ГЕОТЕХНОЛОГИЯ
Оригинальная статья
УДК 622.272 © В.Н. Фрянов, С.М. Никитенко, Л.Д. Павлова, Ю.В. Малахов, И.К. Шмаков, 2024
ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Уголь № 11S-2024 /1187/
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2024-11S-157-164
Название
Технологические решения для проходки подготовительных выработок с дистанционно-управляемой гидравлической выемкой угля
Авторы
Фрянов В.Н,. доктор техн. наук, профессор кафедры геотехнологии, ФГБОУ ВО «Сибирский государственный индустриальный университет», 654007, г. Новокузнецк, Россия
Никитенко С.М., доктор экон. наук, доцент, главный научный сотрудник лаборатории угольного машиноведения, ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук», 650065, г. Кемерово, Россия, е-mail: nsm.nis@mail.ru
Павлова Л.Д., доктор техн. наук, профессор, заведующая кафедрой прикладной математики и информатики, ФГБОУ ВО «Сибирский государственный индустриальный университет», 654007, г. Новокузнецк, Россия, e-mail: ld_pavlova@mail.ru
Малахов Ю.В., канд. техн. наук, ведущий инженер лаборатории угольного машиноведения Института угля ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук», 650065, г. Кемерово, Россия, старший научный сотрудник, лаборатории геотехнологических рисков при освоении газоносных угольных и рудных месторождений Института проблем
комплексного освоения недр им. академика Н.В. Мельникова, 111020, г. Москва, Россия, e-mail: yv.malakhov@mail.ru
Шмаков И.К., аспирант ФГБОУ ВО «Сибирский государственный индустриальный университет», 654007, г. Новокузнецк, Россия
Аннотация
В работе разработаны технологические решения для проходки подготовительных горных выработок и отработки трудноизвлекаемых запасов угольных пластов с применением многофункциональной циклично-шагающей крепи (МЦШК). С учетом сложности и изменчивости горно-геологических условий на участках с трудноизвлекаемыми запасами угольных пластов предлагается создание проходческого комплекса, включающего МЦШК, крепеустановщик, гидромонитор. Технологические решения в структуре проходческого комплекса обеспечивают частичное совмещение следующих операций: дистанционная выемка угля, передвижка МЦШК, крепление пород кровли, средства самотечного транспорта горной массы до подземной камеры обезвоживания угля. Обоснованы конструкция и параметры МЦШК, форма и размеры подготовительного забоя, технологические решения по эффективному разрушению угля.
Ключевые слова
подготовительные выработки, гидравлическая выемка, модифицированная крепь шагающего типа, гидроотбойка, гидромонитор, дистанционное управление.
Список литературы
1. Беликов В.В., Чавкин А.И. Проблемы и пути повышения эффективности проведения подготовительных выработок на угольных шахтах России // Уголь. 2009. № 3. С. 31-34. URL : http://www.ugolinfo.ru/Free/032009.pdf (дата обращения: 15.10.2024). Belikov V.V., Chavkin A.I. Problems and ways of increase of efficiency of carrying out of preparatory developments on collieries of Russia. Ugol’. 2009;(3):31-34. Available at: http://www.ugolinfo.ru/Free/032009.pdf (accessed 15.10.2024). (InRuss.).
2. Разработка технических требований к механизированной шагающей крепи в составе горнопроходческого комплекса / В.И. Клишин, Ю.В. Малахов, С.М. Никитенко и др. // Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов. 2020. № 6. С. 125-131. Klishin V.I., Malakhov Yu.V., Nikitenko S.M., Anferov B.A. Development of technical requirements for the mechanized walking support as a part of the tunneling machine. Naukoemkie tekhnologii razrabotki i ispol'zovaniya mineral'nykh resursov. 2020;(6):125-131. (In Russ.).
3. Патент РФ № 2724816. Способ проведения подготовительной горной выработки и механизированная крепь для его осуществления / Клишин В.И., Анферов Б.А., Кузнецова Л.А., Никитенко С.М., Малахов Ю.В., Мефодьев С.И. Патентообладатель ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук». 2020. Бюл. № 18.
4. Малахов Ю.В. Обоснование параметров многофункциональной механизированной шагающей крепи: специальность 05.05.06 Горные машины: дис. …канд. техн. наук. Кемерово, 2022. 170 с.
5. Song S-M., Waldron K.J. Machines That Walk. The Adaptive Suspension Vehicle. Cambridge, Massachusetts, London, England, MIT Press, 1989, 314 p.
6. H owe L. A Decade of mobile roof support application in the United States. Paper in Proceedings, 17th International Conference on Ground Control in Mining, ed. by S.S. Peng (Morgantown, WV, Aug. 4-6, 1998). Dept. of Mining Engineering, WV Univ., рp 187-201.
7. Maleki H., Owens J. Analysis of the interaction between mobile roof sup ports and mine strata: рaper presented at the conference on design and construction in mining, petroleum and civil engineering, Sao Paulo, Brazil. Escola Politecnica da Universidade de Sao Paulo, 1998, рр. 287-393.
8. US Patent 2,795,936 Sept. 30, 1952 Walking roof support. Warren A. Blower, Franklin, and Richard L. Ziegler, Seneca, Pa., assignors to Joy Manufacturing Company, Pittsburgh, Pa., a corporation of Pennsylvania. Appl., Serial No. 312,182 5 Claims. (Cl. 61-63).
