Обоснование параметров схемы вскрытия и подготовки открыто-подземным способом пологих угольных пластов Кузбасса тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.22, кандидат наук Шишков Роман Игоревич

• Шишков Роман Игоревич
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Шишков Роман Игоревич

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ ОПЫТА КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ И ПРАКТИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОТКРЫТО-ПОДЗЕМНОГО СПОСОБА РАЗРАБОТКИ ПОЛОГИХ ПЛАСТОВ УГЛЯ, ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ

1.1. Обобщение условий и практики разработки пологих пластов угля Кузбасса открыто-подземным способом

1.2. Характеристика способов открыто-подземной разработки угольных месторождений

1.3. Описание передовых технологий вскрытия, подготовки, очистной выемки и управления состоянием массива при открыто-подземной отработке пологопадающих угольных месторождений

1.4. Факторы, определяющие выбор технологии и параметров горнотехнических систем освоения пологопадающих пластов угля открыто-подземным способом

1.5. Цель, задачи и методы исследований

2. РАЗВИТИЕ НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИХ ОСНОВ ОТКРЫТО-ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКИ ПОЛОГИХ УГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

2.1. Обобщение условий залегания угольных пластов и их влияния на выбор технологии открыто-подземной разработки

2.2. Систематизация вариантов вскрытия, подготовки и открыто-подземной отработки пологих угольных пластов

2.3. Обоснование приоритетного порядка и направления выемки пологих пластов угля и способа погашения выработанного пространства

2.4. Определение условий сбалансированного развития горнотехнической системы «угольный разрез - шахтоучастки»

Выводы по 2 главе

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ВСКРЫТИЯ И ОТКРЫТО-ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКИ ПОЛОГИХ ПЛАСТОВ УГЛЯ

3.1. Оценка факторов, определяющих схему вскрытия

3.2 Оценка влияния факторов, определяющих схему вскрытия и отработки запасов открыто-подземным способом

3.4. Выбор при проектировании открыто-подземной разработки пологих угольных пластов схемы вентиляции и водоотлива

3.5. Разработка методики экономической оценки варианта открыто -подземной разработки угольных пластов

Выводы по 3 главе

4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПО

ФОРМИРОВАНИЮ ОТКРЫТО-ПОДЗЕМНОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ ДОБЫЧИ УГЛЯ НА РАЗРЕЗЕ «ЗАРЕЧНЫЙ» И ШАХТЕ «ТАЛДИНСКАЯ -ЗАПАДНАЯ-2» И ОЦЕНКА ИХ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

4.1. Технология развития открыто-подземных работ за предельным

контуром разреза

4.2. Параметры горнотехнической системы отработки шахтных запасов открыто-подземным способом

4.3. Оценка экономической эффективности открыто-подземной разработки пластов угля в составе комплексного проекта

Выводы по 4 главе

Заключение

Список использованных источников

Приложение 1 Расчет стоимости проведения выработок

Приложение 2 Сводные показатели оценки эффективности

Приложение 3 Акт внедрения результатов

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование параметров схемы вскрытия и подготовки открыто-подземным способом пологих угольных пластов Кузбасса»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Освоение угольных месторождений Кузбасса базируется на новых научных концептуальных принципах строительства и эксплуатации геотехнологических объектов структурно-сетевой схемы вскрытия и отработки пологих угольных пластов, использующих комбинированный способ освоения недр.

В настоящее время на действующих угольных разрезах отмечается сокращение запасов угля, пригодных для выемки традиционными геотехнологиями. Поэтому перспективным направлением является отработка запасов, находящихся за предельным контуром разреза открыто-подземным способом. При совместной открыто-подземной разработке угольных месторождений предусмотрена единая схема вскрытия, подготовки, добычи и переработки запасов карьерного и шахтного полей на весь период освоения месторождения на основе принятых заранее общих технологических решений. Поэтому исследования, направленные на совершенствование открыто-подземного способа в Кузбассе, согласуются с положением энергетической стратегии до 2035 года и являются весьма актуальными.

Статистически, объемы оставшихся за предельным контуром разрезов запасы угля, нецелесообразные к разработке открытым способом, постоянно растут. Как правило, при подземном способе разработки себестоимость добычи угля превышает затраты угольных разрезов, что обуславливается влиянием различных факторов эксплуатации шахты, основными из которых являются высокие затраты на вскрытие и подготовку участков шахтного поля, высокие транспортные расходы, затраты на вентиляцию, водоотлив.

Внедрение угледобывающих комплексов с подготовкой открыто-подземных шахтоучастков модульного типа из выработанного пространства разреза, соединенных коммуникациями разреза с общим управляющим центром, и согласованием параметров развития открытых и открыто-подземных горных работ, способствует росту эффективности работы разреза

и повышению полноты освоения запасов месторождений угля. этому способствует совершенствование технологических схем вскрытия и подготовки пологих угольных пластов непосредственно из выработанного пространства разреза, согласование скоростей и темпов развития фронта открытых и открыто-подземных горных работ с обоснованным выбором схемы рационального размещения отвалов в выработанном пространстве разреза при своевременном погашении поземных горных выработок на участке размещения внутренних отвалов.

Целью работы является обоснование параметров вскрытия и подготовки запасов угля за предельным контуром разреза для развития открыто-подземных работ с обеспечением повышения производственной мощности горнодобывающего предприятия, эффективности и полноты освоения пологих угольных пластов Кузбасса.

Идея работы заключается в том, что повышение полноты и эффективности освоения мощных пологопадающих угольных месторождений достигается на основе сбалансированного развития открытых работ в разрезе и открыто-подземных за его предельным контуром, согласования распределения запасов под открытую и открыто-подземную отработку, производственной мощности разреза и открыто-подземных шахтоучастков, сроков отработки и погашения запасов, изменения схемы вскрытия и структуры подготовки шахтного поля с рациональным размещением внутренних отвалов в выработанном пространстве разреза после своевременного погашения выработок отработанного открыто-подземного участка при совместном использовании производственной инфраструктуры угольного разреза.

Задачи исследования:

- обоснование и разработка технологической схемы сбалансированной совместной открытой и открыто-подземной геотехнологии освоения пологих угольных пластов для повышения производственных показателей горнодобывающих предприятий;

- обоснование параметров схем вскрытия и подготовки открыто-подземным способом пологих угольных пластов при сбалансированном развитии фронта горных работ с рациональным размещением отвалов в выработанном пространстве разреза;

- разработка методики выбора схемы подготовки выемочных столбов и логистической схемы разработки пологих угольных пластов при открыто-подземном способе добычи и оценка их эффективности;

- обоснование конструктивных, режимных и технических параметров открыто-подземной геотехнологии;

- технико-экономическая оценка эффективности разработанных технологических решений.

Объект исследования: схема вскрытия и подготовки запасов Талдинского угольного месторождения при открыто-подземном способе разработки пологих пластов в Кузнецком угольном бассейне.

Предмет исследования: параметры открыто-подземной геотехнологии освоения пологих угольных пластов, с равномерным сбалансированным развитием открытых и открыто-подземных работ в разрезе.

Положения, выносимые на защиту:

1. Сбалансированная открытая отработка запасов карьерного поля и открыто-подземная выемочных шахтоучастков из выработанного пространства разреза обеспечивает рост производственной мощности горного предприятия и полноты отработки месторождения при рациональном распределении извлекаемых запасов под открытую и открыто-подземную геотехнологии добычи угля с учетом достижения максимальной производственной мощности открытых и подземных горных работ для сбалансирования срока отработки выемочных участков разреза и за его предельным контуром при согласовании схемы вскрытия и подготовки запасов, своевременном погашении подземных горных выработок для безопасного размещения внутренних отвалов в выработанном пространстве разреза.

2. Технологическая схема открыто-подземной добычи угля за предельным контуром разреза с вскрытием и подготовкой запасов шахтными участками позволяет минимизировать количество конвейерных установок и повысить коэффициент готовности транспортной схемы за счет сокращения расстояния транспортирования угля от забоя до поверхности.

3. Предложенные горнотехнические схемы совмещенной открыто-подземной отработки пологих угольных пластов обеспечивают максимальную производительность очистных механизированных комплексов по фронту ведения горных работ, снижение затрат на электроэнергию до 2,5 раз, сокращение стоимости основного производственного оборудования в 1,8 раза, повышение эффективности водоотведения из подземных выработок на 50%, а также без увеличения размера капитальных затрат обеспечивается возможность более, чем двукратного роста объемов добычи угля на разрезе.

