Submit an Article
Become a reviewer
Vol 250
Pages:
534-541
Download volume:
Research article
Mining

Prospects for the use of modern technological solutions in the flat-lying coal seams development, taking into account the danger of the formation of the places of its spontaneous combustion

Authors:
Vladimir P. Zubov1
Dmitrii D. Golubev2
About authors
Date submitted:
2021-06-15
Date accepted:
2021-08-27
Date published:
2021-09-29

Abstract

Spontaneous combustion of coal remains an important problem for coal mines, which can lead to an explosion of methane and coal dust. Accidents associated with spontaneous combustion of coal can cause significant economic losses to coal mining companies, as well as entail social damage – injuries and loss of life. Accidents are known at the Kuzbass mines, which occurred as a result of negligent attitude to the danger of spontaneous combustion of coal, the victims of which were dozens of people. The analysis of emergency situations associated with spontaneous combustion of coal shows that the existing wide range of means of preventing endogenous fires does not provide complete safety when working out coal seams prone to spontaneous combustion, therefore, spontaneous combustion places continue to occur in mines. The consequences that may arise as a result of a methane explosion initiated by a self-ignition place indicate the need to improve the used technologies. The purpose of the work is to determine the impact of modern technological solutions used in functioning mines during underground mining of flat-lying coal seams prone to spontaneous combustion, and to develop new solutions that reduce endogenous fire hazard. Conclusions on the influence of leaving coal pillars in the developed space, isolated air removal from the stoping face through the developed space, the length of the stoping face and the excavation pillar, and other factors on the danger of the formation of spontaneous combustion places are presented. Conclusions about the possibility of using modern technological solutions in future are also drawn.

Keywords:
coal spontaneous combustion of coal underground mining coal pillars long-pillar mining systems developed space safety economic efficiency
10.31897/PMI.2021.4.6
Go to volume 250

