Submit an Article
Become a reviewer
Online First
Research article
Geotechnical Engineering and Engineering Geology

Technologies of intensive development of potash seams by longwall faces at great depths: current problems, areas of improvement

Authors:
Vladimir P. Zubov1
Denis G. Sokol2
About authors
  • 1 — Ph.D., Dr.Sci. Head of Department Saint Petersburg Mining University ▪ Orcid
  • 2 — Postgraduate Student Saint Petersburg Mining University ▪ Orcid
Date submitted:
2021-05-08
Date accepted:
2022-07-21
Date published:
2023-10-16

Abstract

The results of the analysis of practical experience in the development of potash seams using longwall mining systems at the mines of OAO “Belaruskali” are presented. Positive changes in the technical and economic indicators of mines and an increase in the safety of mining operations were noted with the introduction of resource-saving technologies without leaving the pillars between the excavation columns or with leaving the pillars between the columns with dimensions at which they are destroyed by mining pressure in the goaf. It is noted that the use of mechanized stoping complexes characterized by high energy capacity, combined with large depths of development, is the main reason for the temperature increase in longwalls to values exceeding the maximum permissible air temperature regulated by sanitary standards. Based on production studies, it was concluded that the temperature regime along the length of the longwall face is determined by the temperature of rocks in the developed longwall space, heat emissions from the equipment of the power train, and the temperature of the rock mass ahead of the longwall. The conclusion has been drawn about the feasibility of using developed technological schemes in deep mining conditions, which provide a reduction in longwall temperature by 6-9 °C or more through isolated ventilation of longwall and power trains, as well as heat exchange between the airflow entering the longwall and the rocks in the developed space.

Keywords:
potash seam resource-saving technologies longwall faces air temperature sanitary standards energy capacity separate ventilation of longwall and power trains heat exchange
Online First

