Обоснование технологических решений для повышения эффективности доработки остаточных запасов угля на шахтах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.22, кандидат технических наук Дюпин, Анатолий Юрьевич

• Дюпин, Анатолий Юрьевич
• кандидат технических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат технических наук Дюпин, Анатолий Юрьевич

ВВЕДЕНИЕ

1 ОБОСНОВАНИЕ АКТУАЛЬНОСТИ ИССЛЕДОВАНИЙ, РАЗРАБОТКИ И РЕАЛИЗАЦИИ ЭФФЕКТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ УГЛЕДОБЫЧИ НА ДЕЙСТВУЮЩИХ ШАХТАХ

1.1 Состояние технологии подземной угледобычи в России и за рубежом

1.2 Направления совершенствования технологии подземной угледобычи в России и за рубежом.

1.3 Обоснование актуальности разработки технологических решений для повышения эффективности доработки остаточных запасов угля действующих шахт. Цель и задачи исследований

2 КОНЦЕПЦИЯ И ПРИНЦИПЫ ДЕКОМПОЗИЦИИ СУЩЕСТВУЮЩИХ И СИНТЕЗА ГЕОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ ШАХТ С ОСТАТОЧНЫМИ ЗАПАСАМИ УГЛЯ В НЕДРАХ

2.1 Классификация запасов угля в горном отводе шахты по признакам соответствия природных условий месторождений и области применения технологий угледобычи

2.2 Концепция и принципы декомпозиции существующих и синтеза новых геотехнологических систем шахт с остаточными запасами угля

2.3 Выводы

3 ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗВИТИЯ ГЕОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

СИСТЕМ ШАХТ ПРИ ОТРАБОТКЕ ЗАПАСОВ ПО ВЫБОРОЧНОЙ И ПЕРИФЕРИЙНЫМ ТЕХНОЛОГИЯМ 3.1 Исследование развития геотехнологических систем шахт Кузбасса

3.1.1 Исследование развития геотехнологических систем шахт Кузбасса при выборочной отработке запасов угля

3.1.2 Исследование развития геотехнологических систем шахт Кузбасса при отработке остаточных запасов угля по периферийным технологиям

3.1.2.1 Технология отработки короткими лавами участков пластов с остаточными запасами

3.1.2.2 Технология отработки короткими забоями с остаточными запасами угля

3.1.2.3 Технология отработки участков пластов с остаточными запасами угля камерной системой разработки посредством дистанционного управления выемочным агрегатом из подземных подготовительных выработок

3.1.2.4 Гидравлическая технология отработки участка пластов с остаточными запасами угля

3.2 Исследование развития технологии отработки выемочных участков с остаточными запасами.угля в структуре геотехпологической системы угольной шахты

3.3 Выводы 83 4 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ДЛЯ

ВСКРЫТИЯ, ПОДГОТОВКИ И ОТРАБОТКИ УЧАСТКОВ ШАХТНОГО ПОЛЯ С ОСТАТОЧНЫМИ ЗАПАСАМИ УГЛЯ

4.1 Исследование остаточных запасов угля на действующих шахтах Кузбасса

4.2 Совершенствование технологических решений по воспроизводству вскрытых и подготовленных запасов угля для выборочной их отработки

4.2.1 Разработка и реализация в проектной документации технологических и технических решений по вскрытию, подготовке и отработке запасов угля горизонта -200м шахты "Листвяжпая" в Кузбассе

4.2.2 Разработка и реализация в проектной документации технологических и технических решений по вскрытию, подготовке и отработке запасов угля участка "Южный" шахты "Томская" в Кузбассе

4.2.3 Разработка и реализация в проектной документации технологических и технических решений по вскрытию, подготовке и отработке пласта З-За шахты "Алардинская" в Кузбассе

4.3 Разработка технологических решений для вскрытия, подготовки и отработки участков с остаточными запасами

4.3.1 Вскрытие, подготовка и отработка участков остаточных запасов угля неправильной геометрической формы

4.3.2 Способы подготовки и системы разработки участков угольных пластов с остаточными запасами угля

4.3.2.1 Подготовка и отработка участка с остаточными запасами угля короткими лавами

4.3.2.2 Подготовка и отработка участка с остаточными запасами угля по роботизированным технологиям

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование технологических решений для повышения эффективности доработки остаточных запасов угля на шахтах»

Актуальность темы. На действующих шахтах России область рационального применения эффективных технологий выборочной отработки пластов ограничена следующими основными горно-геологическими и горнотехническими условиями: угол падения пласта 0-25°, вынимаемая мощность пласта 1,3-4,5 м, глубина разработки до 600 м, длина выемочных полей 2-4 км, длина очистного забоя до 300 м и др., что подтверждается высокими технико-экономическими показателями новых и модернизированных шахт Кузбасса.

Однако па действующих низкорентабельных шахтах, построенных или реконструированных в прошлом веке (в доперестроечный период), возможность применения новых эффективных отечественных и зарубежных технологий и технических средств угледобычи для доработки остаточных запасов угля весьма ограничена сложной и нерациональной инфраструктурой горного хозяйства.

