ВНИМИ – 90 ЛЕТ


УДК 622.831 © Е.А. Разумов, 2019

ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Уголь № 10-2019 /1123/

DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2019-10-16-21

 

Название

Оценка факторов сложности условий ведения горных работ на современных угольных шахтах

 

Автор

Разумов Е.А., директор Сибирского филиала АО «ВНИМИ», 653004, г. Прокопьевск, Россия, e-mail: vol96@gmail.com

 

Аннотация

Предложена методика оценки сложности горно-геологических и горнотехнических факторов, негативно влияющих на показатели работы выемочных участков современных угольных шахт. Разработана классификация условий ведения горных работ на современных высокопроизводительных угольных шахтах по горно-геологическим и по горнотехническим факторам. По результатам статистической обработки годовых показателей работы очистных и подготовительных забоев трёх шахт Кузбасса построены и систематизированы графики распределения объёма месячной добычи и скорости подвигания подготовительных забоев. Проведено ранжирование наиболее значимых факторов, влияющих на эффективность работы очистных и подготовительных забоев. Установлено, что факторы, влияющие на объёмы добычи угля в очистных и скорость подвигания подготовительных забоев, простои этих забоев ранжируются по степени снижения негативного влияния следующим образом: пересечение забоями зон повышенной трещиноватости и дизъюнктивных нарушений; ведение горных работ в зонах повышенного горного давления; пересечение забоями передовых выработок. Обоснованы рекомендации по планировке пространственного положения очистных и подготовительных выработок посредством снижения вредного влияния зон с высоким рангом негативного влияния горно-геологических и горнотехнических факторов на основные показатели очистных и подготовительных забоев.

 

Ключевые слова

Угольная шахта, выемочный участок, факторы сложности, очистной забой, подготовительный забой, статистический метод.

 

Список литературы

1. Коровкин Ю.А., Савченко П.Ф. Теория и практика длиннолавных систем. М.: Издательство «Горное дело» ООО «Киммерийский центр», 2012. 808 с.

2. Захаров В.Н., Забурдяев В.С., Артемьев В.Б. Углепородные массивы: прогноз устойчивости, риски, безопасность. М.: Издательство «Горное дело» ООО «Киммерийский центр», 2013. 280 с. (Библиотека горного инженера. Т. 3 «Подземные горные работы». Кн. 9.).

3. Контроль кровли в пластовых выработках. Пер. с нем. / М. Юнкер и др. М.: Издательство «Горное дело» ООО «Киммерийский центр», 2012. 624 с. (Библиотека горного инженера. Т.7 «Охрана недр». Кн. 3).

4. Stress Changes and Deformation Monitoring of Longwall Coal Pillars Located in Weak Ground / Bin Yu, Zhenyu Zhang, Tiejun Kuang, Jinrong Liu // Rock Mechanics and Rock Engineering. 2016. Vol. 49. Issue 8. Р. 3293-3305.

5. Analysis and Optimization of Entry Stability in Underground Longwall Mining / Y. Gao, D. Liu, X. Zhang, M. He // Sustainability. 2017, Vol. 9. N 11. P. 2079-2088.

6. Snopkowski R., Napieraj A., Sukiennik M. Method of the Assessment of the Influence of Longwall Effective Working Time Onto Obtained Mining Output // Archives of Mining Sciences. 2017. Vol. 61. N 4. P. 967-977.

7. Мониторинг геомеханического состояния очистного забоя угольной шахты в системе управления Марко «Цифровая шахта» / М. Ройтер, М. Крах, У. Кисселинг, Ю. Векслер // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. 2016. Т. 1. №3. С. 156-162.

8. Смирнов О.В., Кулик А.И., Лапин Е.А. Прогноз геологических нарушений по параметрам акустического сигнала // Уголь. 2015. №11. С. 76-79. URL: http://www.ugolinfo.ru/Free/112015.pdf (дата обращения: 15.09.2019).

9. Рогов Е.И. Закономерности формирования ситуаций, опасных по проявлению горных ударов // Наукоёмкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов. 2016. №2. С. 140-143.

10. Numerical modelling of coal seam depressurization during coal seam gas production and its effect on the geomechanical stability of faults and coal beds / Yanhua Zhang, Jim Underschultz, Laurent Langhi, Dirk Mallants, Julian Stran // International Journal of Coal Geology. 1 July 2018. Vol. 195. Р. 1-13.

11. Исаченко А.А., Фрянов В.Н., Петров А.А. Идентификация параметров признаков изменчивости геомассива по уровню добычи и промышленной безопасности выемочных участков угольных шахт // Вестник Забайкальского государственного университета. 2016. Т. 22. №9. С. 4-14.

