Приведены результаты анализа практического опыта разработки калийных пластов с использованием систем разработки длинными очистными забоями на рудниках ОАО «Беларуськалий». Отмечены позитивные изменения технико-экономических показателей рудников и повышение безопасности горных работ при внедрении ресурсосберегающих технологий без оставления целиков полезного ископаемого между выемочными столбами или с оставлением между столбами целиков с размерами, при которых происходит их разрушение горным давлением в выработанном пространстве. Отмечено, что использование очистных механизированных комплексов, характеризующихся высокой энерговооруженностью, в сочетании с большими глубинами разработки является главной причиной повышения температуры в лавах до величин, превышающих предельно допустимую температуру воздуха, регламентируемую санитарными нормами. На основании производственных исследований сделан вывод о том, что температурный режим по длине очистного забоя определяется температурой пород в выработанном пространстве лавы, тепловыделениями от оборудования энергопоезда и температурой массива полезного ископаемого впереди лавы. Сделан вывод о целесообразности использования в условиях глубоких горизонтов разработанных технологических схем, обеспечивающих снижение температуры в лавах на 6-9 °C и более за счет обособленного проветривания лавы и энергопоезда, а также теплообмена между струей воздуха, поступающего в лаву, и породами в выработанном пространстве.
Показано, что к числу основных направлений совершенствования технологических схем ведения горных работ на шахтах Куангниньского угольного бассейна относят создание вариантов ресурсосберегающих систем разработки длинными столбами. Они обеспечивают снижение потерь угля в межстолбовых целиках и затрат на поддержание подготовительных выработок, закрепленных анкерной крепью. Реализация этих направлений затруднена (а в ряде случаев практически невозможна) при залегании над угольным пластом труднообрушающихся пород, склонных к значительным зависаниям в выработанном пространстве. В Куангниньском бассейне закреплено анкерной крепью 9-10 % выработок, эксплуатационные потери угля достигают 30 % и более; ежегодно перекрепляют до 50 % выработок. Сделан вывод о том, что реальные условия для уменьшения потерь угля и эффективного использования анкерной крепи в качестве основной крепи повторно используемых подготовительных выработок создаются при реализации идеи, выдвинутой в Санкт-Петербургском горном университете: оставление между повторно используемой выработкой и выработанным пространством целика угля повышенной ширины и его последующая отработка на одной линии с очистным забоем одновременно с погашением повторно используемой выработки.
Самовозгорание угля остается важной проблемой для угольных шахт, которая может привести к взрыву метана и угольной пыли. Аварии, связанные с самовозгоранием угля, могут нанести угледобывающим компаниям значительные экономические убытки, а также влекут за собой социальный ущерб – травмы и гибель людей. На шахтах Кузбасса известны аварии, произошедшие в результате халатного отношения к опасности возникновения очагов самовозгорания угля, жертвами которых стали десятки человек. Анализ аварийных ситуаций, связанных с самовозгоранием угля, показывает, что существующий широкий спектр средств профилактики эндогенных пожаров не обеспечивает полную безопасность при отработке пластов угля, склонного к самовозгоранию, поэтому в шахтах продолжают возникать очаги самовозгорания. Последствия, которые могут возникнуть в результате взрыва метана, инициированного очагом самовозгорания, указывают на необходимость совершенствования применяемых технологий. Цель работы – определить влияние современных технологических решений, применяемых на действующих шахтах при подземной отработке пологих пластов угля, склонного к самовозгоранию, и разработать новые решения, позволяющие снизить эндогенную пожароопасность. Представлены выводы о влиянии оставления целиков угля в выработанном пространстве, изолированного отвода воздуха из очистного забоя по выработанному пространству, длины очистного забоя и выемочного столба и других факторов на опасность формирования очагов самовозгорания. Также сделаны выводы о возможности использования современных технологических решений в будущем.
В статье приведены результаты анализа опыта использования на российских угольных шахтах варианта системы разработки пластов длинными столбами с оставлением целиков угля в выработанном пространстве лав. На шахтах Кузбасса на долю этого варианта приходится 90-95 % общего объема угля, добытого подземным способом. Указано на необходимость учета при выемке сближенных пластов отрицательного влияния целиков, оставленных в выработанном пространстве, на геомеханические условия ведения горных работ в надработанных (подработанных) пластах. Показано существенное отрицательное влияние целиков в сочетании с выборочной выемкой сближенных пластов на сокращение балансовых запасов. Рассмотрены мероприятия, позволяющие повысить эффективность использования систем разработки длинными столбами при отработке свит сближенных пластов.