Одним из основных направлений повышения эффективности угольной отрасли является переход на новые технологии отработки остаточных запасов угля посредством использования и модернизации инфраструктуры действующих низкорентабельных шахт на основе концепции и принципов системного подхода. Однако научные основы декомпозиции технологической системы действующей шахты на структурные элементы и синтеза геотехнологической системы рентабельной шахты нового технико-экономического уровня не разработаны и не реализованы в объёме, достаточном для отработки остаточных запасов угля на действующих шахтах. Необходимо разработать принципы (правила) конструирования структуры геотехнологической системы, адаптивной к сложным горно-геологическим и горнотехническим условиям остаточных запасов угля в пределах горных отводов действующих шахт.

В этой связи актуальной научпо-практической задачей является разработка и реализация технологических решений для создания геотехиологических систем шахт, обеспечивающих эффективную и безопасную отработку остаточных запасов угля в пределах горных отводов действующих и проектируемых шахтах шахт.

Работа выполнена по программам научно-технических работ и внедрения новой техники и технологий на шахтах ОАО «ОУК «Южкузбассуголь», плановых научно-проектных работ ЗАО «Институт промышленного проектирования угольных предприятий» ("Промуглепроект") и других отраслевых институтов и вузов в период 2000-2006гг.

Целью работы является обоснование технологических решений для создания геотехнологических систем шахт нового научно-технического уровня и обеспечения эффективной и безопасной отработки остаточных запасов угля в пределах горных отводов действующих и проектируемых шахт.

Идея работы заключается в декомпозиции существующих прогрессивных геотехиологических шахтных систем и обосновании их элементов для синтеза геотехнологической шахтной системы, адаптивной к горно-геологическим и горнотехническим условиям участкам пластов с остаточными запасами угля.

Задачи исследований:

- разработать концепцию и принципы декомпозиции существующих и синтеза новых геотехнологических систем шахт, адаптивных к условиям участков пластов с остаточными запасами угля;

- обосновать область применения выборочной и периферийных технологий угледобычи;

- разработать эффективные технологические решения для вскрытия и подготовки участков шахтного поля с остаточными запасами угля;

- обосновать технологические требования для создания механизированного комплекса сплошной выемки угля в коротком забое на базе безразгрузочных механизированных крепей с самозарубающимися исполнительными органами;

- разработать проектную документацию и реализовать элементы новых геотехнологических систем на шахтах Кузбасса с остаточными запасами угля.

Методы исследований: анализа и декомпозиции сложных технологических систем действующих шахт, хронометражных наблюдений технологических процессов, статистической оценки надежности технических средств выемочного участка, адаптации прогрессивных технологических решений к параметрам остаточных запасов угля, конструирования прогрессивных технологических схем сплошной выемки угля в коротком забое механизированным комплексом.

Основные научные положения, защищаемые автором:

- концепция декомпозиции существующих и синтеза новых геотехнологических систем шахт с остаточными запасами угля базируется на классификации запасов угля в недрах по признакам соответствия природных условий месторождения области применения традиционных и нетрадиционных технологий угледобычи;

- эффективность технологических решений вскрытия и подготовки участков шахтного ноля с остаточными запасами угля обеспечивается реализацией следующих принципов: минимизация объемов вскрывающих и подготавливающих выработок при максимальном использовании существующих; поддержание выработок для доступа к временно законсервированным участкам; группирование участков шахтного поля по уровню адаптивности к эффективным существующим, периферийным и перспективным технологиям угледобычи;

- основными требованиями к прогрессивным техническим средствам и системам разработки пластов с остаточными запасами угля являются: роботизация опасных и трудоемких процессов в очистном забое; сплошная (бесцеликовая) отработка пластов, склонных к газодинамическим явлениям, короткими забоями; использование полевых выработок при отработке пластов, склонных к самовозгоранию; интеграция элементов столбовых, камерных и безлюдных систем разработки; управление кровлей в коротких забоях механизированными безразгрузочными крепями двойного действия.

Достоверность научных результатов, ныводон н рекомендаций подтверждается:

- представительным объемом (14 шахт Кузбасса) способов и схем вскрытия, подготовки и отработки шахтных полей, действующих шахт Кузбасса, принятых для анализа; положительными результатами реализации в условиях действующих шахт «Абашевская», «Осинниковская», «Юбилейная», «Томская», «Алардипская», «Грамотеинская» в Кузбассе разработанных вариантов технологических схем вскрытия, подготовки и отработки шахтных полей.

Новизна научных положений:

- обоснованы критерии и параметры деления балансовых запасов угля в шахтном поле на адаптивные к высокоэффективным технологиям угледобычи и остаточные: угол падения и мощность пласта, наличие геологических нарушений, склонность угля к самовозгоранию, газоносность углепородного массива, форма, размеры и пространственное положение участков и блоков в свите пластов;

- разработаны прогрессивные и эффективные в рыночных условиях технологические решения вскрытия и подготовки участков шахтного поля с остаточными запасами угля: минимизация объемов вскрывающих и подготавливающих выработок при максимальном использовании вскрывающих; поддержание выработок для доступа в последующие периоды к остаточным запасам; выделение на стадиях разработки очередей; вскрытие и подготовка участков с остаточными запасами угля на мощных пластах полевыми выработками; пространственно-временное расположение в шахтном поле нескольких очистных забоев, которые отрабатывают одновременно пласты в свите по выборочной технологии и по периферийным технологиям;

- разработаны технологические требования к роботизированным техническим средствам для выемки участков пластов с остаточными запасами угля механизированным комплексом: безразгрузочные самоходные механизированные крепи двустороннего действия, самозарубающийся исполнительный орган стреловидного типа или струг, устройство для разрушения и выпуска угля из под кровельной толщи при отработке мощных пластов, длина очистного забоя 10-60м, забойный и завальный конвейеры или желоба при гидротранспорте.