Научная новизна

Методика, базирующаяся на использовании рациональных технологических схем подготовки и очистной выемки запасов мощных пологих угольных пластов, обосновании параметров комбинированной геотехнологии с согласованным и сбалансированным развитием открытых и открыто-подземных горных работ, отличающаяся рациональным распределением запасов под открытую и открыто -подземную отработку запасов угля за предельным контуром разреза с подготовкой выемочных участков непосредственно из его выработок при согласовании производственной мощности и скоростей развития открытых и открыто-подземных работ, обеспечении заданных сроках своевременного погашения подземных выработок для безопасного внутреннего отвалообразования вскрышных пород в выработанном пространстве разреза.

Практическая значимость результатов: обоснованы параметры и внедрены технологические рекомендации по применению сбалансированного развития при освоении Талдинского угольного месторождения, повышающие экономическую эффективность и достоверность проектных решений при

обеспечении своевременного перехода на комбинированную геотехнологию, использование проектных решений при разработке участков «Разреза Заречный» и «ш. Талдинская-Западная-2».

Методологическая основа исследований: комплексный подход, включающий сбор, анализ и обобщение результатов научных исследований в области методологии проектирования и практики разработки угольных месторождений, экономико-математическое моделирование, технико-экономический анализ, аналитическое обобщение и статистическую обработку результатов, а также графические и графоаналитические методы обработки данных с применением программных пакетов AutoCAD, Вентиляция 2.0.

Достоверность положений, выводов и рекомендаций обеспечена применением современных методов анализа и моделирования, использованием апробированных методов и положений теории открыто -подземной геотехнологии, а также привлечением проектных и фактических материалов по предприятиям угольной промышленности; сопоставимостью теоретических и экспериментальных результатов исследований с практикой проектирования и эксплуатации угольных разрезов и шахт.

Апробация работы. Основное содержание диссертации и ее отдельные разделы докладывали на XXVIII Международном научном симпозиуме «Неделя горняка» (г. Москва, 2020), на Всероссийской научной конференции с международным участием «Геодинамика и напряженное состояние недр Земли» (г. Новосибирск, 2019), на IX Инновационном конвенте «НОЦ -«Кузбасс»» (г. Кемерово, 2019), на ежегодной конференции молодых ученых ФИЦ УУХ СО РАН (г.Кемерово, 2019), на IV Научно-практической конференции ПМХ ПАО «Кокс» (г.Кемерово, 2019), на Международной научно-практической конференции «Уголь России и Майнинг» (г.Новокузнецк, 2019, 2020), на Международной научной школе академика К.Н. Трубецкого (г.Москва, 2020), на XXIV Международном научном симпозиуме студентов, аспирантов и молодых ученых имени академика М.А.

Усова «Проблемы геологии и освоения недр» (г. Томск, 2020), на IX Международной научно-практической конференции «Современные тенденции и инновации в науке и производстве» (г. Междуреченск, 2020).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано всего 7 работ, из них 3 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ по специальности 25.00.22 - «Геотехнология (подземная, открытая и строительная)», 3 статьи - в изданиях, индексируемых Scopus.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 106 наименований, 3 приложений и изложена на 138 страницах, включая 18 таблиц, 57 рисунков.

1. АНАЛИЗ ОПЫТА КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ И ПРАКТИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОТКРЫТО-ПОДЗЕМНОГО СПОСОБА РАЗРАБОТКИ ПОЛОГИХ ПЛАСТОВ УГЛЯ, ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ

1.1.Обобщение условий и практики разработки пологих пластов угля Кузбасса открыто-подземным способом

Кузнецкий угольный бассейн - один из крупнейших по запасам угля и объемов добычи в России, а по некоторым позициям занимает лидирующие показатели в стране, как поставщик технологического сырья для российской промышленности.

Всего в регионе известно 64 крупных, 31 средних, 26 малых месторождений, 39 проявлений угля. По структурно -тектоническим особенностям в бассейне выделяются 25 геолого-промышленных районов (рисунок 1.1), 16 из которых в различной степени освоены промышленностью: Анжерский, Кемеровский, Ленинский, Беловский, Бачатский, Прокопьевско-Киселевский, Араличевский, Байдаевский, Осиновский, Бунгуро -Чумышский, Кондомский, Томь-Усинский, Ускатский, Мрасский, Ерунаковский и Терсинский.

Устойчиво проявляется тенденция сокращения запасов угля для отработки открытой геотехнологией. Перспективным направлением отработки запасов, находящихся за приконтурной зоной разреза, подземной геотехнологией. Под комбинированной технологией понимают такой способ освоения месторождений, который включает в себя элементы нескольких геотехнологий, например, подземной и открытой. При этом предусматривается единая схема вскрытия, подготовки, добычи и переработки запасов на весь период освоения месторождения [80].

На многих разрезах Кузбасса коэффициент вскрыши приблизился к максимальному значению. Дальнейшая отработка оставшихся запасов угля открытым способом на действующих разрезах сопряжена со значительными экономическими затратами и технологическими трудностями [21, 93].

Рисунок 1.1 - Угольные районы Кузбасса Большинство пластов в Кузнецком угольном бассейне характеризуются пологим залеганием (рис. 1.2).

По степени разведанности балансовые запасы угля Кузнецкого бассейна составляют 69,3 млрд. т, в том числе по категориям: А+В+С1 - 54,6 млрд. т и 14,7 млрд. т по категории С2. Около половины общих балансовых запасов угля - 32,4 млрд. т (48,5%), относится к коксующимся углям особо ценных марок (ГЖ, Ж, КЖ, К и ОС) - 14 млрд. т. Для открытой отработки балансовые запасы пригодными является 19,3 млрд. т (26,6%), а для подземной отработки - 50 млрд. т (73,4%). Добыча угля по итогам 2018 составила 257 млн т, из которых 65,6 % открытый способ.

Углы падения пластов

Рисунок 1.2 - Распределение балансовых запасов углей Кузнецкого угольного бассейна

Открыто-подземные технологии добычи угля особенно эффективны при отработке открытым способом энергетических углей верхней части месторождений Кузбасса и нижней части подземным способом - коксующихся углей. На диаграмме добычи угля по Кузбассу с учетом способа разработки (рисунок 1.3), прослеживается рост развития открыто -подземного способа.

эооооо

250070

2007 2009 2011 2013 201Б 2017 2019

N Добыча комбинированным способом И шахты Ш разрезы ■ Общая добыча угля

Рисунок 1.3 - Добыча угля по Кузбассу по способу разработки, тыс. т/год

В настоящее время ведут добычу в Кузбассе 42 шахты и 52 угольных разреза, из которых 12 шахт и разрезов используют частично единую

инфраструктуру (таблица 1.1). Исходя из оценки геологического ресурса запасов Кузбасса по добыче угля открыто-подземным способом, проведенной сотрудниками лаборатории эффективных технологий разработки угольных месторождений (ЭТРУМ) Института угля ФИЦ УУХ СО РАН. В список вошли участки с благоприятными горно-геологическими условиями залегания с углами падения до 18°.

Таблица 1.1 - Угольные предприятия, использующие открыто-подземный способ

Угольные предприятия, использующие одну инфраструктуру (открыто-подземный способ) Добыча за 2019 г., тыс. т

АО «Кузбассразрезуголь» р. Моховский 1871

ш. Байкаимская 1486

ООО «Западно-Сибирская Угольная Компания» р. Южный 695

ш. Талдинская-Южная 1453

АО «СУЭК-Кузбасс» р. Заречный 4000

ш. Талдинская-Западная-2 3523

АО «СУЭК-Кузбасс» р. Камышанский 3102

ш. Котинская 5113

АО ХК «СДС-Уголь» р. Черниговец 6024

ш. Южная 2722

ПАО «Южный Кузбасс» р. Сибиргинский 477

ш. Сибиргинская 244

АО «Кузбассразрезуголь» АО «Южкузбассуголь» р. Ерунаковский 1785

ш. Ерунаковская 3028

АО «Кузбассразрезуголь» р. Калтанский 2441

ш Алардинская 2590

АО «Южкузбассуголь» ООО «Распадская угольная компания» р. Распадский 4367

ш. Распадская 6144

Другие предприятия 15437

ИТОГО 66502

Анализ данных позволяет сделать вывод о перспективной работе производственных единиц шахтоуправлений с использованием очистных механизированных комплексов при открыто-подземном способе, что подчеркивают среднестатистические показатели.