В статье приведены результаты анализа факторов, влияющих на вероятность аварийных прорывов подземных вод в горные выработки калийных, калийно-магниевых и соляных рудников. Описаны случаи затопления рудников при отработке соляных месторождений в странах, развитых в области горного дела. Показано, что при современном научном и техническом уровне решения этой проблемы прорыв подземных вод в калийный рудник, как правило, приводит к его закрытию и негативным экологическим последствиям. Отмечено, что каналами катастрофических поступлений подземных вод в рудники являлись водопроводящие трещины как природного, так и техногенного происхождения, прогнозирование мест расположения которых и их влияние на вероятность затопления рудника на стадиях проектирования практически было невозможно в рамках действующих нормативных документов. Сформулирована концепция снижения рисков затопления калийных рудни-ков при прорывах в горные выработки подземных вод. Рассмотрены организационно-технические мероприятия, позволяющие снизить риски затопления рудников при прорывах в горные выработки подземных вод.
Рассмотрены вопросы, связанные с влиянием дизъюнктивных геологических нарушений на параметры защищенных зон при разработке сближенных пологих угольных пластов.
Установлены факторы, оказывающие наиболее существенное влияние на устойчивость боков очистных заходок, проходимых под закладочным массивом. Исследовано влияние физико-механических свойств рудного массива на высоту очистных заходок. Рассмотрены перспективные способы повышения устойчивости боков заходок.
Рассмотрена проблема применения технологий с полной закладкой выработанного пространства при отработке крутопадающих угольных пластов в условиях месторождения Мао Хе Вьетнама.
Статья памяти А.А. Борисова.
Охарактеризован потенциал научной школы. Показана ее роль в решении проблем горной науки при разработке угольных, рудных и нерудных месторождений. Сформулированы перспективные направления исследований научной школы.
Показана роль Холоднинского месторождения при решении проблемы обеспечения потребности РФ в остродефицитном сырье – цинке и свинце. Рассмотрены технические решения, реализация которых снижает экологические риски при отработке данного месторождения. Сделаны выводы о перспективах отработки Холоднинского месторождения.
Выполнен анализ факторов, осложняющих отработку Холоднинского месторождения, расположенного в пределах водосборной территории озера Байкал. Разработаны организационно-технические мероприятия, реализация которых снижает экологические риски при отработке данного месторождения.
Предложены системы разработки рудных тел разной мощности для условий Холоднинского месторождения. Определены рациональные параметры систем разработки.
Рассмотрен комплекс технических и организационных мероприятий, обеспечивающих полноту закладки выработанного пространства при слоевой системе разработки крутопадающих залежей богатых железных руд на различных стадиях ведения горных работ.
На основании шахтных и аналитических исследований обоснована ресурсосберегающая технологическая схема отработки Третьего калийного пласта в зонах его выклинивания на границах шахтных полей. Установлено влияние основных горно-технических факторов на основные параметры разработанной схемы, определяющие безопасность ее реализации.
Проанализированы причины длительного строительства Яковлевского рудника, а также факторы, оказывающие наиболее существенное влияние на выбор технологической схемы отработки железорудной залежи. Сделан вывод о том, что главным критерием приемлемости технологической схемы в специфических условиях участка первоочередной отработки Яковлевской залежи является исключение опасных деформаций толщи покрывающих пород, при достижении их возможно вторичное обводнение рудного массива на стадии ведения очистных работ. Предложены системы разработки, использование которых создает объективные предпосылки для обеспечения длительной конкурентоспособности Яковлевского рудника.
Рассмотрена схема подготовки участка первоочередной отработки Яковлевской залежи, варианты подсечки выемочных блоков и конструкция искусственного днища, создаваемого на откаточном горизонте при использовании комбинированной системы разработки с самообрушением руды.
Выполнен анализ основных недостатков применяемой на рудниках ПО «Беларуськалий» слоевой системы разработки. Обоснована концепция отработки Третьего калийного пласта в условиях глубоких горизонтов.
Установлены факторы, оказывающие наиболее существенное влияние на выбор технологической схемы отработки пласта сланца под водоносными горизонтами. Разработаны ресурсосберегающие и экологически безопасные технологии отработки пласта сланца на шахте «Ленинградская»
Проанализированы перспективные направления совершенствования технологических схем разработки пласта сланца под водоносными горизонтами, обеспечивающими техническую и экологическую безопасность подземных горных работ. Обоснована целесообразность применения систем разработки с параметрами, обеспечивающими плавный прогиб подрабатываемого массива без образования трещин, объединяющих водоносные горизонты.