Личиый вклад автора состоит в; обосновании концепции и принципов декомпозиции существующих и синтеза новых геотехнологических систем шахт; обосновании критериев и параметров для деления балансовых запасов шахтного поля на адаптивные к современным высокоэффективным технологиям угледобычи и остаточные запасы; непосредственном участии в организации и проведении хронометражных наблюдений, систематизации и статистической обработке результатов и обосновании эффективных элементов традиционных и периферийных технологий; обосновании технологических требований для создания механизированного комплекса бес цел иковой (сплошной) выемки угля короткими забоями с использованием безразгрузочных самоходных крепей двойного действия.

Практическая ценность работы заключается в том, что разработанные технологические решения (минимизация вскрывающих и подготавливающих выработок при максимальном использовании существующих, группирование участков пластов по уровню адаптивности к технологиям, бесцеликовая (сплошная) выемка остаточных запасов угля короткими забоями с помощью роботизированного механизированного комплекса) и технологические требования к роботизированным механизированному комплексу обеспечивают конструирование выемочной техники, адаптивной к остаточным запасам, обеспечивают их эффективную и безопасную отработку.

Реализация работы в промышленности

Результаты исследований использованы при разработке проектов шахт «Листвяжная», «Грамотеинская» «Томская» «Алардинская» в Кузбассе с проектными показателями: проектная мощность 1500-3000 тыс.т/г, количество одновременно действующих забоев 1-2, суточная нагрузка на очистной забой 5000-10000т, потери угля при эксплуатации 13,5-31,5%, удельный объем проведения выработок 2,33-5,14м на 1000т добычи, среднемесячная производительность труда рабочего 128-352т, срок окупаемости инвестиций 1,4-2,6 года.

Апробация работы

Основные научные результаты и практические выводы диссертации докладывались и обсуждались па Международных научно-практических конференциях: Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири. Сибресурс 2004, X Междунар. научно-практич. конф. 23-24 ноября 2004г, (Кемерово, 2004г) X конференция «Нетрадиционные и интенсивные технологии разработки месторождений полезных ископаемых» (г. Новокузнецк, 2005г), Наукоёмкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов: Междунар. научно-практич. конф. в рамках Междунар. выставки-ярмарки «Уголь России и Майнинг-2006» (Новокузнецк, 2006 г).

Публикации

По теме диссертации автором опубликовано 8 печатных работ, в том числе 5 без соавторов.

Объем и структура диссертации

Диссертационная работа состоит из 4 разделов, введения и заключения, изложенных на 173 страницах машинописного текста, содержит 43 рисунка, 9 таблиц, список литературы из 86 наименований и 2 приложения.

Заключение диссертации по теме «Геотехнология(подземная, открытая и строительная)», Дюпин, Анатолий Юрьевич

4.4 Выводы

1. Производственная мощность современной шахты, отрабатывающей запасы угля по выборочной технологии длинными комплексно-механизированными забоями, существенно зависит от проектной мощности (коэффициент корреляции R=0,86), мощности пласта (11=0,84), численности персонала (R=0,90), а величина балансовых и промышленных запасов угля, коэффициент извлечения угля, относительная метанообильность и глубина разработки не оказывают существенного влияния на производственную мощность.

2. Устойчивость работы шахты в сложных горно-геологических условиях при наличии остаточных запасов угля по сравнению с технологической схемой "шахта-лава" существенно повышается при реализации геотехнологической системы, включающей один и более комплексно-мехнизированных забоя, отрабатывающих участки пластов по выборочной технологии, и несколько очистных забоев, отрабатывающих участки угольных пластов по периферийным технологиям.

3. На шахтах Кузбасса за счет частичной отработки остаточных запасов угля, не адаптивных к области применения высокопроизводительных импортных технологий и технических средств, рост производственной мощности приводит к увеличению темпов роста численности персонала, на отечественных по сравнению с темпами роста численности на зарубежных шахтах-аналогах, что связано с высоким уровнем прочих работ, включающих выполнение профилактических работ по дегазации углепородного массива, предупреждению и тушению подземных пожаров и др.

4. По результатам исследований выделены следующие типы участков пластов с остаточными запасами угля: неправильной геометрической формы и ограниченных размеров, окон туренные частично или полностью очистным выработанным пространством; вблизи выхода пластов под наносы, характеризуются увеличением угла падения пласта до 60°, наличием зоны окисленных углей и слабых боковых пород; в приконтурной зоне угольных разрезов, характеризуются наличием заполненных водой открытых горных выработок, частично разрушенных под влиянием массовых взрывов пород кровли; в зонах геологических нарушений, характеризуются сложной геометрической формой, пониженной прочностью угля и вмещающих пород, повышенным выделением воды и метана; подработанные пласты после опережающей отработки пластов в свите по выборочной технологии угледобычи, характеризуются нарушениями природной гипсометрии, повышенной трещиноватостыо угля, пород кровли и почвы, а также изменением природных фильтрационных свойств, наличием зон повышенного горного давления под влиянием оставленных на нижних пластах угольных целиков и краевых участков пластов; ленточные угольные целики между отработанными выемочными столбами и блоками, а также охранные целики угля вблизи капитальных и подготовительных выработок.

