<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<article xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" dtd-version="1.4" article-type="research-article">
  <front>
    <journal-meta>
      <journal-id journal-id-type="issn">2411-3336</journal-id>
      <journal-id journal-id-type="eissn">2541-9404</journal-id>
      <journal-title-group>
        <journal-title xml:lang="ru">Записки Горного института</journal-title>
        <journal-title xml:lang="en">Journal of Mining Institute</journal-title>
      </journal-title-group>
      <publisher>
        <publisher-name xml:lang="ru">Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины ΙΙ</publisher-name>
        <publisher-name xml:lang="en">Empress Catherine II Saint Petersburg Mining University</publisher-name>
      </publisher>
    </journal-meta>
    <article-meta>
      <article-id pub-id-type="doi">10.31897/PMI.2020.5.4</article-id>
      <article-id custom-type="pmi" pub-id-type="custom">pmi-13341</article-id>
      <article-id pub-id-type="uri">https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/13341</article-id>
      <article-categories>
        <subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru">
          <subject>Горное дело</subject>
        </subj-group>
        <subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en">
          <subject>Mining</subject>
        </subj-group>
      </article-categories>
      <title-group>
        <article-title xml:lang="en">Design features of coal mines ventilation  using a room-and-pillar development system</article-title>
        <trans-title-group xml:lang="ru">
          <trans-title>Особенности проектирования вентиляции угольных шахт,  применяющих камерно-столбовую систему разработки</trans-title>
        </trans-title-group>
      </title-group>
      <contrib-group>
        <contrib contrib-type="author" corresp="yes">
          <name name-style="eastern">
            <surname>Kobylkin</surname>
            <given-names>Sergey S.</given-names>
          </name>
          <name-alternatives>
            <name name-style="eastern" xml:lang="ru">
              <surname>Кобылкин</surname>
              <given-names>С. С.</given-names>
            </name>
            <name name-style="western" xml:lang="en">
              <surname>Kobylkin</surname>
              <given-names>Sergey S.</given-names>
            </name>
          </name-alternatives>
          <email>skifsergey@mail.ru</email>
          <xref ref-type="aff" rid="aff1"/>
        </contrib>
        <aff-alternatives id="aff1">
          <aff>
            <institution xml:lang="ru">НИТУ "МИСиС", Горный институт (Москва, Россия)</institution>
          </aff>
          <aff>
            <institution xml:lang="en">NUST MISIS, Mine institute (Moscow, Russia)</institution>
          </aff>
        </aff-alternatives>
        <contrib contrib-type="author">
          <name name-style="eastern">
            <surname>Kharisov</surname>
            <given-names>Alexander R.</given-names>
          </name>
          <name-alternatives>
            <name name-style="eastern" xml:lang="ru">
              <surname>Харисов</surname>
              <given-names>А. Р.</given-names>
            </name>
            <name name-style="western" xml:lang="en">
              <surname>Kharisov</surname>
              <given-names>Alexander R.</given-names>
            </name>
          </name-alternatives>
          <email>sanj9raion@mail.ru</email>
          <xref ref-type="aff" rid="aff2"/>
        </contrib>
        <aff-alternatives id="aff2">
          <aff>
            <institution xml:lang="ru">Военизированный горноспасательный отряд Восточной Сибири (Черногорск, Россия)</institution>
          </aff>
          <aff>
            <institution xml:lang="en">Mines Rescue Service of Republic of Khakassia (Chernogorsk, Russia)</institution>
          </aff>
        </aff-alternatives>
      </contrib-group>
      <pub-date pub-type="epub" iso-8601-date="2020-11-24">
        <day>24</day>
        <month>11</month>
        <year>2020</year>
      </pub-date>
      <pub-date date-type="collection">
        <year>2020</year>
      </pub-date>
      <volume>245</volume>
      <fpage>531</fpage>
      <lpage>538</lpage>
      <history>
        <date date-type="received" iso-8601-date="2020-05-12">
          <day>12</day>
          <month>05</month>
          <year>2020</year>
        </date>
        <date date-type="accepted" iso-8601-date="2020-09-22">
          <day>22</day>
          <month>09</month>
          <year>2020</year>
        </date>
        <date date-type="rev-recd" iso-8601-date="2020-11-24">
          <day>24</day>
          <month>11</month>
          <year>2020</year>
        </date>
      </history>
      <permissions>
        <copyright-statement xml:lang="ru">© 2020 С. С. Кобылкин, А. Р. Харисов</copyright-statement>
        <copyright-statement xml:lang="en">© 2020 Sergey S. Kobylkin, Alexander R. Kharisov</copyright-statement>
        <copyright-year>2020</copyright-year>
        <copyright-holder xml:lang="ru">С. С. Кобылкин, А. Р. Харисов</copyright-holder>
        <copyright-holder xml:lang="en">Sergey S. Kobylkin, Alexander R. Kharisov</copyright-holder>
        <license license-type="open-access" xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0" xml:lang="ru">
          <license-p>Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0)</license-p>
        </license>