По результату мировой практики наивысшие показатели работы системы разработки длинными столбами достигают при применении многоштрековых схем подготовки выемочных участков. Основные рекорды производительности очистных забоев шахт США были достигнуты в благоприятных горно-геологических условиях именно при использовании многоштрековой подготовки с оставлением целиков. Наивысшие показатели производительности Российских очистных забоев достигнуты при подготовке выемочных участков спаренными выработками с оставлением целиков между ними при использовании очистного оборудования ведущих мировых производителей (таблица 1.2) [98].

Таблица 1.2 - Параметры систем разработки и технологических схем

подготовки выемочных участков шахт АО «СУЭК-Кузбасс»

Показатели Ед. изм. Диапазон изменения Лучший мировой опыт (США)

Факт 2017 г. Перспектива

Длина лавы м 180-400 250-400 300-480 (до 540)

Длина столба м 1000-3720 2500-7000 2500-6900

Подготовка выемочных участков Спаренными выработками Спаренными выработками, тремя выработками Тремя выработками, четырьмя выработками, спаренными выработками

Размеры целиков 7-9 податливые

между выемочными м 9-35 10-40 целики 30-40 жесткие

выработками: целики

У монтажной камеры м 15-80 15-80 60-150 м

У демонтажной камеры м 15-80 15-80 60-150 м

Между основными м 15-30 15-30 12-25

выработками

Расстояние между сбойками м 60-200 50-200 30-35

Joy 7LS-20; 7LS6; 4LS-20; Joy 7LS-20; 7LS6; 4LS-20;

комбайн Electra-3000; EickhoffSL- 500; Electra-3000; Eickhoff SL-900; Eickhoff Joy 7LS(1-6); CAT EL (600-3000)

Средства EickhoffSL-900 SL-1000

механизации очистных работ конвейер А30(34); AFC; PF; SH PF 6/1142 А30(34); AFC; PF; SH PF 6/1142 Joy; JWR; CAT

крепь Joy; CAT (DBT); Tagor 24/50; Глиник 15/32 Joy; CAT (DBT) Joy; CAT (DBT)

Нагрузка на т/сут 8000-55000 До 65000 57000

Показатели очистной забой Ед. изм. Диапазон изменения Лучший мировой опыт (США)

Факт 2017 г. Перспектива

тыс.т/мес 100-1560 До 2000 1500

тыс.т/год 2000-5000 До 8000 7000-12000

Характеристика выемочных выработок 8св, м2 8,6-20 9-20 14-18

тип крепи АСП и канатные анкера АСП и канатные анкера АСП и канатные анкера

Средства механизации проходки комбайн ГПКСС; КП- 21; Joy; Dosco; Busyrus КП-21; Joy; Dosco; Busyrus Joy12 CM; 14 CM ABM14(20; 25)

транспортировка горной массы СР-70; BC-15; Joy SC СР-70; ВС-15; Joy SC Joy SC

вспомогательный транспорт МПД; напочвенная дорога МПД МПД

Скорость проходки м/сут 4-25 20-40 45-76

м/мес 120-650 500-1000 >1000

При строительстве горнотехнической системы учитываются основные влияющие при открыто-подземной разработке месторождений факторы:

- степень взаимного влияния и технологической взаимосвязи открытого и подземного способов разработки;

- изменение физико-механических свойств массива горных пород при эксплуатации месторождения, процессы сдвижения и деформации горных пород в зоне влияния подземной разработки с образованием зон сдвижения земной поверхности, трещин, воронок и провалов;

- склонность месторождения и массива горных пород или их части к горным ударам;

- нарушенность массива горных пород подземными выработками, наличие пустот отработанных камер и блоков в контуре угольного разреза;

- неблагоприятное воздействие массовых взрывов в угольном разрезе (сейсмическое воздействие на распределение напряжений в массиве горных пород, возможности загазованности горных выработок ядовитыми продуктами массовых взрывов, выброса горной массы в разрез при ведении подземных массовых взрывов и т.д.);

- наличие аэродинамических связей между открытыми и подземными горными работами при открыто -подземной разработке месторождения;

- возникновение пожаров при совмещенной разработке месторождений полезных ископаемых, склонных к самовозгоранию;

- внезапные прорывы воды в горные выработки разреза и шахты;

- влияние климатических условий района на отработку запасов в зоне угольного разреза.

К одним из таких горнотехнических систем относятся смежные угольные предприятия АО «СУЭК-Кузбасс» шахта «Талдинская-Западная-2» и разрез «Заречный» (рисунок 1.4).

Продуктивные отложения участка в пределах рассматриваемой площади представляют собой чашеобразную структуру с общим погружением в восточном направлении под углами 5-15°.

Рисунок 1.4 - План шахты «Талдинская-Западная-2» и разреза «Заречный»

Участок недр расположен в центральной части Ерунаковского геолого-экономического района Кузбасса в границах Талдинского и Северо-Талдинского каменноугольных месторождений. В разрезе продуктивных отложений участка содержится 6 мощных угольных пластов и 3 пласта средней мощности. Непосредственная кровля пластов сложена слоями

мелкозернистых алевролитов, переслаиванием алевролитовых разностей, отмечается наличие ложной кровли.

Для отработки месторождения за предельным контуром разреза предусмотрено следующее существующее положение проведения капитальных горных выработок для отработки выемочных единиц в шахте «Талдинская-Западная-2» (рис.1.5). Вскрытие пласта осуществлено двумя наклонными стволами (путевым и конвейерным) и вертикальным вентиляционным шурфом, пройденными в северо-западной части шахтного поля с основной промплощадки шахты, а также фланговым стволом и штольней пройденными в северной части шахтного поля с фланговой промплощадки шахты.

Рисунок 1.5 - Шахтная раскройка по пласту

Для организации надежного запасного выхода из шахты, в южной части шахтного поля пройден вентиляционный ходок. Отработка выемочных столбов осуществляется односторонней панелью прямым ходом от центральных выработок к фланговым, длина лав составляет 300 м, выемка угля в лаве осуществляется по односторонней схеме, схема подготовки

выемочных столбов - проведение встречными спаренными забоями выемочных штреков (конвейерного и вентиляционного) с центральных и фланговых уклонов.

Размеры охранных целиков у капитальных выработок, проводимых как по пласту, так и по породе, со стороны выработанных пространств приводятся в таблице 1.3, размеры предохранительных целиков между двумя капитальными выработками - в таблице 1.4.

Таблица 1.3 - Ширина охранного целика у капитальных выработок со стороны выработанного пространства_

Глубина Н, м Ширина охранного целика у капитальных выработок Ьо (м) со стороны выработанного пространства, в зависимости от вынимаемой мощности пласта т, м

3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0

до 200 50 54 58 63 67 69 72

250 57 62 67 72 76 79 82

300 63 67 73 78 82 86 89

350 67 73 77 83 86 91 94

Таблица 1.4 - Ширина целика между капитальными выработками

Глубина Н, м Ширина целика между капитальными выработками, Ьо (м), в зависимости от вынимаемой мощности пласта т, м

3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0

до 200 25 27 29 32 34 35 36

250 29 31 39 36 38 40 41

300 32 34 37 39 41 43 45

350 34 37 39 42 43 46 47

На шахте применяется система разработки пласта длинными столбами по

простиранию с полным обрушением кровли.

Таким образом, обобщение условий и практики разработки пологих пластов угля Кузбасса открытым и подземным способами, согласно таблице 1.1 показывает, что в условиях выбывающих мощностей действующих угольных разрезов, перехода на глубокие горизонты ведения работ подземным способом, за предельным контуром разреза является перспективным способом, требующий совершенствования.

1.2. Характеристика способов открыто-подземной разработки угольных месторождений

Существенный вклад в развитие способов комбинированной разработки угольных месторождений внесли труды академиков Мельникова Н.В., Мельникова Н.Н., Ржевского В.В., Трубецкого К.Н., членов-корреспондентов РАН Каплунова Д.Р., Яковлева В.Л., докторов наук Анистратова Ю.И., Атрушкевича А.А. и Атрушкевича В.А., Гавришева С.Е., Клишина В.И., Корнилкова С.В., Леля Ю.И., Мельника В.В., Рыльниковой М.В., Секисова А.Г., Сенкуса В.В., Федорина В.А., Ялевского В.Д., и многих других ученых.

Анализ трудов этих ученых свидетельствует, что в условиях выбывающих мощностей действующих угольных разрезов, перехода на глубокие горизонты ведения работ перспективным направлением является отработка запасов в приконтурной зоне и за пределами разреза подземным способом.