9. US Patent 4,189,258 Maykemper et al., Feb. 19, 1980 Walking mineroof support. Hermann Hemscheidt Maschinenfabrik GmbH & Co., Wuppertal, Fed. Rep. of Germany.
10. US patent 3,435,620 Weirich et al., Apr. 01, 1969 Walking mine roof support. Walter Gewerk schaft Eisenhuette Westfalia, Altlunen, Germany CL. E21d 11/00 U.S. Cl. 61-45 7 Claims.
11. Никитенко С.М., Кубрин С.С., Малахов Ю.В. Обеспечение безопасности при внедрении новых технологий в проходческих и очистных забоях // Устойчивое развитие горных территорий. 2022. Т. 14. № 4(54). С. 615-622. Nikitenko S.M., Kubrin S.S., Malakhov Yu.V. Safety ensuring in the implementation of new technologies for tunneling and production faces. Ustojchivoe razvitie gornykh territorij. 2022;14(4):615-622. (In Russ.).
12. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ № 2020618419. Программа для численного исследования нелинейной математической модели деформирования геомассива с учетом разномодульности горных пород / А.Б. Цветков, Л.Д. Павлова, В.Н. Фрянов; ФГБОУ ВО Сиб. гос. индустр. ун-т; Фед. служба по интеллект. собств.; дата регистр. 27 июля 2020.
13. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ №2020618595. Программный комплекс для моделирования геомеханических процессов в структурно неоднородном геомассиве при взаимном влиянии системы подземных горных выработок / В.Н. Фрянов, Л.Д. Павлова, А.Б. Цветков; ФГБОУ ВО Сиб. гос. индустр. ун-т; Фед. служба по интеллект. собств.; дата регистр. 30 июля 2020.
14. Павлова Л.Д., Петрова Т.В., Фрянов В.Н. Математическое моделирование геомеханического состояния углепородного массива в окрестности сопряжений горных выработок: монография. Новокузнецк: СибГИУ, 2002. 202 с.
15. Указания по рациональному расположению, охране и поддержанию горных выработок на угольных шахтах. М.: Издательство «Горное дело» ООО «Киммерийский центр», 2011. 216 с.
16. Исследование взаимодействия многофункциональной шагаю-
щей крепи с массивом горных пород при проведении подземных выработок / В.И. Клишин, В.Н. Фрянов, Павлова Л.Д. и др. // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2021. № 3. С. 3-12. Klishin V.I., Fryanov V.N., Pavlova L.D., Nikitenko S.M., Malakhov Yu.V. Research into interaction of multifunctional walking support with the rock mass during underground excavations. Fiziko-tekhnicheskie problemy razrabotki poleznykh iskopaemykh. 2021;(3):3-12. (In Russ.).
17. Шавловский С.С. Основы динамики струй при разрушении горного массива. М.: Наука, 1979. 175 с.
18. Протасов С.И., Поклонов Д.А. Экспериментальные исследования и обоснование целесообразности применения гидромониторов ГД-300 на разрезах Кузбасса // Горные науки и технологии. 2016;(2):14-23. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2016-2-14-23. Protasov S.I., Poklonov D.A. Experimental research and feasibility study for the use of GD -300 hydromonitors in Kuzbass mines. Gornyenaukiitekhnologii. 2016;(2):14-23. (InRuss.). https://doi.org/10.17073/2500-0632-2016-2-14-23.
19. Гефт Ю.Б. Некоторые результаты исследований гидромониторной выемки на действующих гидрошахтах Кузбасса. В кн.: Вопросы гидравлической добычи угля. Труды ВНИИГидроугля. Выпуск XII. Новокузнецк, 1968. С. 87-89.
20. Оборудование и технологические схемы для подземной гидравлической добычи угля: каталог. М.: ЦНИЭИуголь, 1990. 71 с.
21. Результаты работы гидрошахт в Кузбассе за 1987 год. Новокузнецк: ВНИИгидроуголь, 1988. 100 с.
22. Keleman A. Reducing Coal Dust at the Face. Mining Congress Journal. 1971;47(9):112-6.
23. Nikonov G.P. Research into the Cutting of Coal by Small Diameter High Pressure WaterJets, Proceedings 12th Symposium RockMechanics, University of Missouri at Rolla, Nov. 1970.
24. Surender Kumara, Vijay Dwivedib, Sanjeev Kumar. Hydro Jet System for Coal Minining. National Conference on Eco friendly Manufacturing for Sustainable Development. November 19-21, 2010, GLA University, Mathura, U.P., India.
Поддержка
Статья подготовлена при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках комплексной научно-технической программы полного инновационного цикла, утвержденной Распоряжением Правительства Российской Федерации 11.05.2022№1144-р (Соглашение № 075-15-2022-1190).
Для цитирования
Технологические решения для проходки подготовительных выработок с дистанционно управляемой гидравлической выемкой угля / В.Н. Фрянов, С.М. Никитенко, Л.Д. Павлова и др. // Уголь. 2024;(11S):157-164. DOI:10.18796/0041-5790-2024-11S-157-164.
Информация о статье
Поступила в редакцию: 15.09.2024
Поступила после рецензирования: 21.10.2024
Принята к публикации: 31.10.2024