        <license license-type="open-access" xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0" xml:lang="en">
          <license-p>This article is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC BY 4.0)</license-p>
        </license>
      </permissions>
      <self-uri xlink:type="simple" xlink:href="https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/13341">https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/13341</self-uri>
      <abstract xml:lang="ru">
        <p>Безопасность ведения горных работ на угольных шахтах по аэрологическим факторам зависит от качества принятых и реализованных проектных решений по вентиляции. Действующее на данный момент «Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт» не учитывает особенности применяемых в России камерно-столбовых систем разработки. Это приводит к повышению опасности возникновения взрывов, пожаров и загазирований. Подробно изученный зарубежный опыт проектирования вентиляции для рассматриваемых систем разработки угольных месторождений позволил сформулировать рекомендации по организации схемы проветривания угольных шахт, применяющих камерно-столбовую систему разработки, и порядок проветривания при многоштрековой подготовке. Наблюдения показали, что применение существующего в России порядка проветривания добычных участков с камерно-столбовой системой разработки усложняет проведение аварийно-спасательных работ. Низкие скорости и разнонаправленное движение воздуха, затрудненный отток тепла, оставление целиков угля повышают риск возникновения и позднего обнаружения эндогенного пожара. Результаты численного моделирования показали, что установка (параллельно штрекам) вентиляционных сооружений в межкамерных целиках позволит повысить надежность проветривания за счет перевода схемы проветривания из сложной диагональной в сложную параллельную. Это также позволит снизить количество воздуха, необходимое для добычного участка, и общее аэродинамическое сопротивление. Проведенные исследования позволили сформулировать требования к порядку проектирования вентиляции угольных шахт, применяющих камерно-столбовую систему разработки, заключающиеся в порядке отработки блоков в панели, а также дополнительном применении вентиляционных сооружений (легких перемычек или парусов).</p>
      </abstract>
      <abstract xml:lang="en">
        <p>The safety of mining operations in coal mines for aerological factors depends on the quality of accepted and implemented ventilation design solutions. The current “Design Manual of coal mine ventilation” do not take into account the features of room-and-pillar development systems used in Russia. This increases the risk of explosions, fires, and gassing. The detailed study of foreign experience in designing ventilation for the considered development systems e of coal deposits allowed to formulate recommendations on the ventilation scheme organization for coal mines using a room-and-pillar development system and the procedure for ventilation during multi-entry gateroad development. Observations have shown that the use of the existing Russian procedure for airing mining sites with a room-and-pillar development system complicates the emergency rescue operations conduct. Low speeds and multidirectional air movement, difficult heat outflow, and the abandonment of coal pillars increase the risk of occurrence and late detection of endogenous fire. The results of numerical modeling have shown that the installation (parallel to the drifts) of ventilation structures in inter-chamber pillars will increase the reliability of ventilation by transferring the ventilation scheme from a complex diagonal to a complex parallel. It will also reduce the amount of air required for the mine site and the total aerodynamic drag. The research made it possible to formulate requirements for the design procedure for coal mines ventilation using a room-and-pillar development system, which consist in the order of working out blocks in the panel, and also the additional use of ventilation structures (light brattice clothes or blowing line brattice).</p>
      </abstract>
      <kwd-group xml:lang="ru">
        <title>Ключевые слова</title>
        <kwd>безопасность</kwd>
        <kwd>вентиляция</kwd>
        <kwd>угольная шахта</kwd>
        <kwd>проектирование</kwd>
        <kwd>камерно-столбовая система разработки</kwd>
        <kwd>мо-делирование</kwd>
        <kwd>схема проветривания</kwd>
      </kwd-group>
      <kwd-group xml:lang="en">
        <title>Keywords</title>
        <kwd>safety</kwd>
        <kwd>ventilation</kwd>
        <kwd>coal mine</kwd>
        <kwd>design</kwd>
        <kwd>room-and-pillar development system</kwd>
        <kwd>modeling</kwd>
        <kwd>ventilation scheme</kwd>
      </kwd-group>
    </article-meta>
  </front>
  <body/>
  <back>
    <ref-list>
      <ref id="ref1">
        <label>1</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Баловцев С.В. К методике прогноза взрывобезопасности выемочных участков угольных шахт // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2018. № 11. С. 218-226. DOI: 10.25018/0236-1493-2018-11-0-218-226</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Balovtsev S.V. On the method of predicting the coal mine explosion safety of mine sites. Gornyi informatsionno-analiticheskii byulleten (nauchno-tekhnicheskii zhurnal). 2018. N 11, p. 218-226. DOI: 10.25018/0236-1493-2018-11-0-218-226 (in Russian).</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref2">
