Проблемы управления метановыделением выемочных участков угольных шахт при многоштрековой подготовке

Рассмотрены проблемы обеспечения метанобезопасности на выемочных участках угольных шахт при многоштрековой подготовке. Ключевым фактором риска для таких технологических схем являются неустойчивые режимы проветривания. Приведен анализ причин аварий на шахтах, который подчеркивает необходимость обновления нормативной базы проектирования вентиляции газообильных шахт с учетом обособленного разбавления метана по источникам его поступления и изолированного отвода газа, а также требований к прогнозу газовыделения. В основе расчета расхода воздуха для выемочного участка должен лежать прогноз газообильности по фактической интенсивности источников выделения метана. Отсутствие корректных методик прогноза метановыделения в настоящее время не обеспечивает требуемой точности расчетов при проектировании, в связи с чем повышается вероятность локальных скоплений газа в выработках выемочных участков. Существующие и широко применяемые для расчета шахтных вентиляционных сетей программные комплексы не содержат алгоритмов оптимизации проветривания очистных забоев в пределах сети выемочного участка. Показано, что действующие методические рекомендации по проектированию вентиляции выемочных участков требуют корректировки на основе исследований динамики газового баланса и распределения вентиляционных потоков при многоштрековой подготовке. Целью таких исследований является создание методов расчета сложных схем проветривания выемочных участков газообильных шахт, обеспечивающих устойчивое проветривание очистных забоев и минимизирующих риски загазирований при сохранении высокой производительности выемочного оборудования. 

Барсегян Е. А. Проблемы управления метановыделением выемочных участков угольных шахт при многоштрековой подготовке // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2026. – № 11. – С. 156–168. DOI: 10.25018/0236_1493_2026_11_0_156.

Барсегян Евгине Агасиевна — аспирант, НИТУ МИСИС, e-mail: barsegian.ea@misis.ru, ORCID: 0009-0005-0209-7971.

1. Качурин Н. М., Ермаков А. Ю., Сенкус Вал. В. Аэрогазодинамика очистных и подготовительных участков при отработке мощных пологих пластов. — Кемерово: Кузбассвузиздат, 2017. — 288 с.

2. Золотухин В. А., Ширшев Л. Г., Борисов А. В. Повышение безопасности ведения горных работ в метаноугольных условиях на основе анализа аварийности // Безопасность труда в промышленности. — 2018. — № 6. — С. 45—51.

3. Семин М. А., Гришин Е. Л., Левин Л. Ю., Зайцев А. В. Автоматизированное управление вентиляцией шахт и рудников. Проблемы, современный опыт, направления совершенствования // Записки Горного института. — 2020. — Т. 246. — С. 623—632. DOI: 10.31897/PMI.2020.6.4.

4. Каледина Н. О., Мещеряков Д. А., Малашкина В. А. Выделение метана из почвы как фактор формирования локальных скоплений в очистных забоях угольных шахт // Безопасность труда в промышленности. — 2026. — № 2. — С. 29—36. DOI: 10.24000/0409-2961-2026-2-29-36.

5. Борисов А. В., Ширшев Л. Г., Кабанов Е. И., Мяков В. В. Анализ причин аварии на шахте «Листвяжная» (Кемеровская область) в 2021 году и предложения по повышению безопасности в угольной промышленности // Горный журнал. — 2022. — № 7. — С. 43—50. DOI: 10.17580/gzh.2022.07.07.

6. Недашковская П. А., Иванов Д. С. Правовые и организационные аспекты ответственности руководства за аварии на опасных производственных объектах (на примере шахты «Листвяжная») // Безопасность в техносфере. — 2025. — Т. 14. — № 2. — С. 112—121. DOI: 10.32334/2413-3845-2025-14-2-112-121.

7. Biswal P. K., Parida D., Mishra G., Sahoo A. K. Study of air flow pattern in mine model gallery and its validation using CFD modeling // WSN. 2019, vol. 130, pp. 1—24.

8. Бобин В. А., Бобина Е. В. Математическое моделирование процессов газовыделения в угольных шахтах // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2020. — № 3. — С. 88—97.

9. Кузнецов В. П. Моделирование газовыделения в угольных шахтах. — Екатеринбург: УГУ, 2017. — 156 с.

10. Бабенко А. Г., Лапин С. Э. Система газоаналитическая шахтная многофункциональная «Микон 1Р» — основа построения систем контроля и управления угольных шахт // Горное оборудование и электромеханика. — 2019. — № 4. — С. 32—38. DOI: 10.26730/1816-4528-2019-4-32-38.

11. Dziurzyński W., Pałka T., Krach A., Wasilewski S. Methodology for determining methane distribution in a longwall district // Archives of Mining Sciences. 2019, vol. 64, no. 3, pp. 467—485. DOI: 10.24425/ams.2019.129363.

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

13. Тайлаков О. В., Макеев М. П., Уткаев Е. А., Застрелов Д. Н. Полуэмпирическая модель газовыделения из угольного пласта на основе изучения коллекторских свойств углепородного массива // Горный журнал. — 2024. — № 6. — С. 78—85.

14. Molochkov A. K. Methods for improving safety in coal mines: Ventilation and degassing. Moscow: Nedra, 1992, 256 p.

15. Liu Y., Guo H. Ventilation design optimization for multi-branch coal mining workings under high methane conditions // Safety Science. 2018, vol. 110, pp. 212—221.

16. Karacan C. Ö., Martín-Fernández J. A., Ruppert L. F., Olea R. A. Insights on the characteristics and sources of gas from an underground coal mine using compositional data analysis // International Journal of Coal Geology. 2021, vol. 241, article 103767. DOI: 10.1016/j.coal.2021.103767.

17. Li X., Zhang H., Wang J. Numerical simulation of methane distribution in multi-entry coal mines // International Journal of Mining Science and Technology. 2016, vol. 26, no. 5, pp. 805—811.

18. Каледина Н. О., Чечель К. Н. Анализ газового баланса выемочного участка в обеспечении аэрологической безопасности // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 10-1. — С. 5—16. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_101_0_5.

19. Meyer Varicon C. F. Advancing the technology of methane monitoring on a continuous miner // Journal of the Mine Ventilation Society of South Africa. 2018, vol. 71, no. 3, pp. 12—20.

20. Пучков Л. А. Аэродинамика подземных выработанных пространств. — М.: Изд-во МГГУ, 1993. — 266 с.

21. Li Juanjuan, Hu Mingshun, Ding Enjie, Kong Wei, Pan Dongming, Chen Shenen Multi-parameter numerical simulation of dynamic monitoring of rock deformation in deep mining // International Journal of Mining Science and Technology. 2016, vol. 26, no. 5, pp. 851—855. DOI: 10.1016/j.ijm. st.2016.05.044.