В результате научных исследований, выполненных под руководством чл.-корр. РАН Д.Р. Каплунова [28, 30-35] и проф, Рыльниковой М.В. [70-76] разработана методология обоснования рациональных способов и параметров . подземной и открыто-подземной разработки рудных и угольных месторождений, оптимизации производственной мощности рудников, их технического переоснащения, принципов разработки месторождений твердых полезных ископаемых в полном цикле комплексного освоения и сохранения недр. Им введено понятие горнотехнической системы - как совокупности технологических подсистем добычи полезных ископаемых и соответствующих им горных конструкций во взаимодействии с осваиваемыми участками недр. Создана и используется при проектировании классификация горнотехнических систем, позволяющая выбрать рациональный вариант освоения недр в зависимости от горно-геологических условий разработки.

Научные труды д.т.н. Федорина В.А. и Ялевского В.Д. [101-106] направлены на разработку методов исследования геотехнологических структур вскрытия и подготовки шахтных полей открыто-подземным

способом [26, 85, 87, 89, 100]. Под его руководством и непосредственном участии получены новые технологические решения по агрегированию автономных шахтоучастков модульной структуры в состав системы действующих шахт и в проекты освоения перспективных угольных месторождений Кузбасса с целью повышения эффективности подземной угледобычи и создания шахт мирового технико-экономического уровня в Кузбассе. Выполненные исследования [26, 85, 87, 89, 100] убедительно доказали, что объединение открытого и подземного способа добычи с использованием общей инфраструктуры, позволит продлить эксплуатацию угледобывающего комплекса, а также повысить полноту освоения месторождения.

Проведенная оценка добычи угля в Кузбассе с 2007 по 2019 гг. по комбинированному способу разработки показала, что добыча угля увеличилась более чем в 3 раза (рисунок 1.3).

Разработаны модульные горнотехнические системы шахтоучастков, адаптированные к комбинированным технологиям добычи угля в Кузбассе, защищенные патентами на изобретения Российской Федерации [46, 49, 53, 5763, 45].

Ряд исследований посвящен совершенствованию технологии подземных горных работ на угольных месторождениях с учетом влияния действующих открытых работ. Обоснована стратегия проектирования, строительства и эксплуатации шахт на базе выемки угольных пластов механизированными комплексами с поверхности посредством эксплуатации шахт (модулей).

Д.т.н. Сенкусом В.В. и д.т.н. Фряновым В.В. разработаны технологические решения отработки свиты угольных пластов комбинированным открыто-подземным способом [29, 47, 48, 50-52, 54-56, 78, 79, 90]. Авторами предложено размещением промплощадки, отвалов пород, отстойников, водосборники и других объектов технологического комплекса в глубоких разрезных траншеях, что не требует больших затрат. Разработан комбинированный способ, предусматривающий вскрытие месторождения

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Шишков Роман Игоревич, 2021 год

Список использованных источников

1. Bruggeman G.A. Analytical solutions of geohydrological problems /

93. Bruggeman G.A.// - 1999 -Dev. Wat. Sci., 46: 331

2. Calculation of the main drainage installation the mine: Guidelines for course work on course "Stationary machines" students the specialties 150402 "Mining machines and equipment" full-time training. - Yurga: IPL UTI TPU, 2006. - 72 p.

3. Fedorin V.A. Hybrid opencast/underground process to mine Kuzbass coal deposits / Fedorin V.A., Shakhmatov V.Ya., Anferov B.A. and Kuznetsova L.V.// 2015 - Challenges for Development in Mining Science and Mining Industry. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 262 012015 (2019)

4. Ground Probe, 2015. Targeted area monitoring (SSRTM-XT, SSRTM-MT), [online]. Available from: <http://www.groundprobe.com/products-and-services/targeted-area-monitoring-ssr-sup-tm-sup-xt-ssr-sup-tm-sup-mt> [Accessed: 18 September 2015]

5. Hamanaka A. Application of Punch Mining System to Indonesian Coal Mining Industry / Hamanaka A., Sasaoka T., Shimada H., Matsui K., and Takamoto H.// 2011 - In Proceedings of the 20th International Symposium on Mine Planning and Equipment Selection, 187-97.

6. Hem P. Pits & Quarries / P. Hem // In Techno Mine. Accessed October 25-2014.

http://technology.infomine.com/reviews/pitsandquarries/welcome.asp?view=full

7. https://miningst.com/longwall-mining/overview-longwall-mining/punchlongwallmining/ Punch longwall mining дата обращения: 20.03.2020г.

8. Islam M.R. Numerical modeling of slope stability consideration of an open-pit coalmine in the Phulbari coal basin / M.R. Islam, M.O. Faruque // NW Bangladesh. Electron J Geotech Eng 2012, pp. 17-29.

9. Letti M., 2015. Personal Communication / Letti M.// 16 September

10. Little M.J. Slope Monitoring Strategy at PPRust Open Pit Operations, International Symposium on Stability of Rock Slopes in Open Pit Mining and Civil Engineering, The South African Institute of Mining and Metallurgy / Little M.J.// Symposium Series 44 - 2006, pp. 211-230.

11. Luke Clarkson, 2016. Effect of Punch Longwall Retreat on Highwall Stability, [online].

12. Naghadehi M. A new open-pit mine slope instability index defined using the improved rock engineering systems approach / Naghadehi M., Jimenez R., KhaloKakaie R., Jalali S.// Int. J. Rock Mech. Min. Sci. 2013; 61: pp.1-14.

13. Ritter M., 2002. Mass Movement / M. Ritter // [online]. Available from: <http://www. earthonlinemedia. com/ebooks/ tpe_3e/mass_ movement_weathering/mass_movement_ 1.html> [Accessed: 21 September 2015]

14. Sainsbury D.P. Two- and three-dimensional numerical analysis of the interaction between open-pit slope stability and remnant underground voids / Sainsbury D.P., Pierce M.E., Lorig L.J.// 5th Large Open Pit Conference, Kalgoorlie - 2018, Western Australia, pp.251-257.

15. Shibata S. Preliminary Study on Design of Longwall Mining from Final Highwall at Mae Moh Lignite Mine in Thailand / Shibata S., Lin N. Z., Shimada H., Hamanaka A., Sasaoka T., Matsui K., and Lawowattanabandit P.// 2013 - In Proceedings of the 22nd Mine Planning and Equipment Selection, 227-34.

16. Shishkov R.I. Justification of parameters mining and technological structure of modular mine sites in terms water disposal / Shishkov R.I., Fedorin V.A.// E3S Web of Conferences 174, 02013 (2020)

17. Sullivan T. D., 1993. Understanding pit slope movements/ T. D. Sullivan // in Proceedings of the Australian Conference on Geotechnical Instrumentation and Monitoring in Open Pit and Underground Mining - 1993, pp 435-445

18. Thermal Expansion. 2002. Science of Everyday Things, [online]. Available from: <http://www.encyclopedia.com/doc/1G2-3408600095.html> [Accessed: 18 September 2015]

19. Van Drecht G. Calculation of steady groundwater flow to ditches. RID-Mededelingen 83-3 In Dutch with English abstract. The Netherlands, National Institute for Water Supply- 1983.

20. Wageningen Spatial agro-hydro-salinity model. Version 1.7. Description of principles, user manual and case studies. SAHYSMOD working group of ILRI., The Netherlands. 134 pp.

21. Баловнев В.П. Состояние минерально-сырьевой базы угольной промышленности Кузбасса / Баловнев В.П., Шаклеин С.В., Ярков В.О. // Горная промышленность. - 2000 - №2- С. 4-8.

22. ГОСТ 33164.1 - 2014. Оборудование горно-шахтное. Крепи механизированные. Секции крепи.

23. Громов Ю.В. Методическое руководство по выбору геомеханических параметров технологии разработки угольных пластов короткими забоями / Громов Ю. В., Плахов А. В. и др. - СПб.: ВНИМИ, 2003.

24. Ереметов П.В. Обоснование схемы вскрытия и подготовки участка «Шурапский» при комбинированном (подземно-открытом) способе добычи угля / Ереметов П.В.// ГИАБ 2009 - С. 91.

25. Заявление на изобретение №753032879 / Способ комбинированной разработки пологих пластов.

26. Инструкция по предупреждению эндогенных пожаров и безопасному ведению горных работ на склонных к самовозгоранию пластах угля. Приказ Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 16.12.2015 г. № 517.

27. Иофис М.А., Негурица Д.Л., Есина Е.Н. Сдвижение горных пород при освоении недр Земли : монография // Москва : РУДН. - 2020. 287с.