5. На основе анализа проектов новых и реконструируемых шахт Кузбасса установлено, что изменение на действующих шахтах схем вскрытия и подготовки производится посредством корректировки проектной документации в направлении создания шахт по схеме "шахта-пласт", "шахта-участок", "шахта-лава", более адаптивные к рыночным условиям и технологии выборочной отработки пластов, за счет применения уклонных схем основного конвейерного транспорта горной массы, бремсберговых схем проветривания и сквозной ди-зелевозная доставка материалов и оборудования от склада на поверхности до забоев.

6. Обоснованы и рекомендуются для использования в проектах шахт следующие технологические и технические решения:

- для шахт, отрабатывающих пласты мощностью до 1,8м: способ вскрытия шахтного поля пластовыми наклонными стволами и скважинами диаметром до 4м, схема подготовки панельная; струговая выемка угля в длинных очистных забоях.

- для шахт отрабатывающих пласты мощностью 1,8-4,2м: способ вскрытия шахтного поля пластовыми и полевыми наклонными и вертикальным стволами и квершлагом, схема подготовки шахтного поля - панельная, система разработки длинными столбами по простиранию, порядок отработки проектируемого участка нисходящий, порядок отработки выемочных участков обратный.

- для шахт, отрабатывающих пласты мощные пласты при слоевой системе разработки: способ вскрытия шахтного поля полевыми наклонными или вертикальным стволами и квершлагом; поэтапное вскрытие пластов и блоков с последующей изоляцией с целью уменьшения вероятности возникновения эндогенных пожаров; схема подготовки шахтного поля - панельная, порядок отработки проектируемого участка через столб, порядок отработки выемочных участков обратный без фланговых выработок.

6) Обоснованы и реализованы научно-обоснованные технологические решения в проектах шахт "Листвяжная", "Томская", "Алардинская", что позволило получить следующие показатели и характеристики: проектная мощность шахты 1500-3000 тыс. т; способ вскрытия шахтного поля -наклонными и вертикальными стволами , штольнями; схема подготовки шахтного поля - панельная; количество одновременно действующих очистных забоев 1-2; система разработки длинными столбами по простиранию; длина очистных забоев 180-300 м; суточная нагрузка на очистной забой 5000 - 10000 т; потери угля при эксплуатации 13,5-31,5%; удельный объем проведения подготовительных выработок 2,33-5,14м на 1000т добычи; среднемесячная производительность труда 1 рабочего по добыче 128-352т.

7. На основе анализа форм, размеров и пространственного положения полей и блоков 14 действующих шахт выделены следующие типы участков остаточных запасов: полностью изолированные выработанным пространством на отрабатываемом пласте; полностью изолированные выработанным пространством на отрабатываемом и соседнем сближенных пластах; частично оконтуренные выработанным пространством на отрабатываемом пласте; не отработанный пласт в свите сближенных пластов (подработанный пласт, пласт мощностью менее 1,3м, высокозольный пласт и др.).

8. Способы подготовки и системы разработки участков угольных пластов с остаточными запасами угля предлагается разделить на две группы:

- с полным оконтуриванием участка подготовительными выработками;

- с частичным оконтуриванием участка подготовительными выработками;

В первом случае предлагается проведение подготовительных выработок по периметру участка с остаточными запасами угля и применение систем разработки с присутствием людей в очистных забоях, проветривание очистных забоев за счет общешахтной депрессии, обеспечение не менее двух выходов из очистного забоя.

При частичном оконтуривании участка с остаточными запасами угля -проводятся транспортные выработки. Выемка угля осуществляется из этих выработок дистанционно с помощью роботизированного агрегата без присутствия людей в очистном забое.

9. Разработаны две схемы отработки участка остаточных запасов угля: с разворотом механизированного комплекса и сохранением выемочных выработок и с формированием выемочных выработок широким подготовительным забоем и последующей выемкой угольных целиков между выемочными выработками.

10. Технологическая схема широкого подготовительного забоя включает поверхность забоя, секции самоходных безразгрузочных крепей с самозарубающимся исполнительным органом, средства транспорта горной массы по забою и выемочным выработкам. Для формирования вентиляционного и конвейерного штреков возводится литая полоса шириной, равной высоте выработки. Очистной забой включает механизированный комплекс с секциями самоходной безразгрузочной крепи с самозарубающимся исполнительным органом на каждой секции, средства транспорта горной массы по забою и выемочным выработкам. Такая конструкция комплекса позволяет проводить его развороты, перемонтаж без дополнительных транспортных средств.

11. При ограниченных размерах участков с остаточными запасами угля, а также при частичном оконтуривании участка подготовительными выработками рекомендуется применять роботизированные технологии угледобычи без присутствия людей в очистном забое. Сущность технологии состоит в том, что участок с остаточными запасами угля делится подэтажными штреками на подэтажи или подъярусы. Вентиляционный штрек у верхней границы не проводится. Из подэтажного штрека с помощью роботизированного агрегата проводится по восстанию пласта выработка, которая при обратном ходе исполнительного органа агрегата расширяется до ширины 3-5 м. Между камерами оставляется угольный целик, ширина которого определяется из условия устойчивости пород кровли.