        <label>2</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Гендлер С.Г. Методика определения параметров системы подогрева воздуха в железнодорожных тоннелях, расположенных в суровых климатических условиях / С.Г.Гендлер, С.В.Синявина // Записки Горного института. 2017. Т. 224. С. 215-222. DOI: 10.18454/PMI.2017.2.215</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Gendler S.G., Sinyavina S.V. Method of determining characteristics for air heating system in railway tunnels in harsh climatic conditions. Journal of Mining Institute. 2017. Vol. 224, p. 215-222. DOI: 10.18454/PMI.2017.2.215</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref3">
        <label>3</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Каледина Н.О. О выборе способа проветривания тупиковых горных выработок газообильных угольных шахт / Н.О.Каледина, С.С.Кобылкин // Горный журнал. 2014. № 12. С. 99-104.</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Kaledina N.O., Kobylkin S.S. On the choice of a method for airing blind mine workings of gas-rich coal mines. Gornyi zhurnal. 2014. N 12, p. 99-104 (in Russian).</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref4">
        <label>4</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Кобылкин С.С. Трехмерное моделирование при проведении инженерных расчетов по тактике горноспасательных работ / С.С.Кобылкин, А.С.Кобылкин // Горный журнал. 2018. № 5. С. 82-85. DOI: 10.17580/gzh.2018.05.13</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Kobylkin S.S., Kobylkin A.S. Three-dimensional modeling during engineering calculations on the tactics of mine rescue op-erations. Gornyi zhurnal. 2018. N 5, p. 82-85. DOI: 10.17580/gzh.2018.05.13 (in Russian)</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref5">
        <label>5</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Малашкина В.А. Направления повышения эффективности использования систем дегазации угольных шахт // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2019. № 6. С. 206-214. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-06-0-206-214</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Malashkina V.A. Directions for improving the efficiency of coal mine degassing systems. Gornyi informatsionno-analiticheskii byulleten (nauchno-tekhnicheskii zhurnal). 2019. N 6, p. 206-214. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-06-0-206-214 (in Russian).</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref6">
        <label>6</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Малашкина В.А. Направления повышения эффективности подземной дегазации для улучшения условий труда шахтеров угольных шахт // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2018. № 7. С. 69-75. DOI: 10.25018/0236-1493-2018-7-0-69-75</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Malashkina V.A. Directions to increase the efficiency of underground degassing to improve the working conditions of coal miners. Gornyi informatsionno-analiticheskii byulleten (nauchno-tekhnicheskii zhurnal). 2018. N 7, p. 69-75. DOI: 10.25018/0236-1493-2018-7-0-69-75 (in Russian)</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref7">
        <label>7</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Проект постановления Правительства Российской Федерации «О признании утратившими силу нормативных правовых актов и отдельных положений нормативных правовых актов Правительства Российской Федерации, об отмене некоторых актов федеральных органов исполнительной власти и признании не подлежащими применению некоторых нормативных правовых актов, содержащих обязательные требования, соблюдение которых оценивается при проведении мероприятий по контролю при осуществлении федерального государственного надзора в области промышленной безопасности» подготовлен во исполнение пункта 5 плана мероприятий («дорожной карты») по реализации механизма «регуляторной гильотины», утвержденного Председателем Правительства Российской Федерации Д.А.Медведевым 29 мая 2019 г. № 4714п-П36. URL: regulation.gov.ru/projects#npa=94348 (дата обращения: 18.04.2020).</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Draft regulation of the Government of the Russian Federation "On invalidation of normative legal acts and certain provisions of normative legal acts of the Government of the Russian Federation, on cancellation of certain acts of Federal Executive authorities and recognition of certain normative legal acts containing mandatory requirements as non-applicable, compliance with which is assessed when conducting control activities in the implementation of Federal Government Oversight in the field of industrial safety" has been prepared pursuant to paragraph 5 of the action plan (road map) for implementing the mechanism of "regulatory guillotine", approved by the Chairman of the Government of the Russian Federation D. A. Medvedev, may 29, 2019 N 4714p-P36. URL:  https://regulation.gov.ru/projects#npa=94348 (date of access 18.04.2020) (in Russian).</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref8">
        <label>8</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Effect of geodynamic setting on spontaneous combustion of coal waste dumps / A.S.Batugin, A.S. Kobylkin, V.R.Musina // Eurasian Mining. 2019. № 2. P. 64-69. DOI: 10.17580/em.2019.02.14</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Batugin A.S., Kobylkin A.S., Musina V.R. Effect of geodynamic setting on spontaneous combustion of coal waste dumps. Eurasian Mining. 2019. N 2, p. 64-69. DOI: 10.17580/em.2019.02.14</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref9">