28. Каплунов Д. Р. Развитие производственной мощности подземных рудников при техническом перевооружении. - М.: Наука, 1989.

29. Каплунов Д.Р. Комбинированная технология системной разработки угольных месторождений: монография / Каплунов Д.Р., Качурин Н.М., Сенкус В.В. и др. // Кемерово: АИ «Кузбассвузиздат», 2017. - 452 с.

30. Каплунов Д.Р. О принципах проектирования комбинированной разработки месторождений при комплексном освоении недр // Актуальные проблемы освоения месторождений и использования минерального сырья. -М.: МГГУ, 1993. - С. 59-68.

31. Каплунов Д.Р., Калмыков В.Н., Рыльникова М.В. Концептуальная модель и принципы проектирования освоения рудных месторождений комбинированным способом // Горный информ.-аналит. бюл. - М.: МГГУ, 1999. - № 3. - С. 56-61.

32. Каплунов Д.Р., Калмыков В.Н., Рыльникова М.В. Обоснование параметров комбинированной геотехнологии // Проблемы безопасности и совершенствования горных работ. - Пермь: ГИ УРоРАН, 1999. - С. 88-90.

33. Каплунов Д.Р., Мельник В.В., Рыльникова М.В. Комплексное освоение недр: Учебное пособие. - Москва: Изд-во ТулГУ, 2016. - 332 с.

34. Каплунов ДР., Помельников И.И. Развитие теории проектирования подземных рудников // Горный вестник. - 1997. - № 5. - С. 7885.

35. Каплунов Д.Р., Шубодеров В.И. Перспективы разработки рудных месторождений комбинированным способом // Горный журнал. - 1997. № 8. -С. 16-18.

36. Козлов Л.А. Оптимальное планирование развития и размещения отраслей промышленности. М.: Наука, 1970.

37. Кокарев К.В. Обоснование параметров технологии разработки пологих угольных пластов столбами по восстанию с размещением транспортного горизонта на поверхности, 2013, Екатеринбург

38. Коровкин Ю.А. О производительности комплексно -механизированных забоев, оснащаемых по инвестиционным проектам и договорам лизинга // Уголь 5-2001, С.37-42.

39. Курта И.В. Математическое обоснование целесообразности многоштрековой подготовки угольных пластов // Курта И. В., Коршунов Г. И., Ютяев Е. П. - 2012.

40. Михайлов А.Ю. Технологические аспекты перехода с открытого на подземный способ добычи угля в Кузбассе / Михайлов А.Ю., Варфоломеев Е.Л., Кассина О.В.// Вестник Кузбасского государственного технического университета, 2005 - С. 43

41. Овденко В.И. Устойчивое развитие угольной отрасли Кузбасса: Автореф. дис. ... канд. геогр. наук. - Барнаул, 2002. - 20 с.

42. Ордин А.А. Динамические модели оптимизации проектной мощности шахты. Новосибирск: ИГД СО РАН, 1991. -160 с.

43. Ордин А.А. К вопросу об оптимизации длины и производительности комплексно-механизированного очистного забоя / Ордин А.А., Метельков А.А.// ФТПРПИ. — 2013. — № 2.

44. Ордин А.А. Моделирование и оптимизация технологических параметров очистных и подготовительных работ в панели угольной шахты // Ордин А. А., Никольский А. М., Метельков А. А. - 2013.

45. Патент РФ 2513785. Способ комплексного освоения угольного месторождения / Анферов Б.А., Кузнецова Л.В. // Опубл. 20.04.2014, Бюл. №11.

46. Патент РФ №1751333. Способ комбинированной разработки пластовых месторождений полезных ископаемых / Попков М.П., Нифонтов А.И., Ялевский В.Д. и др. // Опубл. 30.07.1992. Бюл. № 28.

47. Патент РФ №2285121. Способ открыто-подземной разработки свиты пологих угольных пластов / Ялевский В.Д., Федорин В.А., Анферов Б.А., Варфоломеев Е.Л., Кассина О.В. // 10.10.2006, бюл. № 28.

48. Патент РФ №2290510. Открыто-подземный способ разработки месторождений / Сенкус Вал. В., Фомичев С.Г., Сенкус В.В. // заявл. 23.05.2005; опубл. 27.12.2006, Бюл. № 36.

49. Патент РФ №2295036. Комплексный способ разработки пластовых месторождений / Сенкус Вал. В., Сенкус Вас. В. И др. // заявл. 23.05.2005; опубл. 10.03.2007, Бюл. № 7.

50. Патент РФ №2387836. Способ открытой добычи угля с использование инфраструктуры смежной шахты / Шахматов В.Я., Федорин В.А., Анферов Б.А., Кузнецова Л.В., Михайлов А.Ю. // Опубл. 27.04.2010, бюл. № 12.

51. Патент РФ №2388911. Комплексный способ разработки пластов опасных по газу и пыли, склонных к горным ударам и внезапным выбросам: / Сенкус Вал. В., Фрянов В.Н., Фомичев С.Г. и др. // заявл. 05.08.2008; опубл. 10.05.2010, Бюл. № 13.

52. Патент РФ №2418168. Комплексный способ разработки свит пологих пластов / Сенкус Вал.В., Стефанюк Б.М., Фрянов В.Н. и др. // заявл. 17.11.2009; опубл. 10.05.2011, Бюл. № 13.

53. Патент РФ №2425216. Комплексный способ разработки свит пластов антиклинальных месторождений с пологим и/или крутым залеганием пластов / Сенкус Вал.В., Стефанюк Б.М., Сенкус В.В., Сенкус Вас.В. и др. // заявл. 28.12.2009; опубл. 27.07.2011, Бюл. № 21.

54. Патент РФ №2430236. Способ комбинированной разработки угольного месторождения / Федорин В.А., Шахматов В.Я., Анферов Б.А., Кузнецова Л.В. // Опубл. 27.09.2011, бюл. № 27

55. Патент РФ №2439321. Открыто-подземный способ разработки пластовых месторождений / Сенкус Вал. В., Фрянов В.Н., Фрянова О.В. // патентообл. ФГБОУ ВПО «СибГИУ»; заявл. 18.06.2010; опубл. 10.01.2012, Бюл. № 1.

56. Патент РФ №2461710. Способ выемки угля динамическим стругом / Сенкус Вал. В., Нелидов С.С. и др. // патентообл. ФГБОУ ВПО «Кемеровский государственный университет»; заявл. 21.04.2009; опубл. 20.05.2012, Бюл. № 26.

57. Патент РФ №247793. Способ комбинированной разработки свиты пологих месторождений / Сенкус Вал. В., Мельник В.В., Сенкус В.В. и др. // заявл. 20.09.2011; опубл. 20.03.2013, Бюл. № 8.

58. Патент РФ №2490454. Способ открыто-подземной разработки мощного крутонаклонного угольного пласта / Анферов Б.А., Кузнецова Л.В. // Опубл. 20.08.2013, бюл. № 23

59. Патент РФ №2490455. Способ открыто-подземной разработки пологого угольного пласта средней мощности / Анферов Б.А., Кузнецова Л.В., Федорин В.А., Шахматов В.Я. // Опубл. 20.08.2013, Бюл. № 23.

60. Патент РФ №2490456. Способ открыто-подземной разработки мощного пологого угольного пласта / Анферов Б.А., Кузнецова Л.В., Федорин В.А., Шахматов В.Я. // Опубл. 20.08.2013, Бюл. № 23.

61. Патент РФ №2499129. Способ открыто-подземной разработки крутых угольных пластов / Анферов Б.А., Кузнецова Л.В. // Опубл. 20.11.2013, Бюл. № 32.

62. Патент РФ №2563895. Способ открыто-подземной разработки свиты крутонаклонных угольных пластов / Анферов Б.А., Кузнецова Л.В. Опубл. 27.09.2015. // Бюл. № 27.

63. Патент РФ №2651833. Способ открыто-подземной разработки угольного пласта, залегающего в виде брахисинклинали / Анферов Б.А., Кузнецова Л.В. // Опубл. 24.04.2018, Бюл. № 12.

64. Порцевский А.К. Открытые горные работы / Порцевский А.К., Анистратов Ю.И.// Москва. - 1999 г. - с. 4.

65. Потапов В.П., Мазикин В.П., Счастливцев Е.Л., Вашлаева Н.Ю. Геоэкология угледобывающих районов Кузбасса/Новосибирск: Наука,2005. -660 с.