References

  1. Артемьев В.Б. АО «СУЭК». Подземные горные работы, динамика развития // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2018. № S48. С. 13-22. DOI: 10.25018/0236-1493-2018-11-48-13-22
  2. Временная инструкция по охране выемочных выработок полосами из твердеющих материалов. М.: Институт горного дела им. А.А.Скочинского, 1981. 20 с.
  3. Дашко Р.Э. Оценка устойчивости вмещающих горных пород месторождения Купол на основе анализа их основных физико-механических свойств (Чукотский автономным округ, Анадырский район) / Р.Э.Дашко, И.С.Романов // Арктика и Антарктика. 2020. № 3. С. 115-128. DOI: 10.7256/2453-8922.2020.3.32222
  4. Зубов В.П. Системы разработки пластов на «шахтах-лавах»: достоинства, недостатки, направления совершенствования / В.П.Зубов, А.С.Федоров // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2019. № S7. С. 272-277.
  5. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-4-7-272-277
  6. Исаевич А.Г. Совершенствование метода отбора проб воздуха для определения относительной газообильности горючих газов в рудничной атмосфере / А.Г.Исаевич, А.Н.Стариков, С.В.Мальцев // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2021. № 4. С. 143-153. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_4_0_143
  7. Казанин О.И. Снижение потерь угля при отработке сближенных пластов донной части Воркутского месторождения / О.И.Казанин, В.В.Ярошенко // Записки Горного института. 2020. Т. 244. С. 395-401. DOI: 10.31897/PMI.2020.4.1
  8. Ковальский Е.Р. Моделирование процесса деформирования междукамерных целиков в условиях закладки очистных камер / Е.Р.Ковальский, К.В.Громцев, Д.Н.Петров // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2020. № 9. C. 87-101. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-9-0-87-101
  9. Копылов К.Н. Результаты экспериментальных исследований по оперативному управлению очистным комбайном в высокопроизводительных лавах / К.Н.Копылов, И.М.Закоршменный // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2020. № 1. С. 36-46. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-1-0-36-46
  10. Кривоногова А.В. Статистический анализ аварий на шахтах Кемеровской области / А.В.Кривоногова, С.А.Стрекалова // Научные исследования: от теории к практике. 2016. № 4-2. С. 43-45.
  11. Методические указания по определению размеров целиков различного назначения в условиях многолетней мерзлоты. Л.: Министерство угольной промышленности СССР, 1979. 23 с.
  12. О новой нормативной базе проблем борьбы с эндогенными пожарами в шахтах / Ю.М.Филатов, В.Г.Игишев, П.А.Шлапаков и др. // Уголь. 2018. № 2. С. 67-70. DOI: 10.18796/0041-5790-2018-2-67-70
  13. Опарин В.Н. О негативных последствиях выборочной отработки угольных пластов в Кузбассе / В.Н.Опарин, А.А.Ордин, А.М.Никольский // Развитие минерально-сырьевой базы Сибири: от Обручева В.А., Усова М.А., Урванцева Н.Н. до наших дней, 24-27 сентября, 2013, Томск, Россия. Национальный исследовательский Томский политехнический университет, 2013. С. 622-626.
  14. Оценка влияния длины лавы и скорости подвигания лавы на основные геомеханические процессы в очистных механизированных забоях / Е.А.Разумов, С.И.Калинин, М.Г.Лупий, Е.Ю.Пудов // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2021. № 2. С. 83-92. DOI: 10.26730/1999-4125-2021-2-83-92
  15. Поисковые экспериментальные работы по добыче метана из выработанных пространств угольных шахт / С.В.Сластунов, Е.В.Мазаник, А.П.Садов и др. // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2021. № 5. С. 134-145. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_5_0_134
  16. Проблемы пылевого контроля в угольных шахтах / В.В.Кудряшов, С.С.Кубрин, В.Н.Костеренко, А.И.Терешкин // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2020. № 1. С. 89-98. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-1-0-89-98
  17. Син С.А. Повышение безопасности и эффективности использования азота для борьбы с самовозгоранием угля в выработанном пространстве шахт / С.А.Син, В.А.Портола, В.Г.Игишев // Уголь. 2019. № 2. С. 11-14.
  18. DOI: 10.18796/0041-5790-2019-2-11-14
  19. Скрицкий В.А. Причины взрывов метана в высокопроизводительных угольных шахтах Кузбасса // Инноватика и экспертиза. 2017. № 2 (20). С. 171-180.
  20. Сокол Д.Г. Актуальные проблемы и перспективы совершенствования охраны повторно используемых подготовительных выработок при отработке калийных пластов / Д.Г.Сокол, Ле Куанг Фук, Тхан Ван Зуи // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2020. № 12. С. 33-43. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-12-0-33-43
  21. Таразанов И.Г. Итоги работы угольной промышленности России за январь-декабрь 2020 года / И.Г.Таразанов, Д.А.Губанов // Уголь. 2021. № 3. С. 27-43. DOI: 10.18796/0041-5790-2021-3-27-43
  22. Технология глубокой дегазационной подготовки угольного пласта на базе его гидрорасчленения через скважины с поверхности / С.В.Сластунов, Е.В.Мазаник, А.П.Садов, А.М.-Б.Хаутиев // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2020. № 1. С. 5-14. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-1-0-5-14
