На примере шахты Алардинская рассмотрена проблема подземной разработки склонных к самовозгоранию и опасных по горным ударам пластов в условиях Кондомского геолого-экономического района Кузнецкого угольного бассейна. Рассмотрены противоречия требований нормативных документов к ширине межстолбовых угольных целиков при отработке пластов длинными очистными забоями в условиях эндогенной пожароопасности и при отработке пластов, опасных по геодинамическим явлениям. Данные противоречия препятствуют безопасной отработке пластов с использованием традиционно применяемых технологических схем при опасности самовозгорания углей и горным ударам. Представлена горно-геомеханическая модель, используемая для проведения численного трехмерного моделирования напряженно-деформированного состояния массива горных пород при различных схемах подготовки выемочных участков методом конечных элементов. Приведены результаты численного анализа напряженного состояния массива горных пород непосредственно перед горным ударом и установлены основные факторы, способствовавшие его возникновению при отработке пласта. Показана опасная степень концентрации напряжений в пласте угля у опережающих диагональных сбоек, особенно в условиях наложения опорного давления от краевых частей смежных ранее отработанных выемочных столбов. Выполнен анализ особенностей распределения напряжений в межстолбовом целике при различной его ширине. Разработаны рекомендации по совершенствованию технологических схем подготовки и отработки угольных пластов, склонных к самовозгоранию и опасных по горным ударам в условиях шахты Алардинская. Показана необходимость дальнейших исследований влияния целиков различного назначения, формируемых при отработке сближенных пластов, на напряженно-деформированное состояние ранее надработанных и подработанных пластов.
Выполнен анализ современного состояния проблемы эффективной и безопасной отработки запасов в сложных горно-геологических условиях. Даны рекомендации по обеспечению повышения технико-экономических показателей угледобывающих шахт, отрабатывающих высокогазоносные пласты, склонные к самовозгоранию.
Рассмотрены вопросы оценки производственного потенциала горно-добывающих предприятий, роль ресурсной базы при оценке производственного потенциала шахт. Даны рекомендации по определению рациональной производственной мощности шахт. Показана необходимость разработки стратегии инновационного развития угледобывающих предприятий.
Выполнен анализ существующих методик оценки степени сложности горно-геологических условий для прогноза эффективности экономических инвестиций при освоении новых угленосных районов и месторождений. Предложены схема типизации запасов по сложности горно-геологических условий залегания и уровню экономической эффективности их отработки и методика группировки месторождений и их участков.
Предложен комплексный метод обоснования способов обеспечения устойчивого состояния выработок нижних слоев. Выполнена оценка ожидаемых смещений пород на контуре сечения участковых подготовительных выработок надработанных слоев. Даны рекомендации по реализации слоевой системы разработки в условиях шахты «Распадская-Коксовая». Обоснована необходимость проведения выработок 2-го слоя с отставанием от очистного забоя 1-го слоя. Выполнена оценка влияния параметров применяемого способа обеспечения устойчивости выработок на уровень издержек производства.
Выполнена оценка современного состояния и перспектив развития угледобычи в Кузнецком угольном бассейне. Определены проблемные вопросы отработки угольных пластов подземным способом. Рассмотрены факторы, оказывающие наибольшее влияние на эффективность работы шахт. Сделан вывод о необходимости совершенствования технологий отработки пластов в сложных горно-геологических условиях.
Рассмотрены проблемные вопросы эффективной отработки мощных пологих угольных пластов подземным способом. Предложен эффективный способ обеспечения устойчивости участковых подготовительных выработок надрабатываемых слоев. Сделан вывод о целесообразности проведения разгружающих выработок при подготовке надработанных слоев. Обоснованы параметры слоевой системы разработки и разгружающих выработок. Выполнена оценка снижения потерь полезного ископаемого и уменьшения издержек производства при использовании предлагаемого способа. Определена область применения способа.
Предложена схема выбора безопасных параметров подземных сооружений с учетом сейсмической активности горного массив. Приведены некоторые аспекты оценки устойчивости подземных сооружений под действием динамических нагрузок. Представлены схемы к выбору безопасных параметров систем разработки с учетом сейсмической и тектонической активности горного массива.
Выполнен анализ перспективных технологических схем слоевой отработки мощных пологих пластов Кузбасса. Сделан вывод о необходимости учета при определении предельной мощности межслоевой угольной пачки влияния «надработки» 2-го слоя. Выполнены аналитические исследования напряженно-деформированного состояния «надработанного» массива. Установлены размеры зон разупрочненного угля и даны рекомендации по определению предельной мощности защитной пачки.
Выполнен анализ производственного опыта слоевой отработки мощных пологих пластов на шахтах Кузбасса. Сделан вывод о необходимости дополнительного обоснования места расположения участковых подготовительных выработок 2-го слоя, обеспечивающего минимизацию затрат на их проведение и поддержание. Исследовано влияние горно-технических факторов на напряженно-деформированное состояние массива горных пород в окрестностях слоевых выработок 2-го слоя. Даны рекомендации по выбору рационального места расположения участковых подготовительных выработок. Выполнена оценка экономического эффекта внедрения разработанных рекомендаций.
Выполнен анализ влияния эндогенной пожароопасности слоевой отработки склонных к самовозгоранию мощных пологих пластов, в том числе с использованием современного высокопроизводительного оборудования, на технико-экономические показатели работы шахт. Сделан вывод о необходимости дифференцированного подхода при выборе технологии отработки надработанных слоев. Предложена эффективная технологическая схема отработки пластов, склонных к самовозгоранию. Исследовано влияние отработки 1-го слоя на напряженно-деформированное состояние (НДС) нижних слоев и определены рациональные параметры технологических схем. Подсчитан экономический эффект от внедрения разработанной технологии, получаемый за счет снижения частоты эндогенных пожаров и минимизации ущерба при их возникновении.
Выполнен анализ результатов шахтных наблюдений за состоянием участковых подготовительных выработок при слоевой отработке мощных пологих пластов Кузбасса. Сделан вывод о необходимости дополнительного обоснования места расположения участковых подготовительных выработок 2-го слоя, обеспечивающего снижение затрат на их поддержание. Исследовано напряженно-деформированное состояние массива (НДС) горных пород, «возмущенного» отработкой 1-го слоя. Установлены характер и степень влияния надработки 2-го слоя. Выбрано рациональное место расположения участковых подготовительных выработок 2-го слоя при отработке наклонными слоями пласта III Томь-Усинского района Кузбасса. Подсчитан экономический эффект от внедрения разработанных рекомендаций, получаемый за счет сокращения затрат на поддержание эксплуатационного состояния участковых выработок.