66. Прогрессивные технологические схемы разработки пластов на угольных шахтах, М., 1979г.

67. Расчёт и экспериментальная оценка напряжений в целиках и краевых частях пласта угля (Методические указания). - Л., ВНИМИ, 1973. -130с.

68. Расчет производительности очистных комбайнов со шнековым исполнительным органом, Плотников В.П. // Сб. Механизация и

автоматизация производственных процессов при разработке угольных пластов Кузбасса №29. Прокопьевск:КузНИУИ.1976.С.59-60.

69. Рекомендации по безопасному ведению горных работ на склонных к динамическим явлениям угольных пластах, утвержденному приказом Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору от 21 августа 2017 г. N 327.

70. Рыльникова М.В. Обоснование параметров комбинированной геотехнологии освоения медноколчеданных месторождений Урала: Автореф. Дис. ...д-ра техн. наук. - Магнитогорск, 1999.

71. Рыльникова М.В. Технология комплексного освоения месторождений комбинированным способом: монография. - Магнитогорск: МГТУ, 1998.

72. Рыльникова М.В., Гордеев А.И. Экономический анализ технических решений при разработке законтурных запасов карьеров подземным способом // Разработка мощных рудных месторождений: Межвуз. сб. науч. тр. - Магнитогорск: МГТУ, 1999. - С. 22-32.

73. Рыльникова М.В., Гордеев А.И., Шадрунов В.А. Обоснование области применения комбинированной геотехнологии при освоении мощных крутопадающих месторождений ценных руд // Разработка мощных рудных месторождений: Межвуз. Сб. науч. тр. - Магнитогорск: МГТУ, 1999. - С. 1522.

74. Рыльникова М.В., Зинуров А.В. Систематизация и методика экономической оценки технологических схем выемки прикарьерных запасов комбинированными горными работами // Горные науки на рубеже XXI века: Сб. науч. тр. - Пермь: УрО РАН, 1997. - С. 97-101.

75. Рыльникова М.В., Калмыков В.Н., Зинуров А.В. Оценка устойчивости бортов карьера при выемке законтурных залежей в основании бортов комбинированной геотехнологией // Проблемы геотехнологии и недроведения: Сб. науч. Тр. междунар. науч. -техн. конференции. -Екатеринбург, 1998. - С. 137-143.

76. Рыльникова М.В., Мещеряков Э.Ю. К вопросу классификации способов комбинированной разработки месторождений // Горный информ. -анал. бюл. - М.: МГГУ, 1997. - №3. - С. 44-47.

77. Рыльникова М.В., Черных А.Д., Харин А.П. Разупрочнение массива пород борта карьера при подработке // Подземная разработка мощных рудных месторождений. - Свердловск, 1985. - С. 24-28.

78. Сенкус Вал. В. Комбинированная разработка угольных месторождений с рекультивацией нарушенных земель: монография / Сенкус Вал. В., Ермаков А.Ю., Качурин Н.М., Сенкус В.В. // Кемерово: АИ «Кузбассвузиздат», 2017. - 267 с.

79. Сенкус Вал. В., Фрянов В.Н. Задачи исследований для геомеханического обеспечения открыто-подземной технологии разработки угольных месторождений // Нетрадиционные и интенсивные технологии разработки месторождений полезных ископаемых: труды XI Международной конференции / СибГИУ. Новокузнецк, 2007.

80. Сенкус Вал.В. Разработка технологических решений отработки свиты угольных пластов подземным способом в приконтурной зоне разреза / Сенкус Вал.В., Фрянов В.Н.// ГИАБ - 2008 - С. 19-25.

81. Союз горных инженеров [электронный ресурс] // Режим доступа: URL: http://www.mmmg-portal.ru/companies/kru/mohovskiy/Союз_горных_инженеров (дата обращения: 17.09.2019)

82. Танасиенко А.А. Специфика эрозии почв в Сибири. -Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2003. - 176 с.

83. Указания по разработке паспортов крепления очистных забоев с индивидуальной крепью. - Прокопьевск, КузНИУИ, 1981. - 68с.

84. Укрупненные показатели сметной стоимости на горнопроходческие работы для шахт Кемеровской области УПСС-2000

85. Федорин В.А. Геотехнологические аспекты открыто-подземного (совмещенного) способа освоения угольных месторождений Кузбасса /

Федорин В.А., Михайлов А.Ю., Ивершина Г.Е.// ГИАБ - Сем. №№15 - 2008. - C. 265

86. Федорин В.А. Геотехнологические аспекты открыто-подземного (совмещенного) способа освоения угольных месторождений Кузбасса, Неделя горняка-2007, с. №15, стр. 261-269

87. Федорин В.А. Комбинированная геотехнология освоения недр Кузбасса/ Федорин В.А., Михайлов А.Ю., Ереметов П.В.// Уголь Кузбасса. -2008. - №1. - С. 70-73.

88. Федорин В.А. Комбинированный способ разработки угольных пластов Кузбасса на основе синтеза процессов ведения открытых и подземных горных / Федорин В.А., Шахматов В.Я., Михайлов А.Ю.// Науч. -техн. журн. "Вестник Научного центра ВостНИИ по промышленной и экологической безопасности". — 2018. — № 1. — С. 32 - 40.

89. Федорин В.А. Современные геотехнологические структуры угольных шахт Кузбасса / Федорин В.А., Потапов В.П., Кассина О.В.// ГИАБ

- Сем. №15. - 2006 - С. 253

90. Фрянов В.Н., Чубриков А.В. Обоснование параметров технологии подготовки и отработки мощных пологих пластов. Новокузнецк, 2002. - 121 с.

91. Хмелев В.А., Танасиенко А.А. Черноземы Кузнецкой котловины.

- Новосибирск : Наука. Сиб. отд-ние, 1983. - 256 с.

92. Ческидов В.И. Пути повышения эффективности и экологической безопасности открытой добычи твердых полезных ископаемых / Ческидов В.И.// Рос. акад. наук. Сиб. отд-ние, Ин-т горного дела. и др. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2010. - C. 23-37.

93. Шаклеин С.В. Нетрадиционные технологии добычи угля - основа интенсивного освоения минерально-сырьевой базы Кузбасса / Шаклеин С.В., Писаренко М.В.// Горная промышленность - №4 (92) 2010 - 22 стр.

94. Шишков Р.И. Комбинированное развитие горных работ на пологих угольных месторождениях для достижения пиковой экономики предприятия / Шишков Р.И., Федорин В.А.// ГИАБ - 2020

95. Шишков Р.И. Обоснование вскрытия и подготовки модульного шахтоучастка при комбинированном способе добычи угля в Кузбассе на примере ШУ «Байкаимская» / Шишков Р.И., Федорин В.А.// Записки Горного института. 2020. Т. 243. С. 293-298. DOI: 10.31897^12020.3.293

96. Шишков Р.И. Обоснование параметров горнотехнологической структуры «угольный разрез - шахтные участки» в части подвигания фронта открыто-подземных горных работ / Шишков Р.И., Федорин В.А. // Рациональное освоение недр - 2020 - с. 74-79.

97. Шишков Р.И. Определение рационального расположения выемочного столба относительно угла падения угольного пласта // Шишков Р.И., Федорин В.А. - Материалы IX Международной научно-практической конференции «Современные тенденции и инновации в науке и производстве» 15 апреля 2020г. - стр. 154-1 - 154-4.

98. Ютяев Е.П. Обоснование технологии интенсивной подземной разработки высокогазоносных угольных пластов: дис. ... докт. техн. наук: 25.00.22, 25.00.20. - КузГТУ, Кемерово, 2018 - с. 166-168

99. Ялевский В.Д. Исследование факторов роста производительности труда на комплексно-механизированной шахте (на примере шахты «Зыряновская» комбината «Южкузбассуголь»: Автореф. дис. ... канд. техн. наук / КузПИ. - Кемерово, 1973. - 25 с.

100. Ялевский В.Д. Модульные горнотехнологические структуры вскрытия и подготовки шахтных полей Кузбасса / Ялевский В.Д., Федорин В. А.// М.: Изд-во Кузбассвузиздат, 2000. - С. 67

101. Ялевский В.Д., Федорин В.А. Горнотехнологическая структура модульного шахтоучастка // Труды II международной конференции «Нетрадиционные и интенсивные технологии разработки месторождений полезных ископаемых» / СибГГМА. - Новокузнецк, 1997. - С. 30-31.