  23. Цибаев С.С. Совершенствование методов прогноза эндогенной пожароопасности на угольных шахтах / С.С.Цибаев, И.А.Кравченко, Д.В.Зорков // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2020. № 2. C. 67-74. DOI: 10.26730/1999-4125-2020-2-67-74
  24. Шишков Р.И. Комбинированное развитие горных работ на пологих угольных месторождениях для достижения пиковой экономики предприятия / Р.И.Шишков, В.А.Федорин // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2021. № 3. С. 49-57. DOI: 10.25018/0236-1493-2021-3-0-49-57
  25. Analysis and optimization of entry stability in underground longwall mining / Yubing Gao, Dongqiao Liu, Xingyu Zhang, Manchao He // Sustainability. 2017. Vol. 9. Iss. 11. № 2079. DOI: 10.3390/su9112079
  26. Determination and prediction on «three zones» of coal spontaneous combustion in a gob of fully mechanized caving face / Jun Deng, Changkui Lei, Yang Xiao et al. // Fuel. 2018. Vol. 211. P. 458-470. DOI: 10.1016/J.FUEL.2017.09.027
  27. Effects of oxygen supply on low-temperature oxidation of coal: A case study of Jurassic coal in Yima, China / Hetao Su, Fubao Zhou, Jinshi Li, Haining Qi // Fuel. 2017. Vol. 202. P. 446-454. DOI: 10.1016/J.FUEL.2017.04.055
  28. Interactions of overburden failure zones due to multiple-seam mining using longwall caving / Wanghua Sui, Yuan Hang, Luxing Ma et al. // Bulletin of Engineering Geology and the Environment. 2015. Vol. 74. P. 1019-1035. DOI: 10.1007/s10064-014-0674-9
  29. Karpov G.N. Analytical studies of strain-stress distribution of rock massif at recovery room T-junctions / G.N.Karpov, E.R.Kovalski, A.V.Leisle // International Journal of Advanced Research in Engineering and Technology (IJARET). 2019. Vol. 10. Iss. 2. P. 596-607.
  30. Kayis C. Effects of front abutments around multiple seam mining operations / C.Kayis, M.S.Kizil // 17th Coal Operators Conference, 8-10 February, 2017, Wollongong, Australia. University of Wollongong, 2017. P. 17-31.
  31. Mark C. Multiple-seam mining in the U.S.: design based on case histories / C.Mark, F.E.Chase, D.M.Pappas // New Technology for Groung Control in Multiple-seam Mining. 2007. P. 15-27.
  32. Molodykh S.S. Outlook on the implementation of steep inclined conveyors in deep open pits / S.S.Molodykh, M.P.Ovsyannikov, A.M.Petrunin // International Journal of Advanced Research in Engineering and Technology (IJARET). 2020. Vol. 11. Iss. 5. P. 374-377.
  33. Nikiforov A.V. Analysis of multiple seam stability / A.V.Nikiforov, E.A.Vinogradov, A.A.Kochneva // International Journal of Civil Engineering and Technology (IJCIET). 2019. Vol. 10. Iss. 2. P. 1132-1139.
  34. Overburden failure laws in working face of short distance thick coal seams group / Y.-С.Xu, S.-Q.Liu, Z.-X.Liu, Q.Zhang, H.-Z.Wang // Journal of Mineral Safety Engineering. 2013. Vol. 30. № 4. P. 506-511.
  35. Sankovsky A.A. Practical experience analysis: Superimposed seams series mining at the Verkhnekamsk potassium-magnesium salts deposit applying room-andpillar mining method / A.A.Sankovsky, A.G.Aleksenko, A.V.Nikiforov // International Journal of Civil Engineering and Technology (IJCIET). 2018. Vol. 9. Iss. 6. № 4. P. 715-728.
  36. Sidorenko A.A. An assessment of multiple seam stress conditions using a 3-D numerical modelling approach / A.A.Sidorenko, Y.G.Sirenko, S.A.Sidorenko // Journal of Physics: Conference Series. 2019. Vol. 1333. Iss. 3. № 032078. DOI: 10.1088/1742-6596/1333/3/032078
  37. Sidorenko A.A. Numerical simulation of rock massif stress state at normal fault at underground longwall coal mining / A.A.Sidorenko, V.V.Ivanov, S.A.Sidorenko // International Journal of Civil Engineering and Technology (IJCIET). 2019. Vol. 10. Iss. 1. P. 844-851.
  38. Tao Xu. Heat effect of the oxygen-containing functional groups in coal during spontaneous combustion processes // Advanced Powder Technology. 2017. Vol. 28. Iss. 8. P. 1841-1848. DOI: 10.1016/J.APT.2017.01015
  39. Vinogradov E.A. Method of gas emission control for safe working of flat gassy coal seams / E.A.Vinogradov, V.V.Yaroshenko, M.S.Kislicyn // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2017. Vol. 87. Iss. 2. № 022023. DOI: 10.1088/1755-1315/87/2/022023

Similar articles

Analysis of the application and impact of carbon dioxide media on the corrosion state of oil and gas facilities
2021 Rafael R. Kantyukov, Dmitry N. Zapevalov, Ruslan K. Vagapov
Indicator assessment of the reliability of mine ventilation and degassing systems functioning
2021 Nina O. Kaledina, Valentina A. Malashkina
Features of the thermal regime formation in the downcast shafts in the cold period of the year
2021 Artem V. Zaitsev, Mikhail A. Semin, Oleg S. Parshakov
Development of an algorithm for determining the technological parameters of acid composition injection during treatment of the near-bottomhole zone, taking into account economic efficiency
2021 Sergey N. Krivoshchekov, Aleksander A. Kochnev, Kirill A. Ravelev
Integrated development of iron ore deposits based on competitive underground geotechnologies
2021 Vladimir L. Trushko, Olga V. Trushko
Investigation of the influence of the geodynamic position of coal-bearing dumps on their endogenous fire hazard
2021 Andrian S. Batugin, Aleksandr S. Kobylkin, Valerija R. Musina