12. Обоснованы следующие технологические требования к роботизированному выемочному агрегату для камерно-столбовой системы разработки: длина камеры 100-300 м в зависимости от устойчивости пород кровли; ширина выработки при прямом ходе агрегата 1,5-2,0 м; исполнительный разрушающий орган механический, с пневмо- или ггидроприводом, гидромониторная водная струя или тонкоструйное разрушение; транспорт горной массы шнековый или гидравлический; управление агрегатом дистанционное с обратной связью; подающий став из составных секций; производительность агрегата 40-60 т/ч.

13. Обоснованны технологические требования к механизированному комплексу для сплошной выемки угля в коротких лавах и камерах:

- тип крепи - безразгрузочные;

- способ передвижки - гусеничный с перемещением секций в двух направлениях и разворотом на 180°;

- исполнительный орган - стреловидного или шпекового типа на каждой секции, копвейероструг или гидроструг;

- погрузочный орган - шнекового типа, устанавливается сзади секции для разрушения и выпуска угля подкровельной толщи;

- забойный конвейер;

- завальный конвейер;

- конструктивная высота крепи - 1800-4200мм;

- рабочее сопротивление секции - 7500кН;

- ширина захвата - 50-500мм;

- коэффициент затяжки кровли - 0,92;

- шаг передвижки секции крепи - 50-500мм;

- тип консоли перекрытия - управляемая;

- длина лавы - 10-60м.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является научной квалификационной работой, в которой решена актуальная научно-практическая задача разработки и реализации технологических решений для создания геотехнологических систем шахт, обеспечивающих эффективную и безопасную отработку остаточных запасов угля в пределах горных отводов действующих низкорентабельных шахт, имеющая существенное значение для угольной отрасли.

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1) Введено понятие остаточных запасов угля в горном отводе шахты, характеризующихся отсутствием эффективной технологии для их отработки и следующими горпо-геологическими и горнотехническими условиями: угол падения пластов более 25°; мощность угольных пластов т<1,3м и т>4,2м; в выемочном поле имеются непереходимые механизированными крепями геологические нарушения и опасные зоны; для вскрытия, подготовки и отработки запасов требуется проведение дополнительных мероприятий по осушению и дегазации углепородного массива; уголь весьма склонный к самовозгоранию; форма и размеры участка пласта не соответствуют геометрии системы разработки длинными столбами.

2) Обоснована концепция создания геотехнологической системы шахты с остаточными запасами угля, отличающаяся декомпозицией существующих и перспективных технологий угледобычи, выделением элементов технологий, адаптивных выделенным по классификации типам запасов, и синтезом на их основе новой геотехнологической системы шахты, обеспечивающей эффективную и безопасную отработку остаточных запасов угля в шахтном поле.

3) Установлено, что технология выборочной отработки участков угольных пластов на шахтах Кузбасса, несмотря на техническое перевооружение и внедрение импортной техники, не обеспечила достижение показателей, близких к показателям зарубежных шахт современного научно-технического уровня

4) Синтез геотехнологической системы шахты с остаточными запасами угля предлагается осуществлять посредством реализации следующих принципов: минимизация и максимальное использование существующих объектов инфраструктуры шахты; группирование участков шахтного поля в соответствии с классификацией запасов угля, роботизация опасных и трудоемких процессов и операций; бесцеликовая отработка пластов, весьма склонных к самовозгоранию, интеграция элементов столбовых, камерных и безлюдных систем разработки.

5) Обоснованы направления развития периферийных технологий отработки участков пластов с остаточными запасами угля, в том числе: совершенствование и внедрение комбинированной системы разработки короткими лавами; развитие технологии отработки участков остаточных запасов угля короткими забоями посредством сплошной выемки угля без оставления угольных целиков, управления кровлей безразгрузочными самоходными секциями крепями двустороннего действия, оборудование секций крепи самозарубающимися исполнительными органами; создание и внедрение роботизированной гидротехнологии на базе самоходных агрегатов-роботов.

6) Рекомендуется на шахте, имеющей участки пластов с остаточными запасами угля, иметь в одновременной работе не менее двух очистных забоев, один из которых проводит отработку запасов по выборочной технологии, а другие отрабатывают участки пластов с остаточными запасами угля.

7) При ограниченных размерах участков с остаточными запасами угля, а также при частичном оконтуривании участка подготовительными выработками рекомендуется применять роботизированные технологии угледобычи без присутствия людей в очистном забое. Обоснованы следующие технологические требования к роботизированному выемочному агрегату для камерно-столбовой системы разработки: длина камеры 100-300 м в зависимости от устойчивости пород кровли; ширина выработки при прямом ходе агрегата 1,5-2,0 м; исполнительный разрушающий орган механический, с пневмо- или гидроприводом, гидромониторная водная струя или тонкоструйное разрушение; транспорт горной массы шнековый или гидравлический; управление агрегатом дистанционное с обратной связью; подающий став из составных секций; производительность агрегата 40-60 т/ч.

8) Обоснованны технологические требования к механизированному комплексу для сплошной выемки угля в коротких лавах и камерах: тип крепи -безразгрузочпые; способ передвижки - гусеничный с перемещением секций в двух направлениях и разворотом на 180°; исполнительный орган -стреловидного или шнекового типа на каждой секции, конвейероструг или гидроструг; погрузочный орган - шнекового типа, устанавливается сзади секции для разрушения и выпуска угля подкровельной толщи; забойный конвейер; завальный конвейер; конструктивная высота крепи - 1800-4200мм; рабочее сопротивление секции - 7500кН; ширина захвата - 50-500мм; коэффициент затяжки кровли - 0,92; шаг передвижки секции крепи -50500мм; тип консоли перекрытия - управляемая; длина лавы - 10-60м.