102. Ялевский В.Д., Федорин В.А. Классификация и количественная оценка развития горнотехнологической структуры угольных шахт // Сб. науч. тр. №13. Совершенствование технологических процессов при разработке

месторождений полезных ископаемых / НТЦ «Кузбассуглетехнология». -Кемерово, 1998. - С. 3-17.

103. Ялевский В.Д., Федорин В.А. Научное обоснование горнотехнологической структуры угольных шахт мирового технико-экономического уровня в Кузбассе // Уголь. - 1998. - № 9. - С. 33-34.

104. Ялевский В.Д., Федорин В.А. Угледобывающие предприятия нового типа в Кузбассе // Труды Всесоюзной конференции по развитию производительных сил Сибири «Угольный комплекс-90». - Ленинск-Кузнецкий, 1990. - С. 52-55.

105. Ялевский В.Д., Федорин В.А., Голубова Т.В. Метод оптимизации размещения технологических объектов угледобывающего комплекса // Труды XII международной конференции по автоматизации в горном деле (1САМС-95). Польша, Гливице. - 1995. - С. 43-48.

106. Ялевский В.Д., Федорин В.А., Попков М.П. Комбинированная (открыто-подземная) технология добычи угля // Тезисы докладов II международной конференции «Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири». Секция «Уголь и углепродукты» / КузГТУ. - Кемерово, 1997. - Ч. 1 - С. 120-124.

Приложение 1

Расчет стоимости проведения выработок

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Всего сметная

Характеристика Расценка на 1м3 в свету Стоим ость забойн ых затрат в ценах 2000г., (с НР) тыс.ру б. стоимость горных работ тыс.руб. Затраты

Наименование выработок Ь п.м. ^в, м3 Sс в, м2 креп ле-ние проведе ние по породе/ углю способ про- ходк и стоим ость прямы х забойн ых затрат в ценах 2000г., руб/ в т.ч.опл ата труда обоснов ание стоимо сть прямы х ОШР в ценах 2000г., руб /в т.ч. оплата труда суммар ная стоимо сть прямы х забойн ых затрат и ОШР в ценах 2000г., руб. сметна я стоим ость забойн ых и ОШР затрат в ценах 2000г., руб. в ценах 2000г в теку щих ценах к=11, 372 на содерж ание горных вырабо ток ( 5% от стоимо сти) тыс.руб

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Существующие выработки на

балансе предприятя 3307 3760

Путевой ствол 2855 9691 19604 0 67 18803

Устье путевого ствола 140 1540 11 мета порода откр 2069,7 УПСС, 1303,9 3373,6 4419,5 4131,8 6806, 77400

,0 лл + бето н 2 388,17 п.10.7 к=0,84; 1; 1,15; 1,06; 1,15 2 273,82 4 661,99 8 6 16

С арочной крепью 160 2064 12 ,9 арка порода ком б. 854,37 УПСС, п.10,4 538,26 1392,6 3 1802,1 4 2240,0 4 3719, 62 42299

1 2 3 4 5 6

С арочной крепью 35 452 12 арка уголь

,9

Со сталеполимерной анкерной 385 6276 16 анке уголь

крепью ,3 Р

Со сталеполимерной анкерной 620 8804 14 анке уголь

крепью ,2 Р

Со сталеполимерной анкерной 980 1679 17 анке уголь

крепью 7 ,1 Р

Со сталеполимерной анкерной 535 1166 21 анке уголь

крепью 3 ,8 Р

Конвейерный ствол 2700

Устье конвейерного ствола 90 990 11 мета порода

,0 лл +

бето

н

С арочной крепью 210 2709 12 арка порода

,9

7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

146,15 k=l,l; 1; 0,93; 1,15 113,03 259,18

ком б. 666,41 114,00 УПСС, п. 10,4 к=1,1; 0,78; 0,93; 1,15 419,84 88,17 1086,2 5 202,16 1405,6 7 382,21 634,6 6 7217

ком 221,99 УПСС, 139,85 361,84 449,36 1651,1 2819, 32069

б. 26,03 п. 10.6 к= 0,8; 1,15 29,37 55,40 4 98

ком 350,62 УПСС, 220,89 571,51 715,60 3710,1 6300, 71646

б. 44,81 п. 10.6 к=0,8; 1,15 46,39 91,20 9 17

ком 221,99 УПСС, 139,85 361,84 449,36 4419,5 7548, 85836

б. 26,03 п. 10.6 к= 0,8; 1,15 29,37 55,40 0 05

ком 221,99 УПСС, 139,85 361,84 449,36 3068,6 5240, 59600

б. 26,03 п. 10.6 к= 0,8; 1,15 29,37 55,40 4 93

8036 15253 25738 29269 1 14635

откр 1799,7 УПСС, 1133,8 2933,6 3843,1 2309,7 3804, 43267

5 п. 10.7 4 0 2 3 69

337,54 к=0,84;1 ; 1,15; 1,06 238,11 575,65

ком 742,93 УПСС, 468,05 1210,9 1567,0 2556,5 4245, 48277

б. 127,09 п. 10,4 к=1;1,1; 0,93 98,29 8 225,38 8 7 21

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

С арочной крепью 5 65 12 арка уголь ком 579,49 УПСС, 365,08 944,57 1222,3 47 48 78,84 897

,9 б. п.10,4 2

99,13 к= 1,1; 76,67 175,79

0,78;

0,93

Со сталеполимерной анкерной 1045 1348 12 анке уголь ком 304,89 УПСС, 192,08 496,96 622,26 4939,9 8388, 95393

крепью 1 ,9 р б. п.10.6 7 42

38,97 к= 0,8 40,34 79,30

Со сталеполимерной анкерной 850 1474 17 анке уголь ком 193,03 УПСС, 121,61 314,64 390,75 3374,0 5762, 65532

крепью 8 ,4 р б. п.10.6 9 60

22,63 к= 0,8 25,54 48,17

Со сталеполимерной анкерной 500 8850 17 анке уголь ком 193,03 УПСС, 121,61 314,64 390,75 2024,8 3458, 39326

крепью ,7 р б. п.10.6 0 15

22,63 к=0,8 25,54 48,17

СО 435 7, мета уголь ком 1407,5 УПСС, 619,31 2026,8 3205,8 1035,7 1394, 15859

Вентиляционный шурф 5 лл + б. 2 п.2 2 8 7 56 793

бето 616,19 к=0,93; 130,05 746,24

н 1,17;

0,85;

1,15

Вентиляционный ствол 2080 1563 8217 14033 15958 7979

8

Со сталеполимерной анкерной 263 4497 17 анке уголь ком 193,03 УПСС, 121,61 314,64 390,75 1028,9 1757, 19984

крепью ,1 р б. п.10.6 4 32

22,63 к=0,8 25,54 48,17

Со сталеполимерной анкерной 627 1053 16 анке уголь ком 193,03 УПСС, 121,61 314,64 390,75 2409,9 4116, 46807

крепью 4 ,8 р б. п.10.6 9 01

22,63 к=0,8 25,54 48,17

Со сталеполимерной анкерной 514 8918 17 анке уголь ком 193,03 УПСС, 121,61 314,64 390,75 2040,3 3484, 39628

крепью ,4 р б. п.10.6 3 68

22,63 к=0,8 25,54 48,17

Со сталеполимерной анкерной 676 1196 17 анке уголь ком 193,03 121,61 314,64 390,75 2737,5 4675, 53169

крепью 5 ,7 р б. 2 41

1 2 3 4 5 6

Вентиляционный ходок 180

Устье вентиляционного ходка 80 1296 16 ,2 мета лл + бето н уголь

С арочной крепью 100 1620 16 ,2 арка уголь

Фланговый ствол 810 1044 9 12 ,9 арка уголь

Штольня 150

Устье штольни 80 1296 16 ,2 мета лл + бето н уголь

С арочной крепью 70 1134 16 ,2 арка уголь

7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

22,63 УПСС, 25,54 48,17

п. 10.6

к=0,8

4996 4141 6835 77731 3887

откр 1819,1 УПСС, 1146,0 2965,1 3884,4 3056,2 5034, 57250

3 п. 10.7 5 7 8 0 29

341,17 к=0,93; 240,67 581,84

0,85;

1,15;

0,99;

1,15

ком 527,07 УПСС, 332,05 859,13 1111,7 1084,6 1801, 20481

б. п. 10,4 6 3 04

90,16 к=0,87; 69,73 159,89

0,78;

0,93;

1,15

ком 579,49 УПСС, 365,08 944,57 1222,3 7691,6 12772 14524

б. п. 10,4 2 2 ,03 3 7262

99,13 к=1,1; 76,67 175,79

0,78;