Анализ отечественной и мировой практики освоения техногенных ресурсов свидетельствует, что их отработка может служить для горно-добывающих предприятий дополнительным источником получения цветных и драгоценных металлов, а также способствовать уменьшению вредного воздействия токсичных веществ на окружающую среду и возвращению в хозяйственный оборот ранее изъятых земель. Для ряда рудников разработка техногенных месторождений является приоритетным источником существования горного предприятия, Однако, практическая разработка таких месторождений не производится, так как на горных предприятиях отсутствуют технология и рабочие проекты селективной разработки техногенных месторождений полезных ископаемых. Обоснованы требования к технологическим схемам отработки техногенных месторождений и предложены способы селективной выемки полезных компонентов из хвостохранилищ обогатительных фабрик, предусматривающие извлечение только наиболее обогащенных участков с оставлением основной массы пород на месте их залегания.
Разработан способ управления состоянием горного массива для очистных забоев, использующих струговые установки в условиях неустойчивой кровли. Доказана необходимость увеличения скорости подвигания очистного забоя и применения закладки выработанного пространства для обеспечения устойчивости пород и равномерного нагружения краевой части пласта. Предложена формула расчета критического значения податливости закладочного массива, учитывающая шаг обрушения основной кровли, коэффициент разрыхления, мощность пород непосредственной кровли и позволяющая определять компрессионные свойства закладочного массива по современным методикам и с учетом скорости подвигания очистного забоя и размеров зоны отжима. Предложенная методика обосновывает увеличение скорости подвигания очистного забоя до 4-6 м/сут и нагрузку на очистной забой на 30 %.
Проведен анализ причин аварийных ситуаций, связанных с динамическими обрушениями пород кровли при системе разработки с подэтаж ной гидроотбойкой на шахтах ОАО «Про- копьевскуголь». Выдвинута гипотеза о механизме опасных динамических обрушений угля и пород кровли. Сделан вывод о том, что при определении высоты подэтажа необходимо учитывать ширину зоны отжима, формирующейся у границы очистных работ. Исследовано влияние основных геологических и горно-технических факторов на параметры зоны отжима. Установлено, что наибольшее влияние на ширину зоны отжима оказывают следующие факторы: глубина ведения горных работ, мощность отрабатываемого пласта, прочность угля. Разработаны рекомендации по определению высоты подэтажа, обеспечивающей в условиях гидрошахты «Тырганская» безопасные условия труда горнорабочих. Предложен способ отработки подэтажей с повышенной высотой. Для его осуществления рассчитывается величина зоны отжима и длина рабочей струи гидромонитора; с учетом этих параметров определяется положение зоны неразрушенного угля. Разупрочнение угольного массива в этой зоне производится для исключения зависания пачки угля путем, например, гидроразрыва или взрывания зарядов ВВ. Подсчитан экономический эффект от внедрения разработанных рекомендаций.
Приведены данные о содержании полезных компонентов в отходах предприятий цветной металлургии и динамике их прироста. Исследованы особенности формирования техногенных месторождений и распределение цветных металлов в их пределах. Установлено, что хотя содержание металлов в пределах техногенного месторождения изменяется в различных направлениях, максимальные изменения чаще всего наблюдаются по вертикали. Обоснованы требования к технологическим схемам отработки техногенных месторождений и предложены способы селективной выемки полезных компонентов из хвостохранилищ обогатительных фабрик, предусматривающие извлечение только наиболее обогащенных участков с оставлением основной массы пород на месте их залегания.
Приведены результаты научных исследований, выполненных кафедрой разработки месторождений подземным способом в 2000 г., по проблемным вопросам подземной разработки угольных, сланцевых и соляных месторождений. Сформулированы требования к технологическим схемам отработки пластов на участках с ограниченными размерами при использовании высокопроизводительных механизированных очистных комплексов. Предложены и обоснованы способы повышения эффективности отработки тонких угольных пластов с использованием струговых установок. Исследованы причины динамических обрушений пород кровли в нижних лавах при слоевых системах разработки. Сделаны выводы относительно наиболее перспективных способов отработки техногенных и нефтегазовых месторождений. Разработаны рекомендации по подземному сжиганию угля с целью получения пара и производства электроэнергии.
Изложены результаты негативных тенденций изменения техника-экономических показателей при подземной добыче угля. Дан анализ причин возникновения этих тенденций и сформулированы приоритетные направления совершенствования технологических схем угольных шахт.
Опережающая отработка защитных пластов широко известна в настоящее время как региональный профилактический способ предотвращения горных ударов и внезапных выбросов угля и газа ...
Перспективы разработки угольных пластов на больших глубинах в значительной степени определяются тем, насколько своевременно и эффективно будет решен вопрос управления кровлей в очистных забоях для специфических условий глубоких горизонтов ...