9) Обоснованы и реализованы научно-обоснованные технологические решения в проектах шахт "Листвяжная", "Томская", "Алардипская", что позволило получить следующие показатели и характеристики: проектная мощность шахты 1500-3000 тыс. т; количество одновременно действующих очистных забоев 1-2; длина очистных забоев 180-300 м; суточная нагрузка на очистной забой 5000 - 10000 т; потери угля при эксплуатации 13,5-31,5%; удельный объем проведения подготовительных выработок 2,33-5,14м на 1000т добычи; среднемесячная производительность труда 1 рабочего по добыче 128352т.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Дюпин, Анатолий Юрьевич, 2006 год

1. Азимов Б.В. Стратегия развития угольной промышленности в условиях экономических реформ / Б.В. Азимов, B.C. Афендиков // Уголь. -1994.-№8.-С.8-11.

2. Анферов Б.А. Оценка качества технологии очистных работ при выборе системы разработки / Б.А. Анферов, Л.В. Кузнецова, М.В. Аникин // Уголь.-1998.-№12.- С.24-26.

3. Артемьев В.Б. Состояние и развитие угольной отрасли Гуковского региона / В.Б. Артемьев, А.В. Меркулов // Уголь. 2002. - №8. - С.25-27.

4. Бобнев Ю.Н. О результатах работы механизированного очистного комплекса "Фазос 24/53" к лаве 64-Кю-З на шахте "Саранская" УД ОАО "Испат-Кармет" / Ю.Н. Бобнев, А.А. Белый // Уголь. 2004. - № 10. - С. 11 -13.

5. Бурчаков А.С. Выбор технологических схем угольных шахт / А.С. Бурчаков, В.А. Харченко, Л.А. Кафорин. -М.: Недра, 1975. 274с.

6. Бурчаков А.С. Технология и механизация подземной разработки пластовых месторождений / А.С. Бурчаков, А.С. Жежелевский, С.А. Ярунин. М.: Недра, 1989.-431с.

7. Воспроизводство вскрытых и подготовленных запасов углля на шахтах / М.И. Устинов, В.П. Федоров, А.И. Шор и др. Под ред. Н.К. Гринько. М.: Недра, 1990.-352с.

8. Вылегжанин В.Н. Обобщение теории проектирования шахт в XX веке и новые концепции эталонного проектирования геосистем горного производства в XXI веке / Вылегжанин В.Н. // Вести. Рос. акад. естеств. наук. Зап.-Сиб. отд-ние. 2004,-№6.-С. 158-173.

9. Высокорентабельное предприятие ОАО «Читинская угольная компания» // Уголь. 2002. - №4. - С.49-51.

10. Гапанович Л.Н. Короткие комплексно-механизированные лавы за рубежом /Л.Н. Гапанович, С.Ф. Попов, Л.Я. Лаврухин. М.:Экспресс-Информ./ЦНИЭИуголь, 1990.-48 с.

11. Горное дело: Терминологический словарь / Г.Д. Лидин, Л.Д. Воронина, Д.Р. Каплунов и др. 4-е изд., перераб. и доп. М: Недра, 1990. - 694с.

12. Горбачев Д.Т. Перспективы продления сроков службы действующих шахт/ Д.Т. Горбачев, М.М. Смиренский, Е.Е.Хаустов // Уголь. -1992.-№21.-С. 19-22.

13. Гриднев А.П. Основные направления развития угольной промышленности России на период до 2000 и 2010 г. / А.П. Гриднев, В.К. Брапчугов // Уголь.-1993.-№9.- С.6-13.

14. Гринько Н.К. Нерешенные проблемы очистных забоев в российских угольных шахтах / Н.К. Гринько, B.C. Забурдяев // Уголь. 2003. - №1. - С.28

15. Грицко Г.И. Угольная промышленность состояние и перспективы развития / Г.И. Грицко, В.И. Кочетков, С.И. Лазаренко // Уголь. 1999. - №4. - С. 21-24.

16. Диколенко Е.Я. Концепция технологического развития подземного способа добычи угля в Российской Федерации (тезисы) / Е.Я. Диколенко, А.Д. Рубан, Н.С. Крашкин // Уголь. 2002. - № 10. - С.25-29.

17. Дюпин А.Ю. Проблемы и задачи угольной отрасли Кузбасса / А.Ю. Дюпин // Уголь. 2004. - №6. - С.4-8.

18. Дюпин А.Ю. Развитие угольной отрасли Кузбасса в 2003 году, и ее дальнейшие перспективы / А.Ю. Дюпин // Уголь. 2004. - №4. - С.5-7.

19. Дюпин АЛО. Угольная промышленность Кузбасса проблемы и перспективы / АЛО. Дюпин // Уголь. - 2002. - №6. - С. 14-17.

20. Егошин В.В. Причины низкой эффективности разработки наклонных и крутых пластов Кузбасса / В.В. Егошин, П.В.Егоров, В.А. Бонецкий, Ю.А. Рыжков //Уголь. 1998,- №3. с.26-28.