References

  1. Дешковский В.Н., Данилова А.Ф., Новокшонов В.Н. Сдвижения массива горных пород в результате его подработки столбовой системой разработки в условиях Старобинского месторождения калийных солей // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2012. № 11. С. 80-86.
  2. Зубов В.П., Смычник А.Д., Кириенко В.М., Дакуко Н.А. Концепция отработки Третьего калийного пласта на рудниках РУП ПО «Беларуськалий» // Горная механика. 2005. № 4. C. 66-71.
  3. Смычник А.Д., Зубов В.П., Калугин П.А., Кириенко В.М. Технологические схемы рудников ПО «Беларуськалий»: состояние, проблемы, перспективы совершенствования // Горный журнал. 2003. № 7. С. 45-50.
  4. Подлесный И.А., Гетманов В.Н., Петровский Б.И., Носуля И.Е. Технологии слоевой выемки при разработке пласта Третьего калийного горизонта Старобинского месторождения // Горный журнал. 2018. № 8. С. 59-63. DOI: 10.17580/gzh.2018.08.08
  5. ОАО «Беларуськалий»: технология ведения горных работ. URL: www.kali.by/production/technology/technology_of_mining/ (дата обращения 29.04.2021).
  6. Зубов В.П., Смычник А.Д. Внезапные выбросы соли и газа в калийных рудниках и их предупреждение // Горный журнал. 1998. № 11-12. С. 85-87.
  7. Сокол Д.Г., Ле Куанг Фук, Тхан Ван Зуи. Актуальные проблемы и перспективы совершенствования охраны повторно используемых подготовительных выработок при отработке калийных пластов // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2020. № 12. С. 33-43. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-12-0-33-43
  8. Кологривко A.A., Дакуко С.Н. Технологические схемы бесцеликовой отработки калийных пластов в сложных горно-геологических и горнотехнических условиях // Горная механика. 2009. № 4. С. 48-59.
  9. Левин Л.Ю., Зайцев А.В., Бутаков С.В., Семин М.А. Нормализация микроклиматических условий горных выработок при отработке глубокозалегающих запасов калийных рудников // Горный журнал. 2018. № 8. С. 97-102. DOI: 10.17580/gzh.2018.08.14
  10. Головатый И.И. ОАО «Беларуськалий» – крупнейший мировой производитель калийных удобрений // Горный журнал. 2018. № 8. С. 4-9.
  11. Соловьев Д.Е., Хохолов Ю.А. Прогноз теплового режима рудника с учетом динамики развития горных работ // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2009. № 5. С. 270-275.
  12. Мартынов А.А., Лунев С.Г., Яковенко А.К. Прогнозирование и разработка комплекса мер по нормализации тепловых условий в горных выработках глубоких угольных шахт на ПЭВМ // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2003. № 2. С. 130-133.
  13. Кологривко А.А. Снижение геоэкологических последствий при подземной разработке калийных месторождений // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия F. Строительство. Прикладные науки. 2014. № 16. С. 101-110.
  14. Manohar Rao A., Ramalingeswarudub S.V.S.S., Venkateswarlu G. Planning of Ventilation Requirements for Deep Mechanised Long wall Faces – A Case Study of Adriyala Longwall Project of The Singareni Collieries Company Limited (SCCL) // Procedia Earth and Planetary Science. 2015. Vol. 11. P. 548-556. DOI: 10.1016/j.proeps.2015.06.057
  15. Brake D.J. The Deep Body Core Temperatures, Physical Fatigue and Fluid Status of Thermally Stressed Workers and the Development of Thermal Work Limit as an Index of Heat Stress. Perth: Curtin University, 2002. 294 p.
  16. Мартынов А.А., Яковенко А.К., Олексюк А.Б. Системы и средства локального охлаждения рудничного воздуха в горных выработках // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2007. № S12. С. 132-140.
  17. Медведев И.И., Красноштейн А.Е. Аэрология калийных рудников. Свердловск: УрО АН СССР, 1990. 251 с.
  18. Алабьев В.Р. Основные направления развития способов и средств охлаждения воздуха в угольных шахтах Украины // Вестник Забайкальского государственного университета. 2014. № 6 (109). С. 35-46.
  19. Зайцев А.В., Семин М.А., Клюкин Ю.А. Исследование критериев нормирования микроклиматических условий в горных выработках // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2015. № 12. С. 151-156.
  20. Карелин В.Н., Кравченко А.В., Левин Л.Ю. и др. Особенности формирования микроклиматических условий в горных выработках глубоких рудников // Горный журнал. 2013. № 6. С. 65-68.
  21. Belle B., Biffi M. Cooling pathways for deep Australian longwall coal mines of the future // International Journal of Mining Science and Technology. 2018. Vol. 28. Iss. 6. P. 865-875. DOI: 10.1016/j.ijmst.2018.02.001
  22. Gangrade V., Schatzel S.J., Harteis S.P. A Field Study of Longwall Mine Ventilation Using Tracer Gas in a Trona Mine // Mining, Metallurgy & Exploration. 2019. Vol. 36. Iss. 6. P. 1201-1211. DOI: 10.1007/s42461-019-0096-0
  23. Chen Jie, Liu Jian-xing, Jiang De-yi et al. An experimental study of strain and damage recovery of salt rock under confining pressures // Rock and Soil Mechanics. 2016. Vol. 37. № 1. P. 105-112. DOI: 10.16285/j.rsm.2016.01.012
  24. Litvinenko V. Advancement of geomechanics and geodynamics at the mineral ore mining and underground space development // Geomechanics and Geodynamics of Rock Masses. International European Rock Mechanics Symposium, EUROCK 2018, 22-26 May 2018, Saint Petersburg, Russian Federation. London: Taylor and Francis Group, 2018. Vol. 1. P. 3-16.
  25. Еременко В.А., Галченко Ю.П., Косырева М.А. Оценка влияния геометрических параметров традиционно применяемых и природоподобных систем подземной разработки рудных месторождений на исходное поле напряжений // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2020. № 3. С. 98-109. DOI: 10.15372/FTPRPI20200310
  26. Прушак В.Я. Деформирование контура горных выработок Старобинского месторождения калийных солей при различных глубинах заложения // Доклады НАН Беларуси. 2016. Т. 60. № 2. С. 97-101.
  27. Guorui Feng, Pengfei Wang, Chugh Y.P. A New Gob-Side Entry Layout for Longwall Top Coal Caving // Energies. 2018. Vol. 11. Iss. 5. № 1292. DOI: 10.3390/en11051292
  28. Zhijun Tian, Zizheng Zhang, Min Deng et al. Gob-Side Entry Retained with Soft Roof, Floor, and Seam in Thin Coal Seams: A Case Study // Sustainability. 2020. Vol. 12. Iss. 3. № 1197. DOI: 10.3390/su12031197
  29. Щербань А.Н., Кремнев О.А., Журавленко В.Я. Руководство по регулированию теплового режима шахт. М.: Недра, 1977. 359 с.
  30. Щербань А.Н., Кремнев О.А. Научные основы расчета и регулирования теплового режима глубоких шахт: в 2-х томах. Т. 2. Киев: Изд-во АН УССР, 1960. 347 с.
  31. Красноштейн А.Е., Казаков Б.П., Шалимов А.В. Моделирование процессов нестационарного теплообмена между рудничным воздухом и массивом горных пород // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2007. № 5. С. 77-85.
Access statistics
Abstract Views
153
Full-Text Views
15
Cited
Scopus:
0
Crossref:
0
Article Menu

Similar articles

Adaptation of transient well test results
2023 Dmitriy A. Martyushev, Inna N. Ponomareva, Weijun Shen
Specifics of geotechnical risk control in the design of underground structures
2023 Elena Yu. Kulikova, Aleksandr G. Polyankin, Anna M. Potokina
Geomechanical analysis of the impact of the new tunnels construction in the vicinity of existing underground subway structures on the state of the soil massif
2023 Vladimir V. Nabatov, Aleksandr S. Voznesenskii
A new diamond find and primary diamond potential of the Chetlas uplift (Middle Timan)
2023 Alexander M. Pystin, Yuriy V. Glukhov, Alexander A. Bushenev
Origin of carbonate-silicate rocks of the Porya Guba (the Lapland-Kolvitsa Granulite Belt) revealed by stable isotope analysis (δ18O, δ13C)
2023 Dmitry P. Krylov, Ekaterina V. Klimova
Analysis of the problems of high-quality drinking water extraction from underground water intakes on Vysotsky Island in the Vyborg district of the Leningrad region
2023 Vyacheslav V. Nikishin, Pavel A. Blinov, Vladimir V. Fedorov, Evgeniya K. Nikishina, Igor V. Tokarev