12. Поддержание выработок с использованием двухуровневой схемы крепления при их переходе очистным забоем / В.В. Климов, В.С. Горностаев, А.С. Позолотин и др. // Уголь. 2014. №12. С. 28-33. URL: http://www.ugolinfo.ru/Free/122014.pdf (дата обращения: 15.09.2019).

13. Fully coupled thermo-hydro-mechanical model for extraction of coal seam gas with slotted boreholes / Feng Gao, Yi Xue, Yanan Gao, Zhizhen Zhang, Teng Teng, Xin Liang // Journal of Natural Gas Science and Engineering. 2016. Vol. 31. Р. 226-235.

14. Козырева Е.Н., Шинкевич М.В., Леонтьева Е.В. Влияние техногенной структуризации массива в окрестности очистного забоя на периодичность пучений почвы пласта при отработке сближенных лав // Вестник Научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. 2016. №1. С. 55-61.

15. William G. Pariseau. Design Analysis in Rock Mechanics. Taylor & Francis Group, London. UK, 2017. 714 p.

16. Geotechnical Issues on Application of Highwall Mining System in Indonesia / T. Sasaoka, H. Shimada, A. Hamanaka, B. Sulistianto, M. Ichinose, K. Matsuia. Vietrock 2015 an ISRM specialized conference. 12-13 March 2015. Hanoi, Vietnam.

17. Опыт направленного гидроразрыва основной кровли при выводе механизированного комплекса из монтажной камеры / В.И. Клишин, Г.Ю. Опрук, А.В. Сентюрёв, А.В. Николаев // Уголь. 2015. №11. С. 12-16. URL: http://www.ugolinfo.ru/Free/112015.pdf (дата обращения: 15.09.2019).

18. Казанин О.И., Ромашкевич А.А. О научном сопровождении проектирования технологических схем интенсивной отработки угольных пластов // СПб.: Записки Горного института. 2012. Т. 198. С. 104-107.

 

РЕЦЕНЗИЯ

на статью: «Оценка факторов сложности условий ведения горных работ на современных угольных шахтах», автор: Е.А. Разумов.

 

Рецензент

Калинин С.И., доктор техн. наук, руководитель научно-исследовательского и проектно-конструкторского предприятия «Угольные технологии Кузбасса», Филиал КузГТУ в г. Прокопьевске

 

На современном этапе развития угольной промышленности эффективность механизированной выемки пологих угольных пластов в постоянно усложняющихся, с уходом на более глубокие горизонты, горно-геологических условиях, остается недостаточно высокой. Техническое перевооружение шахт не в полной мере компенсировало отрицательное влияние глубины, тектонической структуры углепородных массивов и опасных проявлений горного давления.

Несмотря на прогресс, достигнутый в области изучения процессов взаимодействия механизированных крепей с боковыми породами, напряженно-деформированного состояния углепородных массивов, управления горным давлением, обоснования геомеханических параметров технологий и оснащения горношахтным оборудованием, ближайшее будущее требует обеспечения новых уровней роста показателей роста добычи из комплексно-механизированных забоев и темпов проведения горных выработок. Это в свою очередь требует новых подходов по оценке сложности горно-геологических и горнотехнических условий ведения горных работ.

В представленной статье приведены результаты выполненного анализа работ, направленных на установление критериев сложности ведения горных работ в широком диапазоне изменения горно-геологических условий, из которого установлено, что в мировой практике имеются систематизированные классификационные таблицы, с выделением основных влияющих факторов и их признаков. При этом указанные критерии и факторы сложности подтверждены результатами измерений и наблюдений. На практике выявленные легальные влияния позволяют ликвидировать или снизить степень их проявлений принятием соответствующих мероприятий.

Однако, данные классификации не учитывают возможность внезапного или случайного проявления негативных факторов, или ограниченность во времени для принятия решений по ликвидации нестандартных ситуаций. Для учета таких ситуаций автором выполнен анализ причин отклонений показателей очистных и подготовительных забоев на ряде шахт Кузбасса, результаты которого позволили разработать новый методический подход ранжирования факторов сложности для оперативного принятия управленческих решений.

Данный метод требует проведения опытной проверки на шахтах, после чего может быть рекомендован для практического использования. Актуальность темы на современном этапе угледобычи очевидна, в связи с чем статья «Оценка факторов сложности условий ведения горных работ на современных угольных шахтах» рекомендуется к опубликованию в журнале «Уголь».

 

Свежий выпуск
Партнеры