21. Зелепукин С.В. Подмосковный угольный бассейн: Современный этап развития / С.В. Зелепукин // Уголь. 2002. - №8. - С.31-32.

22. Инструкции к правилам безопасности в угольных шахтах. Самара: Самар. Дом печати, 1995 - 352 с.

23. Инструкция по безопасному ведению горных работ на шахтах, разрабатывающих пласты, склонные к самовозгоранию. JL: Изд-во ВНИМИ, 1981.-81 с.

24. Инструкция по предотвращению и тушению эндогенных пожаров в шахтах Кузбасса. Кемерово, Изд-во ВостНИИ, 1989.- 49 с.

25. Инструкция по безопасному ведению горных работ на шахтах, разрабатывающих пласты, склонные к горным ударам. Л.: ВНИМИ, 1988. - 86с.

26. Кариман С.А. Оценка сложности горно-геологических условий разработки пластов / С.А. Кариман // Уголь.-1986.-№12.- С.38-39.

27. Квон С.С. Технико-технологические решения повышения эффективности разработки угольных пластов Карагандинского бассейна / С.С. Квон, С.Б. Алиев // Уголь. 2003. - №9. - С. 10-11.

28. Килячков А.П. Технология горного производства: Учебник для вузов. М.: Недра, 1992.-415с.

29. Козовой Г.И. Потенциал и перспективы "Распадской угольной компании" / Г.И. Козовой // Уголь.-2004.-№8.- С. 19-20.

30. Козлов С.В. Повышение эффективности очистных комбайнов при эксплуатации в типовых условиях / С.В. Козлов, В.Ю. Линник// Горн, машины и автомат. 2004. - № 6. - С. 5-10.

31. Коровкин Ю.А. Механизированные крепи очистных забоев / Ю.А. Коровкин -М.: Недра, 1999.-413 с.

32. Малкин А.С. Горно-геологические и организационно- технические условия разработки основа расчета оптимальной мощности шахты /А.С. Малкин // Уголь.-1988.-№1.- С.20-21.

33. Малышев Ю.Н. Реструктуризация угольной промышленности. Теория. Опыт. Проблемы. Прогноз / Ю.Н. Малышев, В.Е. Зайденварг, В.М. Зыков.- М.: Компания «Росуголь», 1996.- 513 с.

34. Малышев Ю.Н. Современные подходы к рентабельному освоению угольных месторождений / Ю.Н. Малышев // Уголь. 2000. - №3. - С.37-42.

35. Методы оптимального проектирования угольных шахт / A.M. Курпосов, М.И. Устинов, И.П. Набродов и др. Под ред. A.M. Курносова. -М.: Недра, 1974.-368с.

36. Механизация очистных работ на угольных шахтах за рубежом. М.: ЦНИЭИуголь, 1987. вып 19,- 50 с.

37. Милехин Ю.Г. Прогнозирование эффективности очистных работ па шахтах Кузбасса / Ю.Г. Милехин, В.Е. Зайденварг, В.Н. Федоров // Уголь.-1986.-№11.- С.20-29.

38. Миндубаева Е.Н. Особенности формирования технологических схем угольной шахты в условиях высокой концентрации горных работ / Е.Н. Миндубаева // Горн, инф.-анал. бюл. Моск. гос. гори, ун-та. 2003. - № 6. - С. 137139.

39. Многоштрековая подготовка производительных очистных забоев и окупаемость затрат на проведение горных выработок / А.В. Ремезов, В.Г. Харитонов, В.М. Ануфриев и др. // Уголь. -2004. -№10. С. 16-18.

40. Мышляев Б.К. Основные направления работ по созданию механизированных крепей за рубежом / Б.К. Мышляев. М.: ЦНИЭИуголь, 1984. -Вып.6.- 57 с.

41. Мышляев В.К. О работе очистных комплексов "Джой" на шахтах Кузбасса / В.К. Мышляев

42. Некоторые результаты применения на шахтах России технологических схем высокопроизводительной отработки угольных пластов / IO.J1. Худин, Е.Ф. Козловчунас, В.Д. Носенко, А.Н. Яковлев // Уголь. 2004. - №10. - С.10-15.

43. Ногих С.Р. Воспроизводство шахтного фонда действующих, строящихся и восстанавливаемых шахт: Монография / С.Р. Ногих. Томск: Издательство Томского университета, 2002. - 240с.

44. Оганесян С.А. Авария в филиале "Шахта "Тайжина" ОАО "ОУК "Юж-кузбассуголь" хронология, причины, выводы / С.А. Оганесян // Уголь. -2004. - №6. - С.25-27.

45. Основные положения применения очистных механизированных комплексов и агрегатов в угольных шахтах. -М.: ИГД им. А.А.Скочинского, 1998. -45 с.

46. Нецветаева А.Г. Технология глубокой разработки угольных пластов: анализ опыта внедрения на разрезе "Распадский" / А.Г. Нецветаева, JI.H. Репин, А.В. Соколовский // Уголь. 2004. -№11.- С.20-21.

47. Першин В.В. Способы и средства сокращения продолжительности оснащения и строительства наклонных стволов / В.В. Першин, Н.Ф. Косарев, Цзяо Ви-Го // Уголь. 2002. - №6. - С.48-53.

48. Петров А.П. Состояние и проблемы развития Кузбасса / А.И. Петров, С.М.Гусев // Уголь,-1994.-№11.- С.7-10.

