biosciences Biotechnology Research Asia. 2015, vol. 12(1), pp. 59–69.

31. Rudakov M. L., Gridina E. B., Ershov V. S. Utilisation of the safety index (Elmeri index) as the OSH indicator at coal mines // Latvian Journal of Physics and Technical Sciences. 2019, vol. 56(3), pp. 26–36. DOI: 10.2478/lpts-2019—0017.

32. Mishra R. K., Janiszewski M., Uotinen L. K. T., Szydlowska M., Siren T., Rinne M. Geotechnical Risk Management Concept for Intelligent Deep Mines // Procedia Engineering. 2017, vol. 191, pp. 361–368. DOI: 10.1016/j.proeng.2017.05.192.

33. Xue X., Chang J. K., Liu Z. Z. Context-aware intelligent service system for coal mine industry // Computers in Industry. 2014, vol. 65, iss. 2, pp. 291–305, DOI: 10.1016/j. compind.2013.11.010.

34. Hao Y., Wu Y., Zhang K., Zhang H., Chen Y., Li M., Li P. New insights on ground control in intelligent mining with internet of things // Comput. Commun. 2020, vol. 150 (2020), pp. 788–798. DOI: 10.1016/j.comcom.2019.12.032.

35. Ian Z., Inyang H. I., Daniels J. L., Otto F., Struthers S. Environmental issues from coal mining and their solutions // Mining science and technology, 2010, vol. 20 (2), pp. 215–223.

36. Liu H., Wang Y., Pang S., Wang X., He J., Zhang J., Rodriguez-Dono A. Mining footprint of the underground longwall caving extraction method: A case study of a typical industrial coal area in China // Journal of Hazardous Materials, 2021, 127762. DOI: 10.1016/j. jhazmat.2021.127762.

37. Hou H., Ding Z., Zhang S., Guo S., Yang Y., Chen Z., Mi J., Wang X. Spatial estimate of ecological and environmental damage in an underground coal mining area on the Loess Plateau: implications for planning restoration interventions // J. Clean. Prod. 2021, vol. 287 (1), 125061. DOI: 10.1016/j.jclepro.2020.125061.

38. Palyanova N. V., Zadkov D. A., Chubukova S. G. Legal framework for the sustainable economic and ecological development in the coal industry in Russia // Eurasian Mining. 2017, no.1, pp. 3–5. DOI: 10.17580/em.2017.01.01.