Добыча руд подземным способом характеризуется ослаблением устойчивости вмещающих породных массивов и накоплением минеральных отходов. Полнота использования недр обеспечивается применением технологий с заполнением пустот твердеющими смесями, что требует качественного сырья для получения требуемой прочности. Дефицит вяжущей компоненты может быть восполнен применением гранулированных шлаков доменного производства, хвостов обогащения, золошлаков и других отходов. Чаще других пустоты закладывают смесями с комбинированием цемента и вяжущей добавки. Смеси с добавками к цементу золошлака в эквивалентном количестве не уступают прочности смеси только с цементом, особенно при размоле золошлака. Свойствами закладочных массивов при использовании композитных вяжущих компонентов и инертных заполнителей управляют путем механического, химического, физического и энергетического воздействия на этапах приготовления и транспортирования твердеющих смесей. Для получения активной фракции заменителей цемента применяют дезинтеграторы, использующие силы инерции материалов при высокой скорости вращения с повышением высоких показателей активности и меньшими затратами энергии. Компонентами твердеющих смесей может быть большинство отходов горного производства и смежных отраслей, что определяется экспериментально в конкретных условиях.
Установлены новые и уточнены существующие закономерности фильтрационно-диффузионного движения газов в угольных пластах и вмещающих породах, самонагревания угля и переноса газовых примесей вентиляционными струями в действующих угольных шахтах. Обоснованы математические модели аэрогазодинамических и теплофизических процессов на подработанных территориях после ликвидации шахт. Представлены математические модели для подачи на очистные и подготовительные участки аэрогазодинамически обоснованного количества воздуха и разработки геотехнологических решений, обеспечивающих аэрологическую безопасность на всех этапах существования угольных шахт. Показано, что применение высокопроизводительной техники на очистных и подготовительных участках требует уточнения уравнений фильтрации, используемых при оценке метановой опасности шахт. Обоснована математическая модель поля давлений свободного метана в краевой части угольного пласта, которая основывается на одномерном уравнении гиперболического типа и учитывает конечную скорость распространения давления в пласте. Уточнены закономерности газообмена выработанных пространств метанообильных и углекислотообильных шахт с земной поверхностью для обеспечения экологической безопасности подработанных территорий.