49. Петухов М.И. Технология разработки выбросо- и удароопасных пластов/ М.И. Петухов // Уголь.-1986.-№4.- С. 19-24.

50. Правила безопасности в угольных шахтах (ПБ 05-618-03). Серия 05. Выпуск 11 / Колл. авт. М.: Государственное унитарное предприятие «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», 2003.-296с.

51. Предупреждение газодинамических явлений в угольных шахтах (Сборник документов) /Колл. Авт. М.Государственное предприятие НТЦ по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России, 2000. - 320с.

52. Применение механизированных комплексов в сложных горногеологических условиях /О.С. Костромов, В.П. Белов, Г.А. Колошип и др. -М.: ЦНИЭИуголь, 1981. вып 4.- 83 с.

53. Прогрессивные технологические схемы разработки пластов на угольных шахтах М.: ИГД им. А.А.Скочинского, 1980,-С. 147-203.

54. Прогрессивные технологические схемы разработки пластов на угольных шахтах. Часть 2. Пояснительная записка. М.: ИГД им. Л.А. Скочинско-го, 1979.-244 с.

55. Проектирование и комплексная оптимизация парамтров шахт / А.С. Бурчаков, Б.М. Воробьев, А.С. Малкин и др. Под ред. А.С. Бурчакова. М.: Недра, 1972. -368с.

56. Проектирование предприятий с подземным циклом добычи полезных ископаемых: Справочник / А.С.Бурчаков, А.С. Малкин, В.М. Еремеев, и др.-М.: Недра, 1991.-399 с.

57. Радиковский М.И. Разработка метода прогнозазоп интенсивного метановыделения при активизации геомеехапических процессов в угольных шахтах: автореф. канд. дис. / Институт угля и углехимии. Кемерово: 1998. - 23с.

58. Разработка весьма сближенных пластов на шахтах Кузбасса / Б.В. Кра-силышков, П.В. Егоров, С.И. Калинин, В.Н. Замышляев. Новокузнецк, 1992. - 190с.

59. Резпиченко С.С. Экономико-математические методы и моделирование в планировнаии иуправлении производством /С.С. Резниченко, М.П. Подольский, А.А. Ашихмин. М.: Недра, 1991.-429 с.

60. Результаты промышленных испытаний технологии струговой выемки угля в условиях «Шахты «Абашевская» / Г.В. Лаврик, А.Ю. Дюпин, С.Р. Но-гих, М.К. Дурнин // Уголь. 2006. - №5. - С.26-28.

61. Рентабельность шахт и качество угля / Д.В. Кочадзе, В.Н. Фрянов, А.Н. Домрачев и др.- М.: Недра, 1998. -168 с.

62. Руководство по дегазации угольных шахт. М.: Изд-во ИГД им. А.А.Скочипского, 1990.- 186 с.

63. Руководство по переходу геологических нарушений механизированными комплексами. Прокопьевск, 1982.- 78 с.

64. Технология глубокой разработки угольных пластов: анализ опыта внедрения па разрезе "Распадский" / А.Г. Нецветаева, Л.II. Репин, А.В. Соколовский, А.В. Юткин // Уголь. 2005. - №2. - С.9-11.

65. Создание безопасных условий работы высокопроизводительных очистных забоев по газовому фактору / А.В. Ремезов, ГЛ. Молевщиков, В.И. Храм-цов, С.И. Хлудов // Вестн. Рос. акад. естеств. наук. Зап.-Сиб. отд-ние. 2004. -№ 6. С. 139-151.

66. Способы вскрытия, подготовки и системы разработки шахтных полей / Под ред. Братченко Б.Ф. М.: Недра, 1985.- 494 с.

67. Субботин А.И. Влияние горно-геологических и горнотехнических фак-тороов на показатели работы очистного забоя / А.И. Субботин, В.А. Зуев// Уголь.-1989.-№9,- С.33-34.

68. Темченко Г.Д. Опыт эксплуатации комплекса МК-75Б на крутонаклонном пласте / Г.Д. Темченко, Н.Л.Плетнев, В.М. Прас // Уголь.-1990.-№4.- С.38-41.

69. Торлопов В.А. Печорский угольный бассейн. Стратегия развития / В.А. Торлопов // Уголь. 2002. - №8. - С.33-36.

70. Фрянов В.Н. Отработка угольных пластов в сложных горногеологических условиях / В.Н. Фряпов // Уголь. 1995. - №1. - С. 15-18.

71. Фрянов В.Н. Создание адаптивных к рыночным условиям России технологий угледобычи / В.Н. Фрянов // Уголь. 2002. - №4. - С.14-15.

72. Хелмс В. Примеры выемки угля комплексно-механизированными лавами в США / В. Хелмс // Глюкауф.- 1987.-№1.- С. 15-20.

73. Ходжаев Р.Ш. Совершенствование схем подготовки шахтных полей в сложных горно-геологических условиях и методы и их ценки / Р.Ш. Ходжаев. -М.: ЦНИЭИуголь, 1980. Вып 6.- 41 с.85. "Шахта "Распадская"- 30 лет / Г.И. Козовой // Уголь. 2004. -№11.-С.9-10.

74. Щадов И.М. Состояние и проблемы развития угольной промышленности Восточной Сибири в период перехода к рыночной экономике (опыт работы ОАО «Востсибуголь») / И.М. Щадов // Уголь. 2000. - №2. - С.9-12.1. /