0,93

4996 3815 6295 71587 3579

откр ком б. 1819,1 3 341,17 527,07 90,16 УПСС, п. 10.7 к=0,93; 0,85; 1,15; 0,99; 1,15 УПСС, п. 10,4 к=0,87; 0,78; 0,93; 1,15 1146,0 5 240,67 332,05 69,73 2965,1 7 581,84 859,13 159,89 3884,4 8 1111,7 6 3056,2 0 759,24 5034, 29 1260, 73 57250 14337

1 2 3 4 5 6

Путевой квершлаг на пласт 69 120 2304 19 арка уголь

,2

Вентиляционный квершлаг на 140 2688 19 арка уголь

пласт 69 ,2

Проектируемые выработки

Конвейерный ствол №1 55 1056 19 арка уголь

,2

Промежуточный ствол №1 55 1056 19 арка уголь

,2

Путевой ствол №1 55 1056 19 арка уголь

,2

Промежуточный ствол №2 55 1056 19 арка уголь

,2

Конвейерный ствол №2 55 1056 19 арка уголь

,2

Путевой ствол №2 55 1056 19 арка уголь

,2

7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

ком 605,83 УПСС, 484,66 1090,4 1522,2 1773,0 3507, 39885

б. 103,63 п. 10,4 к=0,78; 0,93; 1,15 169,63 9 273,27 5 9 27 1994

ком 526,81 УПСС, 421,45 948,25 1323,7 1798,7 3558, 40463

б. 90,12 п. 10,4 к=0,78; 0,93 147,51 237,62 0 9 10 2023

ком б. 526,81 90,12 УПСС, п. 10,4 к=0,78; 0,93 421,45 147,51 948,25 237,62 1323,7 0 706,67 1397, 82 15896 795

ком 605,83 УПСС, 484,66 1090,4 1522,2 812,67 1607, 18280

б. 103,63 п. 10,4 к=0,78; 0,93; 1,15 169,63 9 273,27 5 50 914

ком 605,83 УПСС, 484,66 1090,4 1522,2 812,67 1607, 18280

б. 103,63 п. 10,4 к=0,78; 0,93; 1,15 169,63 9 273,27 5 50 914

ком б. 526,81 90,12 УПСС, п. 10,4 к=0,78; 0,93 421,45 147,51 948,25 237,62 1323,7 0 706,67 1397, 82 15896 795

ком б. 526,81 90,12 УПСС, п. 10,4 к=0,78; 0,93 421,45 147,51 948,25 237,62 1323,7 0 706,67 1397, 82 15896 795

ком 605,83 УПСС, 484,66 1090,4 1522,2 812,67 1607, 18280

б. 103,63 п. 10,4 к=0,78; 169,63 9 273,27 5 50 914

1 2 3 4 5 6

Промежуточный ствол №3 55 1056 19 арка уголь

,2

Конвейерный ствол №3 55 1056 19 арка уголь

,2

Путевой ствол №3 55 1056 19 арка уголь

,2

Промежуточный ствол №4 56 1075 19 арка уголь

,2

Конвейерный ствол №4 58 1114 19 арка уголь

,2

Путевой ствол №4 58 1114 19 арка уголь

,2

Промежуточный ствол №5 58 1114 19 арка уголь

,2

Конвейерный ствол №5 60 1152 19 арка уголь

,2

7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

0,93;

1,15

ком 605,83 УПСС, 484,66 1090,4 1522,2 812,67 1607, 18280

б. 103,63 п. 10,4 к=0,78; 0,93; 1,15 169,63 9 273,27 5 50 914

ком б. 526,81 90,12 УПСС, п. 10,4 к=0,78; 0,93 421,45 147,51 948,25 237,62 1323,7 0 706,67 1397, 82 15896 795

ком б. 526,81 90,12 УПСС, п. 10,4 к=0,78; 0,93 421,45 147,51 948,25 237,62 1323,7 0 706,67 1397, 82 15896 795

ком 605,83 УПСС, 484,66 1090,4 1522,2 827,44 1636, 18613

б. 103,63 п. 10,4 к=0,78; 0,93; 1,15 169,63 9 273,27 5 72 931

ком 605,83 УПСС, 484,66 1090,4 1522,2 856,99 1695, 19278

б. 103,63 п. 10,4 к=0,78; 0,93; 1,15 169,63 9 273,27 5 18 964

ком 526,81 УПСС, 421,45 948,25 1323,7 745,21 1474, 16763

б. 90,12 п. 10,4 к=0,78; 0,93 147,51 237,62 0 07 838

ком 526,81 УПСС, 421,45 948,25 1323,7 745,21 1474, 16763

б. 90,12 п. 10,4 к=0,78; 0,93 147,51 237,62 0 07 838

ком 526,81 УПСС, 421,45 948,25 1323,7 770,91 1524, 17341

б. 90,12 п. 10,4 к=0,78; 0,93 147,51 237,62 0 90 867

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Путевой ствол №5 60 1152 19 арка уголь ком 605,83 УПСС, 484,66 1090,4 1522,2 886,54 1753, 19942

,2 б. п.10,4 9 5 63 997

103,63 к=0,78; 0,93; 1,15 169,63 273,27

Промежуточный ствол №6 60 1152 19 арка уголь ком 605,83 УПСС, 484,66 1090,4 1522,2 886,54 1753, 19942

,2 б. п.10,4 9 5 63 997

103,63 к=0,78; 0,93; 1,15 169,63 273,27

Конвейерный ствол №6 60 1152 19 арка уголь ком 526,81 УПСС, 421,45 948,25 1323,7 770,91 1524, 17341

,2 б. 90,12 п.10,4 к=0,78; 0,93 147,51 237,62 0 90 867

Всего 9333 60648 76602 13345 9 15177 00 75885

Приложение 2 Сводные показатели оценки эффективности

Таблица 2-4.1 - Результаты расчета конвейерного транспорта и его стоимость на период отработки лавы 69-07

№ конвейера Длина расчетного участка, м. Предполагаемая скорость движения груза, м/с Угол наклона выработки, град. Ожидаемые нагрузки Допустимые нагрузки Коэф. использования конвейера по эксплуатационной производительности Коэф. использования конвейера по приемной способности Тип конвейера Мощность конвейера, кВт Наименование выработки Стоимость, тыс. руб. Затраты электроэнергии за весь срок работы, тыс. руб.

Эксплуатационна я нагрузка, т/ч. Максимальная минутная, т/мин. Эксплуатационна я нагрузка, т/ч. Приемная способность, Кол-во приводов Мощность одного привода, кВт

1 700 4,00 4,50 1996,7 37,5 3500 75,12 0,57 0,50 3ЛЛ16 00 3 500 Конвейерный ствол пл.70 94327

2 760 4,00 13,00 1996,7 37,5 3500 75,12 0,57 0,50 3ЛЛ16 00 3 500 Конвейерный ствол пл.70, конвейерный квершлаг на пл.69 102412

3 1250 4,00 -6,00 1916,7 37,5 3500 75,12 0,55 0,50 3ЛЛ16 00 3 500 Конвейерный уклон пл.69 168441

4 1300 4,00 10,00 1875,9 36,4 3325 75,12 0,56 0,48 4ЛЛТ-1600 3 500 Конвейерный штрек 69-07 205022

5 1600 4,00 10,00 1875,9 36,4 3325 75,12 0,56 0,48 4ЛЛТ-1600 3 500 Конвейерный штрек 69-07 252334

6 1500 2,50 15,00 134,2 2,2 890 12,96 0,15 0,17 2ЛТ10 3 132 Вентиляционный 132359

Таблица 2-4.1 - Результаты расчета конвейерного транспорта и его стоимость на период отработки лавы 69-07

л а ш 58 ш и 8 О

и

о

(ч

0 в н ш

01

£ а й я я п ЕД

Л

н о о а о и о

£

(ч

«

о с ч ш а

8 и н

о ^

а 3 и й я

о

«

я п о и

а

и

Ожидаемые нагрузки

й я я о

и

£ £

£ с

о

к

О

н

сЗ

к

з у

руг

а н

н

Л

и

о

к а

н и

н

н

5У

и

Допустимые нагрузки

а н н о и

£

таа

^

п с к

Н сЗ

к

з у

руг

а н

Л

3 £ ас но мн

55 Ю

и £

«

и

ина

и

о

з

Л

«

о п с ни

со

то

о п

а р

е е

и

н о к

58

о н н о и

£

таа

у

п с к