        <label>9</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Electronic Code of Federal Regulations (e-CFR) Title 30. Mineral Resources. Cornell Law School. URL: www.law.cornell.edu/cfr/text/30 (дата обращения 18.04.2020).</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Electronic Code of Federal Regulations (e-CFR) Title 30. Mineral Resources. Cornell Law School. URL: www.law.cornell.edu/cfr/text/30 (date of access 18.04.2020).</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref10">
        <label>10</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Gendler S.G. Evaluation principles of the dust influence of mining enterprises on the / S.G.Gendler, M.L.Rudakov, V.S.Kuznetsov // Latvian Journal of Physics and Technical Sciences. 2019. Vol. 56. № 3. P. 62-69. DOI: 10.2478/lpts-2019-0020</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Gendler S.G., Rudakov M.L., Kuznetsov V.S. Evaluation principles of the dust influence of mining enterprises on the. Lat-vian Journal of Physics and Technical Sciences. 2019. Vol. 56. N 3, p. 62-69. DOI: 10.2478/lpts-2019-0020</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref11">
        <label>11</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Hartman H.L. Mine ventilation and air conditioning. Malabar, Florida: Krieger publishing company, 1991. 791 p.</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Hartman H.L. Mine ventilation and air conditioning. Malabar, Florida: Krieger publishing company, 1991, p. 791.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref12">
        <label>12</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Kaledina N.O. Ventilation of blind roadways in coal mines: Problems and solutions / N.O.Kaledina, S.S.Kobylkin // Eurasian Mining. 2015. № 2. P. 26-30. DOI: 10.17580/em.2015.02.07</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Kaledina N.O., Kobylkin S.S. Ventilation of blind roadways in coal mines: Problems and solutions. Eurasian Mining. 2015. N 2, p. 26-30. DOI: 10.17580/em.2015.02.07</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref13">
        <label>13</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Kazanin O.I. Numerical study of the air-gas dynamic processes when working out the mosshny seam with longwall faces / O.I.Kazanin, A.A.Sidorenko, Y.G. Sirenko // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2018. Vol. 13. № 4. P. 1534-1538.</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Kazanin O.I., Sidorenko A.A., Sirenko Y.G. Numerical study of the air-gas dynamic processes when working out the mosshny seam with longwall faces. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2018. Vol. 13. N 4, p. 1534-1538.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref14">
        <label>14</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Kennedy W.R. Practical mine ventilation. Chicago: Interec Publishing Corporation, 1999. 612 p.</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Kennedy W.R. Practical mine ventilation. Chicago: Interec Publishing Corporation, 1999, p. 612. </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref15">
        <label>15</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Semin M.A. Stability of air flows in mine ventilation networks / M.A.Semin, L.Y. Levin // Process Safety and Environmental Protection. 2019. Vol. 24. P. 167-171. DOI: 10.1016/j.psep.2019.02.006</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Semin M.A., Levin L.Y. Stability of air flows in mine ventilation networks. Process Safety and Environmental Protection. 2019. Vol. 24, p. 167-171. DOI: 10.1016/j.psep.2019.02.006</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref16">
        <label>16</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Simplifying CFD modeling of longwall gobs with a modular meshing approach / R.C.Gilmore, J.A.Marts, J.F.Brune, S.Saki, G.E.Bogin, J.W.Grubb // Mining Engineering. 2015. Vol. 67. Iss. 3. P. 68-72.</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">R.C.Gilmore, Marts J.A., Brune J.F., Saki S., Bogin G.E., Grubb J.W. Simplifying CFD modeling of longwall gobs with a modular meshing approach. Mining Engineering. 2015. Vol. 67. Iss. 3, p. 68-72. </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref17">
        <label>17</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Validation of the geometrical model and boundary conditions for modeling the process of air intake into the body of a coal waste dump taking into account area geodynamics / A.Batugin, A.Kobylkin, V.Musina, K.Daniil // 18th International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management, SGEM 2018, Sofia, Bulgaria. Papers SGEM 2018. 2018. Vol. 18. P. 1111-1118. DOI: 10.5593/sgem2018/1.3/S03.140</mixed-citation>
        <mixed-citation xml:lang="en">Batugin A., Kobylkin A., Musina V., Daniil K. Validation of the geometrical model and boundary conditions for modeling the process of air intake into the body of a coal waste dump taking into account area geodynamics. 18th International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management, SGEM 2018, Sofia, Bulgaria. Papers SGEM 2018. 2018. Vol. 18, p. 1111-1118. DOI: 10.5593/sgem2018/1.3/S03.140</mixed-citation>
      </ref>
    </ref-list>
  </back>
</article>
